* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Значение ферментов. Об щая характеристика ферментативных реакций. Ферменты – это обширный класс белковоспецифических молек ул, катализирующие многие реакции в организме, их роль очень велика. Есть ферменты простые, а есть сложные. О ни состоят из белковой части (апофермент) и небелковой части – кофактора, который делится на кофермент – где связь рыхлая – витамины и простерическую группу – связь прочная - ФАД, ФМН.
Структура фермента : 1) активный цен т – формируется на уровне третичной структуры, в его образовании участв уют 10-15 а\к. а) якорная или контактная площадка, которая обеспечивает сродс тво фермента к субстрату, участвует в формировании S - E комплекса б) каталитические участки 2) аллостерический уча сток необходим для присоединения низкомолекулярных соединений (гормонов), эффекторов, в итоге активация или ингибирования а ктивного центра.
Схема ферментативной реакции: E + S ES ES 1 EP E + P
Активность фермента определяется по убыли субстрата или по нарастанию продукта. Методы определения активности : оптические – основаны на изменении спектра поглощения, спект рофолометрические, колориметрические, флюрореметрические методы.
1 моль субстрата / мл жидкости крови / час сек мин МЕ в стан дартных условиях при t = 25 0 С.
За единицу активности фермента при нимается такое количество энергии, которое катализирует превращение 1 м кмоль субстрата в 1 минуту при 25 С. Удельная активность – число единиц ферментативной активности в расчете н а 1 мг белка . Молярная активность – указывает сколько молекул субстрата превращается 1 молекулой фермента в 1 секунду.
Механизмы образования ES комплекса : 1) теория жесткой матрицы, в этом случае фермент подходит к субстрату как ключ к замку 2) теория Кошла нда или индуцированного соответствия – при связывании Е с S , аллостерические участки фермента изменяют пространственную структуру субстрата, после чего они подходя т друг к другу как ключ к замку.
Любая хим ическая реакция может идт и тогда , к огда большинство мол еку л будут обладать эне ргией достаточной для преодоления энергетического б арьера. Энергетический барьер - это кол ичество энерг ии, которое необходимо молекуле для вступления в химическую р еакцию. Чтобы преодолеть Е барьер молекулы должны быть активированы либо путем нагревания, либо п утем введения катализатора.
Энергия активации – это энергия , необходимая для превращения всех молекул одного моля субстрата в активное состояние при данной температуре. Фермент снижает энергию активации, увеличивает кол ичест во с толкновений, делает субстраты более чувствительными к ферментам, таким образом увеличивается число реагирующих молекул путем снижения энерге тического барьера.
Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакци й : 1 ) температура – скорость ферментативной реакции максимальна при t = 37 0 С, разумные пределы протекания реакции от 25 до 45 0 С – при этом скорость реакции снижается в 2 раза, если температура больше или меньше на 10 градусов - реакция не идет, на пример происходит денатурация при 47 0 С. 2) рН – оптимум рН для бо льшинства ферментов 7,3 – 7,4. но есть ферменты, которые имеют оптимум рН в ки слой среде – пепсин 1,5-2.5, в щелочной среде - щелочная фосфотаза 10-12, трипсин 3) концентрация фермента – чем больш е концентрация фермента, тем реакция протекает быстрее 4) концентрация субстрата – концентрация суб страта, при которой скорость реакции равна половине мах, то это соответс твует константе Михаэлиса (точка В). Когда фермент насытился субстратом, скорость мах и уже не зависит от концентрации субстрата (точка С). а точка А – V реакции прямопропорц ионально зависит от концентрации субстрата.
Специфичность действия ферментов : 1) абсолютная субстратная специфичность – 1 фермент катализирует превр ащение 1 единственного фермента (оргиназа и уреаза) 2) относительная субстратная специфичность – цитохром Р 450 осуществляет гидроксилирование р азличных субстатов 3) абсолютная групповая специфичность – фермент кат ализируеи превращение сходной группы субстратов - фермент алкагольдег идрогеназа окисляет этанол и другие спирты 4) относительная групповая сп ецифичность – расщепление пептидной связи, которая образована разным и а/к (трипсин между лизином и аргинином).
Изоферменты – это ферменты, которые катализируют одну и туже реакцию, но в различ ных тканях. Например, ЛДГ катализирует превращение лактата в ПВК, но эта р еакция обратима. ЛДГ 1 и 2 находятся в сердечной мышце и катализирует эту реакцию в сторону ПВК, а ЛДГ 4 и 5 мышечной ткани катализируют в сторону об разования лактата. ЛДГ состоит из Н и М субъединиц: ЛДГ 1 и 2 Н 3 М, а ЛДГ 4 и 5 МН 3. Креатинкиназа – ММ мышечный тип, МВ сердечный тип, ВВ мозговой тип.
Определение активности ферментов с диагностическо й целью : 1) активность ЛДГ 1 и 2 увеличивается при инфаркте миокарда, а ЛДГ 4 и 5 при миопатиях 2) АлАТ при гепатите, АсАТ при инфаркте м иокарда 3) глюкозо6фосфатдегидрогеназа – гемолитическая ан емия, дефицит по этому ферменту; окислительная ветвь не работае т. Не образуется НАДФН, глутатион, нарушается целостность эритроцитов 4) креатинкиназа – инфаркт миокарда .
В роли кофактора могут выступать витамины. Например, кофактором АлАТ и АсАТ является вита мин В 6. витамин В 1 – входит в состав мультиферментного комплекса, таким образом участвует в реакции окислительного декарбоксилирования ПВК и альфакетоглутарата. Витамин РР входит в состав НАД – никотинамидалени ндинуклеотида, а витамин В 2 в состав ФМН – флавин6мононуклеотида.
Регуляция действия ферментов: 1) ча стичный протеолиз – пепсиноген в пепсин под действием HCl , трипсиноген в трипсин под действи ем энтерокиназы, химотрипсиноген в химотрипсин под действием трипсина 2) ковалентная модификация – фосфорилирование (присоединение остатка ф осфорной кислоты) и дефосфорилирование – пример – 2 фосфорилаза Б не ак тивная + 4 АТФ 1 фосфорилаза А – Р н + 4 АДФ. И может быть все наоборот. Гликогенсинтетаза активная + АТФ гликогенсинте таза – Р н не активная + АДФ. Адренал ин повышает уровень глюкозы в крови и активируется фосфорилаза и расщеп ляется гликоген.
Активаторы ф ерментов: ионы Ме с 19 по 30 в системе Мен делеева, восстановленные формы соединений НАДН 2 ФАДН 2 , аллостерические активаторы, гормоны – ад реналин, инсулин.
Ингибирование ферментов : 1) обратимое : а) конкурентное – когда ингибит ор похож на субстрат (аллопуринол) б) не конкурентное – аллостерическое ( ретроингибирование) и уменьшение доли субстрата
2) необратимое: а) специфическая – СО на цитохромы б) не специфическая – д енатурация при t 0 С.
Классификация ферментов 1961 год – 5 м еждународный конгресс в Москве: 1) оксидоредуктазы (имеют 5 подклассов) в о снове ОВР; 2) трансферазы – перенос амино и метильной гр упп ; 3) гидролазы – все ферменты пищев арительного тракта; расщепление с участием воды; 4) лиаз ы – расщепление связей без участия воды; 5) изомеразы – превращение глюкозо6фосфат в фруктозо6фосфат - реакци и изомеризации; 6) лигазы (синтетазы) – синтез орг аничес ких в еществ с затратой энергии распада АТФ.
80. Энергетический обмен, катаболизм, источники восста новленных эквивалентов. Совокупность окислительных реакций, происходящих в живых организмах и обеспечивающих их энергией и метаболитами, необходимыми для осуществления процессов жизнедеятельн ости, называется биологическим окислением. Функции биологического оки сления: 1) энергетический обмен, поддержание t тела, мышечная активность, осмотическая работа, трансп орт, биосинтез 2) окисление ксенобиотиков 3) окисление токсических продук тов обмена 4) синтез ключевых метаболитов. Основными источниками энергии для организма являются белки, липиды и углеводы, поступающие с пищей. Три стадии катаболизма: 1) специфическое превращение в мономеры – аминокисл оты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты. 2) образование унифицированн ых продуктов – ПВК и АцКоА (моносахариды через ПВК). 3) АцКоА в ЦТК образует ся СО 2 , вода; 3НАДН, которые в дых цепи д ают воду и 3 АТФ; ФАД Н 2 , который в дых ц епи дает воду и 2 АТФ . Источники восстановленных эквива лентов это ЦТК, все окислительно-восстановительные реакции, бета-окисле ние жирных кислот. В дых цепь поступает 3НАДН и ФАДН 2 , они образуются в следующих реакциях: НАДФН+НАД НАДФ+НАДН (трансдегидрогеназа).
81. Дыхательная цепь, трансмембранный электрохимичес кий потенциал. Перенос 2х протонов и з матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием гради ента концентраций протонов водорода (дельта МюН). Именно в этом месте воз никает пункт сопряжения, окисления и фосфорилирования. Трансмембранны й электрохимический потенциал – это разница протонов между матриксом и наружной частью. Образуется АТФ (АДФ+Фн) путем фосфорилирования с испол ьзованием энергии окисления водорода.
82. НАД-зависимые дегидрогеназы – это сложные ферменты, относящиеся к классу оксидореду ктаз и состоящие из белковой и небелковой части. Небелковая часть предст авлена коферментами НАД или НАДФ. НАД – никотинамидадениндинуклеотид, в его структуре два мононуклеотида, соединенные фосфоэфирной связью. В с остав одного мононуклеотида входит амид никотиновой кислоты (витамин н иацин), рибоза и остаток фосфорной кислоты. Второй мононуклеотид предста влен аденином, Д-рибозой и также остатком фосфорной кислоты. НАД-зависимые дегидрогеназы акцептируют от субстрата два ато ма водорода, первый присоединяется к НАД с образованием НАДН, второй выд еляется в виде протона. Изоцитрат под действием изоцитратдегидрогеназ ы образуется альфа-кетоглуторат СО 2 НАДН+Н + . Источники НАДН: из оцитратдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, мультиферментный комплекс окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората, бета-окислен ие жирных кислот.
83. Флавиновые ферменты – это сложн ые ферменты, состоящие из белковой и небелковой части, небелковой частью представлена простерическая группа ФМН – флавинмононуклеотид или ФА Д – флавинадениндинуклеотид. ФМН состоит из витамина В 2 , пятиатомного спирта ретибола, остатка фос форной кислоты; в структуре ФАД два мононуклеотида, соединенных фосфоэф ирной связью. В состав одного мононуклеотида входит витамин В 2 , пятиатомный спирт ретибол, остаток фосфор ной кислоты. Второй мононуклеотид представлен АМФ – Аденин, рибоза, ост аток фосфорной кислоты . Источники ФАДН 2 – сукцинатдегидрогеназа и бета-окисление жирных кислот.
84. Дыхательная цепь , железо-серопр отеины, цитохромы . Железо-серопротеины относят к негемовым железопротеинам. Изв естно три вида FeS -белков: 1) оди н атом железа тетраэдрически связан с сульфгидрильными группами четыр ех остатков цистеина; 2) ( Fe 2 S 2 ) содерж ит 2 атома железа и 2 неорганических сульфида, присоединенных к четырем ос таткам цистеина; 3) ( F е 4 S 4 ) содержит четыре атома железа, четыре сульфгидридные группы и четыре остатка цистеина. Атом железа в этих комплексах может находиться в восстановленном ( Fe ++ ) и окисленном ( Fe +++ ) состояниях. НАДН-дегидрогеназа содержит второй и третий типы железо-серопротеинов. Цитохромы – это ферментные г емопротеины, транспортирующие только электроны. В качестве простетиче ской группы они содержат гем. В дых цепи располагаются 5 цитохромов, отлич ающихся по строению простетических групп и имеющих разные спектры погл ощения. В цитохроме b гем нек овалентно связан с белковой частью, в то время как в цит охромах с и с 1 – связь с белковой ча стью ковалентная. Цитохромы а и а 3 и меют иную простетическую группу, называемую гемом-а. Она отличается от п ростетической группы цитохромов с и с 1 наличием формильной группы вместо одной из метильных групп и у глеводородной цепью вместо одного из остатков винила. В составе цитохро мов а и а 3 находятся два атома меди. П ростетической группой цитохромов в, с 1 и с служит протопорферин 1Х. Цитохром с имеет ковалентно связан ный гем и выполняет челночные функции – передает электроны цитохрома с 1 к цитохромоксидазе.
85. образование макроэргических связей в дыхательной цепи. Коэффициент Р/О. Разобщение дыхания и фосфорилирования в дыхательн ой цепи. Коэффициент Р/О – это коли чество АТФ, которое образовалось в дых цепи. Р/О может быть равно 3 или 2 АТФ. Три АТФ образуется при участии НАДН, две АТФ при участии ФАДН 2 .
В окислительном фосфорилировании не образуется дель та МюН, т.к. есть вещества, которые принимают протоны на себя. В окислитель ном фосфорилировании не происходит образования АТФ и энергия выделяет ся в виде тепла. Это такие вещества как динитрофенилгидрозин или ДНФГ, пе стициды, гербициды, алкоголь.
86. Окислительное субстратное фосфорилирование в про цессе биологического окисления. О бразование АТФ в процессе метаболизма идет двумя путями – окислительн ого и субстратного фосфорилирования. Основными источниками поставляющ ими энергию являются: 1) дых цепь 2) ЦТК 3) гликолиз. Возникновение макроэргич еской связи в момент окисления субстрата с дальнейшей активацией неорг анического фосфата и его переносом на АДФ с образованием АТФ называют су бстратным фосфорилированием. В данном случае окисление субстрата связ ано с фосфорилированием АДФ. Примерами реакций субстратного фосфорили рования являются две реакции гликолиза – окисление 3-фосфоглицериново го альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту, и окисление 2-фосфоглицери новой кислоты в 2-фосфоэнолпировиноградную кислоту; а также одна реакция ЦТК - окисление сукцинил-КоА в янтарную кислоту. Посредством реакций суб стратного фосфорилирования образуется небольшое количество энергии. О сновная масса АТФ образуется путем окислительного фосфорилирования. В процессе окислительного фосфорилирования окисляемый субстрат участи я не принимает, а активирование неорганического фосфата сопряжено с пер еносом электронов и протонов водорода с коферментов дегидрогеназ (прин имающих участие в окислении субстрата) к молекулярному кислороду. Сопря жение окисления с фосфорилированием АДФ и последующим образованием АТ Ф называют окислительным фосфорилированием. Процессы сопряжения окисл ения и фосфорилирования идут в дых цепи.
87. Образование СО 2 в процессе биологического окисления. СО 2 в организме образу ется двумя путями – путем прямого и окислительного декарбоксилирован ия. Основная масса СО 2 образуется в Ц ТК. Первая молекула СО 2 образуется п утем прямого декарбоксилирования изоцитрата, при этом изоцитратдегидр огеназа обладает декарбоксилирующим эффектом. Вторая молекула СО 2 путем окислительного декарбоксилирова ния альфа-кетоглутората. Одна молекула СО 2 образуется в результате окислительного декарбоксилирования ПВК. Человек за сутки выделяет около 500 мл СО 2 .
88. Виды декарбоксилирования в ЦТК. В ЦТК есть только два типа декарбоксилирования – прямое и окислительное . 1) Прямое декарбоксилирование изоцитрата под действием изоцитратдегид рогеназы, которая обладает декарбоксилирующим эффектом, превращается в альфа-кетоглуторат и НАДН, который является источником водорода для ды хательной цепи, окисление которого приводит к образованию 3х АТФ и воды. К роме того в этой реакции образуется СО 2 . 2) Окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглутората про исходит под действием альфа-кетоглуторатдегидрогеназного комплекса, к оторый включает три фермента и пять кофакторов – ТДФН S КоА, НАД, ФАД, липоевая кислота. Проду ктом реакции является образование макроэргического соединения – сукц инил-КоА. В результате этой реакции образуется еще одна молекула восстан овительного эквивалента НАДН и СО 2 .
89. Микросомальное оки сление также как митохондриальное, происходит в митохондриях. Но в микросомальном окислении кислород используется с пластической целью, он включается в субстрат. Примерами микросомального окисления являютс я – окисления ксенобиотиков, синтез стероидных гормонов, активных форм витаминов, жирных кислот, холестерина. Источником водорода в микросомал ьном окислении служит НАДФН. При микросомальном окислении энергии не об разуется.
90. Пути использования, токсичность кислорода, механиз мы защиты. 1) митохондриальные окисл ения – образование воды – оксидазный способ. 2) в микросомальным окисле нием с пластической целью – оксигеназный способ. 3) для образования Н 2 О 2 – пероксидазный способ. Токсичность кислорода связано с тем, что в ходе окислительных реакций кислород может принимать дополнительный электр он и превращаться в супероксидный радикал (анион). Присоединение двух до полнительных электронов к супероксидному аниону (О 2 - ) ведет к образованию пероксидных а нионов (О 2 -2 ). О 2 - +е+2Н + Н 2 О 2 ; О 2 - е+О 2 . В результате реакции дисмутации, катализи руемой супероксиддисмутазой (СОД), образуется перикись водорода: О 2 - +О 2 - +2Н + Н 2 О 2 + О 2 . Такие формы кислорода имеют высо кую химическую активность, реагируют со многими веществами в организме, в том числе с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, оказывая повреж дающее действие. Активные формы кислорода запускают цепные реакции пер екисного окисления липидов. В процессе ПОЛ образуются органические пер екиси. ПОЛ приводит к повреждающему воздействию мембран клеток. Активны е формы кислорода образуются в организме и в реакциях неферментативног о окисления ряда веществ. В связи с тем, что образование активных форм кис лорода ведет к повреждающему эффекту, можно говорить о токсичности кисл орода и механизмах защиты. Имеется два способа защиты: 1) ферментативные п ути – активируют пероксидаза и каталаза. Пероксиды выступают в роли акц епторов водорода, донорами которых являются органические субстраты. 2Н 2 О 2 2Н 2 О+О 2 (ка тализирует каталаза). 2) неферментативные пути – используются препараты -ловушки активных форм О 2 – витамин Е, К, различные хиноны.
91 и 92. Витамины. Класси фикация, участие в обмене веществ, а- гипо- гипер- витаминозы.
Витамины – это органические соединения, которые необ ходимы организму в небольших количествах для обеспечения нормального развития организма. Классификация витаминов основана на их физико-хими ческих свойствах (растворимости), химической природе. В зависимости от р астворимости различают жиро и водорастворимые витамины. К витаминам, ра створимых в жирах относятся витамин А или ретинол, витамин D или кальциферолы, витамин Е или токо ферол, витамин К филлохинон. Витамины растворимые в воде: витамин В 1 или тиамин, витамин В 2 или рибофлавин, витамин РР или никотиновая кислота (ник отинамид), витамин В 6 или пиридоксин, витамин В 12 или кобаламин, витамин В с или фолиевая кислота, в итамин Н или биотин, витам ин С или аскорбиновая кислота. Витамины выполняют роль кофакторов в ферментативных реакциях, например витамин В 1 входит в состав мультиферментного комплекс а при окислительном декарбоксилировании ПВК. Наприме р витамин РР входит в состав НАД, а витамин В 2 входит в состав флавинмононуклеотида (ФМН). Витамин В 6 является кофактором АлАТ и АсАТ. Авитаминоз – это болезнь, возникающая на почве полного отсутс твия в пище или полного нарушения усвоения какого-либо витамина. Гиперви таминоз – это патологические состояния, связанные с поступлением чрез мерно больших количеств витаминов в организм. Встречается редко (А, D , К). Гиповитаминоз – развивается при недостаточном поступлении витамина с пищей или плохим их усвоением. Если авитаминоз или гиповитаминоз развивается на экзогенной почве, то в водят недостающий витамин с пищей или его чистый препарат. Если же причи на эндогенная, то помимо лечения основного заболевания, параллельно вво дят соответствующий витамин парентерально, т.е. минуя кишечный тракт .
93. Витамин С или аскорбиновая кислота. Суточная потребн ость 75 мг, источники – продукты растительного происхождения, овощи и фру кты – перец, салат, капуста, укроп, рябина, лимон, черная смородина, шиповн ик. Химическая структура похожа на L -глюкозу . У второг о и третьего углеродного атомов находятся два обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов. Хорошо раств орим в воде, хуже в этаноле. Гиповитаминоз – общая слаб ость, одышка, боли в сердце, потяря массы тела, развивается цинга – кровот очивость из десен и выпадение зубов; отек нижних конечностей, боли при хо дьбе. Участвует в окислительно-восстановительных про цессах, реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллаг ена, синтезе гормонов коры надпочечников (катехоламины), участвует в оки слительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях .
94. Витамин В 1 ил и тиамин. Химическая структура – в основе два кольца – пиримидиновое и тиазоловое, соединенных метиленовой связью. Активна я форма – тиаминпирофосфат или тиаминдифосфат - он входит в состав муль тиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК и а льфа-кетоглутората. ТПФ участвует в переносе гликоль-альдегидного ради кала от кетосахаров на альдосахара. Является коферментом дегидрогиназ ы гамма-оксикетоглутаровой кислоты. Суточная потребность 1,2-2,2 мг. Источни ки – дрожжи, хлеб, злаковые, картофель, морковь, капуста, печень, почки. Гип овитаминоз – бери-бери , симптом Вернике – проявляет ся в виде энцефалопатии, синдром Вайса с преимущественным поражением СС С, нарушение деятельности ССС, НС и ЖКТ.
95. Витамин В 2 или рибофлавин. ХС – в основе молекулы рибофлавина лежит гетероциклическо е соединение – изоаллоксазин (сочетание бензольного, пиразинового и пи римидинового колец), к которому в положении 9 присоединен пятиатомный сп ирт рибитол. Рибофлавин хорошо растворим в воде, устойчив в кислых и легк о разрушается в щелочных средах. Суточная потребность 1,7 мг. Источники: хл еб, злаковые, яйца, молоко, мясо, свежие овощи. Гиповитаминоз – остановка роста, выпадение волос, воспалительные процессы слизистой оболочки язы ка (глоссит) и губ, катаракта, общая мышечная слабость. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД, являющихся в свою о чередь простетическими группами ферментов-флавопротеинов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами: 1) реакции, в ко торых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода, т.е. д егидрирование исходного субстрата. К ферментам этой группы относят окс идазы L - и D -аминокислот , гли циноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза. 2) реакции которыу харак теризуются переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиримидиновых коферментов. Ферменты этой группы иг рают главную роль в биологическом окислении.
96. Витамин РР или никотиновая кисло та (никотинамид). ХС – представляет собой соединение пиримидинового ряд а, содержащее карбоксильную группу (никотинамид отличается наличием ам идной группы). Малорастворим в воде, хорошо в водных растворах щелочей. Кр исталлизуется в виде белых игл. Суточная потребность 18 мг. Источники – ри с, хлеб, картофель, мясо, печень, почки, морковь. Гиповитаминоз – развитие пеллагры, поражение кожи, ЖКТ и нарушения НС. Входит в состав НАД и НАДФ, яв ляющихся коферментами большого числа обратимо действующих в окислител ьно-восстановительных реакциях дегидрогеназ.
97. Пантотеновая кислота (витамин В 3 ). ХС – Является комплексным соедине нием бета-аланина и 2,4-диокси-3,3-диметилмаслянной кислоты. Она входит в состав КоА. В основе его (КоА) структуры лежит остаток 3-фосфоаденозин -5-дифосфата, соединенный с остатком пантотеновой кислоты, карбоксильная группа которой в свою очередь связана с остатком тиоэтиламина. Функция КоА: участвует в основных биохимических процессах, оки сление и биосинтез высших жирных кислот, окислительное декарбоксилиро вание альфа-кетокислот (пируват, альфа-кетоглуторат), биосинтез нейтраль ных жиров, фосфолипидов, стероидных гормонов, гема гемоглобина, ацетилхо лина, гиппуровой кислоты. Суточная потребность 3-5 мг. Он чрезвычайно широко распространен во всех живых объектах (микроорганиз мы, растения, ткани животных), в связи с чем его так и назвали (от греч. – pantoten – повсюду). Пантотеновая кис лота малоустойчива и легко гидролизуется по месту пептидной связи под д ействием слабых кислот и щелочей. Гиповитаминоз – дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические изменения желез внутренней секреци и и НС, изменение в сердце и почках, депигментация волос, потеря аппетита, истощение.
98. Витамин В 6 или пиридоксин. Производное 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксим етилпиридина. Термином «витамин В 6 » обозначают все три производных 3-оксипиридина: пиридоксин (пиридоксол), п иридоксаль и пиридоксамин. Они отличаются друг от друга природой замеща ющей группы в положении 4 пиридинового ядра. Устойчивы по отношению к кис лотам и щелочам, чувствительны к влиянию света. Гиповитаминоз витамина В 6 чаще у крыс, проявляется специфиче ским дерматитом с преимущественным поражением кожи лопаток, хвоста, нос а и ушей. Пиридоксаль+АТФ пиридоксальфосфат+АДФ Пиридоксальфосфат является пр остетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перен ос а/к с образованием биогенных аминов. Коферментная роль пиридоксальфо сфата в энзиматических реакциях неокислительного дезаминирования сер ина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодер жащих а/к, взаимопревращения серина и глицина, участвует в синтезе сигма- аминолевулиновой кислоты. При недостаточности витамина отмечаются раз нообразные нарушения метаболизма а/к. Источники – хл еб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень. Суточная потребность 2 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника.
99. Биотин (Витамин Н) . Молекула биоти на является циклическим производным мочевины, а боковая цепь представл ена валериановой кислотой. Недостаточность биотина вызывает воспалите льные процессы кожи (дерматиты), сопровождающиеся усиленной деятельнос тью сальных желез, выпадение волос, поражением ногтей, боль в мышцах, уста лость, сонливость, депрессия, анарексия и анемия. Биотиновые ферменты (т.е . содержащие в качестве кофермента биотин) катализируют два типа реакций : 1) реакции карбоксилирования (с участием СО 2 или НСО 3 - ), сопряженные с распадом АТФ: RH + HCO 3 - +АТФ R - COOH +АДФ+Н 3 РО 4 , пируват+СО 2 +АТФ+Н 2 О оксалоацетат+А ДФ+Фн+2Н + . 2) реакции транскарбоксили рования (протекающие без участия АТФ), при которых субстраты обмениваютс я карбоксильной группой: R 1 - COOH + R 2 H R 1 H + R 2 - COOH . Примером второго типа реакции явл яется метилмалонил-оксалоацетат-транскарбоксилазная реакция, катализ ирующая обратимое превращение ПВК и ЩУК (реакция потом). Реакции карбокс илирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, пуриновых нуклеотидов. Источн ики: печень, почки, молоко, желток яйца, картофель, лук, томат, шпинат. Суточн ая потребность 0,25 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника.
100. Фолиевая кислота (птероилглутаминовая) была выделена из зеленых листьев растен ий, в связи с чем и получила название (от лат. – folium – лист). Состоит из 3х структурных единиц: остатка пте ридина, парааминобензойной и L -глутаминовой кислот. Фолиевая кислота ограниченно растворим а в воде, хорошо растворима в разбавленных растворах спирта. Недостаточн ость – нарушается процесс биосинтеза ДНК в клетках костного мозга, в ко торых в норме осуществляется эритропоэз. Как следствие этого в перифери ческой крови появляются молодые клетки – мегалобласты с меньшим содер жанием ДНК. Роль: коферментные функции фолиевой кислоты связаны с актив ной формой фолиевой кислоты ТГФК (тетрагидрофолиевая кислота). Кофермен тные функции ТГФК связаны с переносом одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются бета-углеродный атом серина, а льфа-углеродный атом глицина, углерод метильных групп метионина, холина , 2й углеродный атом индольного кольца триптофана, 2й углеродный атом имид азольного кольца гистидина, а также формальдегид, муравьиная кислота и м етанол. ТГФК учствует в переносе одноуглеродных фрагментов при биосинт езе метионина и Тимина (перенос метильной группы), серина (перенос оксиме тильной группы), образовании пуриновых нуклеотидов (перенос формильной группы). 4-аминоптерион (аналог фолиевой кислоты) исполь зуется в качестве препарата тормозящего синтез нуклеиновых кислот и со ответственно развитие лейкозов у детей. Источники: зеленые листья расте ний, дрожжи, печень, почки, мясо. Суточная потребность 1-2 мг. Микроорганизмы синтезируют фолиевую кислоту в количествах, достаточных для потребнос тей организма.
111. Витамин А или ретинол. Представля ет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из шест ичленного кольца (бета-ионона),ь 2х остатков изопрена и первичной спиртов ой группы. Витамин А хорошо растворим в жирах и жирорастворителях: бензо ле, хлороформе, эфире, ацетоне. В организме они легко окисляются при участ ии специфических ферментов с образованием соответствующих цис- и транс- альдегидов, получивших название ретиналей. В организме витамин А может о ткладываться про запас в печени в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной и пальмитиновой кислотой. Недостаток витамина А ведет к тормо жению роста, поражению кожи, слизистых оболочек и глаз, потеря зрения. Гип ервитаминоз – воспаление глаз, гиперкератоз, выпадение волос, общее ист ощение организма, потеря аппетита, головные боли, тошнота, рвота, бессонн ица. Витамин А оказывает влияние на барьерную функцию кожи, слизистых об олочек, проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов, в ча стности определенных гликопротеидов. Благодаря наличию двойных связей в молекуле витамин А может участвовать в окислительно-восстановительн ых реакциях, поскольку он способен образовывать перекиси, которые в свою очередь повышают скорость окисления других соединений. Велико значени е витамина А в процессе светоощущения. Родопсин – основное светочувств ительное вещество сетчатки - в его состав входит ретиналь. Источники – п ечень, яичный желток, цельное молоко, сметана, сливки, рыбий жир, красно-мя котные овощи (морковь, томат, перец), в которых витамин А содержится в виде провитаминов-каротинов, выделенных впервые из моркови. Известны альфа, б ета и гамма-каротины. При их окислении образуется одна или две молекулы в итамина А. Суточная потребность 2,7 мг.
112. Витамин D кальциферол, антирахитический витамин. Существует в виде неск ольких соединений: D 2 – эргокальциферол, D 3 – холекальциферол, D 4 – дигидроэргокальциферол. Эргостерин – о дноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе которого лежит кон денсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена. Эрго стерин превращается в витамин D 2 в результате разрыва между 9м и 10м углеродным и атомами кольца В под действием УФ-излучения. Предшественником витамин а D 3 являе тся 7-дегидрохолестерин. При УФ-облучении он превращается в активный вит амин D 3 . Бл агодаря наличию холестерина и 7-дегидрохолестерина в составе липидов ко жи человека имеется возможность синтеза витамина D 3 при солнечном об лучении. Этим пользуются при лечении рахита у детей. Ви тамины D 2 и D 3 предс тавляют собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 115-117 0 С, нерастворимые в воде, растворимые в жи рах, хлороформе, эфире, и других жирорастворителях. Недостаток этого вит амина приводит к развитию рахита – изменение фосфорно-кальциевого обм ена и нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Развивается о стеомаляция – размягчение костей – большая голова, увеличенный живот. Для взрослых характерно развитие остеопороза вследствие вымывания сол ей, кости становятся хрупкими, что част приводит к частым переломам. Вита мин D выполняет свои биологи ческие функции в организме в форме образующихся из него активных метабо литов, 1,25-диоксихолекальциферола и 24,25-диоксихолекальциферола. Они выполн яют гормональную роль, функционируют в системе гомеостатической регул яции обмена кальция и остеогенеза. 1,25(ОН) 3 D 3 участвует в регу ляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах. Процес сы остеогенеза и ремоделирования костной ткани, напротив, регулируется 24,25(ОН) 2 D 3 . Источники D 3 – сливочное масло, желток яиц, печень, жир, р ыбий жир. D 2 – подсолнечное и оливковое масла, дрожжи. Сточная потребность колеблется от 10 до 25 мг. Гипервитаминоз D наблюдается при ударной терапии рахита и волчанке.
113. Гормоны, классификация, механизм действия.
Гормоны это химические посредники, регулирующие обмен веществ. Образо вано от греческого слова «побуждаю, привожу в действие».
Биологические признаки гормонов : 1) дистантность действия. 2) строгая специфичность действия. 3) высокая биоло гическая активность. Гормоны оказывают эффект даже в малых концентраци ях 10 -6 -10 -11 мкмоль/л. Гормоны влияют на процессы метаболизма: 1) модулируют а ктивность ферментов – гормоны срочной регуляции – время действия от с ек до мин. 2) гормоны оказывают эффект на проницаемость клеточных мембран ( глюкоза, а/к, различные ионы). 3) изменяют скорость синтеза белковых фермен тов – гормоны медленной регуляции – минуты и часы. К лассификация гормонов . - По химическ ой природе : 1) производные а/к – катехоламины (из тирозин а - адреналин, норадреналин), из тирозина - тироксин. 2) пептидные – парадгор мон, АКТГ, глюкогон. 3) стероидные гормоны – родоначальник холестерин – и меют кольцо циклопентана, фенантрена (эстрадиол, тестостерон, кортизол, альдостерон). - по механизму передачи гормонального с игнала в клетку: 1) гормоны, не проникающие через клеточн ую мембрану, реализуют свой эффект через посредника, например пептидные гормоны и катехоламины. Посредник – 1) циклические нуклеотиды цАМФ цГМ Ф, 2) ионизированный Са, инозитолполифосфаты (ИПФ), 3) посредник неизвестен. 2) гормоны, которые проникают через клеточную мембрану, их рецепторы нах-ся в цитозоле и эффект оказывается по цитозольному механизму. Например – стероидные гормоны и йодтиронины. - По биологической функции : 1) гормоны регулирующие обмен углеводов, липид ов, белков – инсулин, контринсулярные гормоны (глюкогон, адреналин, глюк окортикоиды) и тиронины. 2) гормоны регулирующие вводно-солевой обмен – м инералокортикоиды (альдостерон), АДГ, вазопрессин. 3) гормоны регулирующи е обмен Са и Р – Паратгормон, кальцитонин и кальцитриол. 4) гормоны связан ные с репродуктивной функцией – половые гормоны – эстрогены и андроге ны. 5) гормоны регулирующие функции эндокринных желез – тропные гормоны.
Механизм передачи го рмонального сигнала через цАМФ (адреналин, паратгормон, глюкогон, оксито цин). Образование комплекса гормон+рецептор происходит опосредованно ч ерез систему G -белков, они акт ивируют аденилатциклазу (в активном центре магний) под дей1ствием которо й из АТФ образуется цАМФ и пирофосфат. цАМФ активирует протеинкиназу тип а А, которая состоит из 4х субъединиц – две регуляторные, 2 каталитические . ПК-А активируется путем удаления ингибиторных субъединиц. Например: 2фо сфорилаза В под действием киназафосфорилазы (ПК-А) образуется фосфорила за А (активная), она катализирует превращение гликогена в глюкозо1фосфат, затем в глюкозо6фосфат, и под действием глюкоза6фосфатазы в глюкозу. цГМФ образуется под действием гуанилатциклазы.
Механизм реализации гормонального сигнала через ион изированный кальций и инозитолполифосфаты. Образуется комплекс гормон +рецептор и система G -белков активирует фосфолипазу типа С, которая катализирует реакцию образован ие диацилглицерола и инозитол3фосфата (ДАГ и ИТФ). ДАГ активирует протеин киназу типа С, которая катализирует фосфорилирование ферментов превра щая их в активные соединения. Т.О. запускаются такие процессы как синтез Д НК, система свертывания крови, мышечное сокращение. ИТФ повышает уровень кальция (увеличением клеточной проницаемости, активация кальциевопро тонового насоса, мобилизация Са из органелл клеток). ИТ Ф активирует кальций/кальмодулин зависимую протеинкиназу и образуется (Са 4 ++ )кальмодули н, который вступает в связь с неактивным ферментом и образуется (Са 4 ++ )*кальмодулин*Еакт. Э тот комплекс способен формировать белки ферменты, приводя их в активное состояние. Миокиназа – которая превращает миозин в акт форму и запускае тся мышечное сокращение. Из этого комплекса высвобождается первым Са, да лее кальмодулин и фермент становится неактивным.
Действие гормона по цитозольному механизму. Стероидн ые гормоны и ее тиронины проникают через липидный сло й клеточных мембран и связываются с циторецепторами , и обр-ся комплекс гормон+рецептор . Он активируется и способен проникнуть через ядерную м ембрану, там он связывается с хромосомами, влияет на синтез ДНК, РНК и друг их белков. Гормон реализует свой эффект на генетическом уровне по медлен ному механизму.
114. Гормоны щитовидной и паращитовидной желез. Тироксин или 3,5,3’ ,5’ -те тройодтиронин – вырабатывается щ итовидной железой. Является производным тирозина, сод ержит йод в четырех положениях. Цитозольный механизм. Регулирует скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, об мен белков, углеводов, липидов, а также вводно-электролитный обмен, деяте льность ЦНС, ЖКТ, ССС и гемопоэз. Гипофункция – у детей проявляется в виде кретинизма – остановка роста, шелушение кожи, выпадение волос, уменьше ние скорости основного обмена, глубокое нарушение умственной деятельн ости. У взрослых – гипотиреоидный отек или микседема – нарушение водно солевого обмена, основного обмена и обмена жиров. Наблюдается патологич еское ожирение, выпадение волос и зубов. Гиперфункция – гипертиреоз – базедова болезнь – увеличение частоты сердечных сокращений, пучеглаз ие, увеличение щитовидной железы. Кальцитонин – вырабатывается с-клетками щитовидной железы . Гормон пептидной природы. Состоит из 32 остатков а/к. Кальцитонин содержит дисульфидный мостик между первой и седьмой а/к-тами, характериз уется N -концевым цистеином и С-концевым - пролинамидом . Механизм мембранный внутрик леточный иФ 3 . Обеспечивает постоянн ую концентрацию Са в крови, антагонист паратгормона. Гипокальциемия, гип еркальциемия, гипофосфатемия. Паратгормон – вырабатывается паращитовидными железами. Молекула паратг ормона содержит 84 а/к остатка и состоит из 1 полипептидной цепи. Механизм м ембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Регулирует уровень Са и фосф атов в крови. Понижение Са в крови приводит к синтезу паратгормона, в резу льтате Са вымывается из костей, уменьшается реабсорбция фосфата в диста льных канальцах и повышает реабсорбцию Са. Гиперфункция приводит к вымы ванию Са из костной ткани размягчение костной ткани.
115. Гормоны надпочечников. Кортизо л – синтезируется в корковом веществе. Глюкокортикоид, предшественники холестерина, прегненолон, 17-о ксипрегненолон, 21-оксипрегнонолон и прогестерон. Цито зольный механизм. В 13 положении СН 3 . Повышает содержание сахара в крови, снижает синтез бел ков во всех тканях, кроме печени, в ней активирует синтез белков-ферменто в глюконеогенеза, в итоге появляется избыток а/к и они используются на гл юконеогенез (ключевой фермент глюконеогенеза – пируваткарбоксилаза). Избыток – гипокортицизм. Гиперфункция – болезнь Ице нко-Кушинга – увеличение ад, остеопороз, атрофия кожи. Г ипофункция – болезнь Аддисона – пигментация кожи, м ышечная слабость, расстройство ЖКТ, нарушение водносолевого обмена. Альдостерон – вырабатывается кор ковым веществом надпочечников. Минералкортикоид, пре дшественники холестерина, прегненолон, 17-оксипрегненолон, 21-оксипрегнон олон и прогестерон. В 13 положении альдегидная группа. Цитозольный механизм. Регулирует обмен N а , К , Cl , H 2 O . Способствует удержанию ионов натр ия и хлора в организме и выведению с мочой ионов Са. Гипофункция – потеря натрия и хлора, задержка Са. Гиперфункция – отеки, чрезмерное удерживан ие воды в организме. Адреналин – вы рабатывается мозговым веществом на дпочечников. Тирозин ДОФА дофамин норадреналин адреналин. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМ Ф. Мощное сосудосуживающее действие, повышает АД, повышает уровень глюко зы в крови (ускоряет распад гликогена в печени), является гормоном стресс а. Гиперфункция – стресс, физ нагрузка, голодание, охлаждение. Гипофункц ия – болезнь Паркинсона, гипертермия. Норадреналин - вырабатывается мозговым веществом надпочечников. Ти розин ДОФА д офамин норадреналин. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Мощное сосудосуживающее действие, повышает АД, оказывает регулиру ющее действие на обмен углеводов. Гиперфункция – стресс, физ нагрузка, г олодание, охлаждение. Гипофункция – болезнь Паркинсона, гипертермия.
116. Гормоны поджелудочной железы. Инсулин – вырабатывается бета-клетками поджелудоч ной железы в виде преинсулина . Молек ула инсулина содержит 51 а/к, состоит из 2х полипептидных цепей, соединенны х межд у собой дисульфидными мостиками, альфа-цепь – 20 а /к, бета 31а/к. Рецепторы инсулина имеют две альфа-субъединицы, которые прон икают через клеточную мембрану, и две бета-субъединицы, которые нах-ся в ц итозоле. Механизм мембранный внутриклеточный, посред ник неизвестен. При повышении глюкозы происходит секреция инсулина, т.к. он регулирует уровень глюкозы в крови. Гипофункция – сахарный диабет, г ипергликемия, глюкозурия, замедление биосинтеза белков и жиров, отрицат ельный азотистый баланс, усиление мобилизации жиров из депо, кетонурия. Глюкогон – вырабатывается альфа-к летками поджелудочной железы. По химической природе это линейно распол оженная полипептидная цепь – 29 а/к. Механизм мембранный внутриклеточны й, посредник цАМФ. Понижение уровня глюкозы приводит к синтезу глюкогона ; он увеличивает концентрацию глюкозы в крови за счет распада гликогена в печени. Гиперфункция – усиленный распад гликогена.
117. Гормоны половых желез. Регулирую т гомеостаз и формирование вторичных половых признаков. Синтез половых гормонов регулируется гонадотропным гормоном гипофиза. В крови половы е гормоны соединены с гликопротеидами – уменьшают синтез белка. Эстрадиол – 1 кольцо ароматическое и ОН- группа, в 10 положении нет СН 3 . Тестост ерон – 1 кольцо не ароматическое и кетонная группа, в 10 положении есть СН 3 . Тестостерон – вырабатывается семенниками, яичниками, надпочечниками . Цитозольный механизм. Регу лирует дифференцировку и функционирование репродуктивной системы, диф ференцировку мужских половых желез., развитие мужских вторично половых признаков, обладает анаболическим действием, стимулирует синтез белка. Гиперфункция – гиперсексуальность, увеличивается рост волос. Гипофун кция – недоразвитие внутренних и наружных половых органов, инфантизм. Эстрадиол – синтезируется фоллик улами яичника, надпочечниками, плацентой, семенниками. Цитозольный меха низм. Обеспечение репродуктивной функции организма женщины, развитие в торичных половых признаков, оптимальные условия для оплодотварения, ок азывает анаболическое действие, стимулирует синтез белка. Гиперсексуа льность, или недоразвитие женских половых органов, инфантизм, бесплодие.
118. Гормоны гипофиза. СТГ или соматотропный гормон – синтезируется ацидофильными клетками передней доли г ипофиза. Состоит из 191 а/к и содержит 2 дисульфидные связи, N и С концевые связи – фенилаланин. Механизм мембранный внутриклеточный иФ 3 . Усиливает биосинтез белка, ДНК, РНК, гликог ена, способствует мобилизации жиров из депо и распад высших жирных кисло т и глюкозы в тканях; стимулирует рост тела и скелета, регулирует скорост ь протекания обменных процессов, обладает лактогенной активностью. Гип офизарная карликовость – пропорциональное недоразвитие всего тела. А кромегалия – рост отдельных частей тела (рук, ног, подбородка). АКТГ или адренокортикотропный гормон - синтезируется базофильными клетками а д еногипофиза. Молекула АКТГ содерж ит 39 а/к остатков (пептид). Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Стимулирует секрецию гормонов коры надпочечников, обладает жиром обилизующей и меланоцитстимулирующей активностью. Гиперфункция – син дром Кушинга, повышение пигментации кожи, задержка Na , атрофия мышц, бычий торс. ТТГ или тиреотропный гормон - синтезируется базофильными клетками аденогипофиза. Является сложным гликопротеином, имеет альфа и бета – субъединицы, альфа – 96 а/к о статков, бета – 112 а/к остатков. Меха низм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Контролирует развити е и функцию щитовидной железы, и регулирует иосинтез и секрецию в кровь т иреоидных гормонов. Гиперфункция – гипертиреоз, гипофункция – гипоти реоз.
119. Физико-химические свойства крови.
Кровь является осно вной внутренней средой организма. Компоненты крови как зеркало отражаю т все процессы которые происходят в тканях. Общее количество крови у нов орожденного 700 мл, в 5 лет 1300 мл, в 15 лет 4500 мл, у взрослых 5000-5500 мл. В крови находятся о рганические и неорганические компоненты. Органические – это: 1) белки пл азмы крови 65-85 гр/л – альбумины, альфа бета гамма глобулины 2) глюкоза 3,5-5,5 ммо ль/л 3) а/к-ты экзо- и эндогенного происхождения 46-109 мкмоль/л 4) аммиак крови 12-65 м кмоль/л (дезаминирование а/к в тканях, распад пуриновых и пиримидиновых о снований) 5) липиды плазмы крови (холестерин, липопротеиды, триглицериды) 6) билирубин (при распаде гемопротеидов) 8,5-20,5 мкмоль/л 7) креатин и креатинин 15,25-76,5 мкмоль/л 8) мочевая кислота (конечный продукт распада пуриновых основ аний) 0,21-0,45 ммоль/л 9) остаточный азот – азотсоединения, ос тающиеся в крови после осаждения белков – 14,3-28,6 ммоль/л Неорганические ве щества крови: 1) Na (130-156 ммоль/л), K (3,4-5,3), Ca , Mg (0,8-1,2), P неорганиче ский (1-2), Fe (10-30), хлориды (96-109), гидро корбонаты Ферменты крови: 1) АлАТ – 0,1-0,68 мкмоль/мл*час – диагностика гепат ита. 2) АсАТ – 0,1-0,45 – инфаркта миокарда. 3) ЛДГ 220-1100 нмоль/с*л – ЛДГ 1,2 – инфаркт миокарда, ЛДГ 4,5 - миопатии. 4) Креатинкиназа – катализирует реакцию фо сфорилирования креатина. 5) амилаза – гидролиз гликозидных связей крахм ала, гликогена. 6) глюкозо6фосфатдегидрогеназа – 1ая реакция ПФЦ. В состав также входят лейциты, тромбоциты, эр итроциты и, конечно же, гемоглобин (130-160 гр/л) . Основные физико-химические показатели: 1) относительная плотно сть = 1,050-1,060, для плазмы крови = 1,024-1,030. 2) вязкость крови выше в 5 раз вязкости воды. 1 и 2 обусловлены присутствием форменных элементов и белков в крови. 3) осмоти ческое давление = 7,6 атмосфер, зависит от концентрации электролитов в плаз ме крови. 4) рН крови в норме = 7,34-7,44. рН кров и зависит от согласованной работы буферных систем крови, выделительной функции почек и дыхательной функции легких. рН является показателем кис лотно-основного состояния. КОС отражает состояние клеточного метаболи зма, газотранспортной функции крови, внешнего дыхания, состояния вводно- солевого обмена, отражает отношение ионов ОН - к ионам Н + .
120. Белки плазмы к рови.
1) Общее содержание белков в плазме крови 65-85 гр в литре или 7%. Из крови выделено более 100 белков, методы их выделения: электрофорез в полиакриламидном геле, на бумаге в щелочном бу фере рН=8,6, на ацетатцеллюлозной пленке; моноферментный анализ, изотакофо рез. Основные белки плазмы крови – это альбумины 59 гр в литре и глобулины 20-30 гр в литре, фибриноген 2-4 гр в литре. Функции белков плазмы крови: 1) поддер жание онкотического давления 2) регулируют и поддерживают КОС за счет бе лковой и гемоглобиновой буферной системы крови 3) иммуноглобулины участ вуют в поддержании гуморального иммунитета 4) транспорт микроэлементов, таких как Cu Fe Ca Mg и других 5) при белковом голодании являются резервом аминокислот 6) специальные белков ые молекулы осуществляют транспорт липидов, углеводов, витаминов, конеч ных продуктов обмена и так далее. 7) участвует в системе свертывания и прот ивосвертывающей системе крови, в системе комплимента. Альбумины 42-51 грамм в литре или 50-60%. Глобулины альфа1 3-7% 2-5гр альфа2 5-8% 4-7гр бета 11-13% 5-9 гр гамма 15-22% 8-17гр. Альбумины – это гомогенная фракци я, молекулярная масса 60-70кДа, период полураспада 7 дней синтезируются в пе чени, гидрофильны, растворяются в воде и слабо солевых растворах. Функци и альбуминов: 1) поддерживают онкотическое давление, объем циркулирующей крови 2) осуществляют транспорт билирубина, альдостерона, ионы Са, жирные кислоты, лекарственных препаратов. Глобулины - альфа1 глобулиновая фракция – М 120-140 тыс Да : 1) альфа1кислый г ликопротеид или орозомукоид – это белок острой фазы, синтезируется в по дж елудочной железе. Увеличение кон центрации при острых инфекционных заболеваниях, гнойных процессах, онк ологии. Снижение его концентрации наблюдается при болезни Боткина, глом ерулонефрите. 2) тироксинсвязывающи й белок – транспортирует гормон ы щитовидной железы, тироксина. Снижение при гипертириозе., увеличение - при гипотириозе и в период беременности. 3) Транскартин - транспорт ко ртизол а и других кортикостероидов. 4) Протромбин – второй фактор свертывания крови, участвует в осв обождении тромбина, превращения фибриногена в фи брин . 5) Альфафетопротеин (плодный белок) – появляется на 14-15 н еделе беременности в околоплодных водах, на 32 неделе ег о концентрация падает, т.к. у плода начинают синтезиров аться альбумины. 6) Белок кобалофелин или транскобаломин – транспортирует витамин В 12 . 7) Альфа1антитрипсин и альфа1антихимотри псин – синтезируются в поджелудочной железе, являются ингибиторами пр отеаз поджелудочной железы (эластаза, трипсин, колагеназа, химо трипсин, протеазы гранулоцитов). Альфа2 глоб улиновая фракция: 1) гаптоглобин – осуществляет транспорт гемоглобина к клеткам res . Повышение концентрации наблюдает ся при поражениях печени, миокарда, соеди нительной тк ани, онкопатологии. 2) Цируллоплазмин – медь содержаща я оксидаза, синтезируется в печени. Катализирует реакции окисления поли фенолов, полиаминов и аскорбиновой кислоты. Участвует в транспорте меди . При уменьшении концентрации развивается гепатолентикулярная дегенер ация или болезнь Вильсона, т.к. при отсутствии данного белка медь накапли вается в тканях печени, головного мозга, роговице глаз, что оказывает ток сическое действие. 3) альфа2макроглоб улин – синтезируется в поджелудочной железе, является ингибитором энд опептидаз. При взаимодействии с ним образуется большой комплекс и проте олитические ферменты не могут осуществлять гидролиз пептидной связи. П овышение концентрации наблюдается при нефротическом синдроме, беремен ности, воспалительном заболевании суставов, врожденном пороке сердца. П онижение концентрации наблюдается при поражениях поджелудочной желез ы, инфаркте миокарда. 4) Эритропоэтин – синтезируется в почках, стимулирует эритропоэз, клеточную дифференц ировку, ускоренное созревание и пролиферацию клеток. 5) плазминоген – синтезируется в почках, является комп онентом системы фибринолиза. 6) альфа 2гликопротеид беременности – является иммунодепрессантом, т.е. не дает развиваться антителам против плода, появляется только во время беремен ности. Если он обнаруживается у взрослого человека – это является призн аком онкопатологии. 7) Витамин D связывающий белок. Бета глобулиновая фракц ия – с ней транспортируются следующие белки: 1) цереактивный белок СРБ, активирует систе му комплимента по обоим путям (классический и альтернативный), вызывает агрегацию тромбоцитов и высвобождение АТФ, участвует в гемолизе эритро цитов. Повышение концентрации наблюдается в первые часы после болевого синдрома инфаркта миокарда. Любые аутоиммунные заболевания сопровожда ются повышением концентрации. 2) Бета-липопротеиды – белки, которые осущ ествляют транспорт холестерина к периферическим тканям (или липропрот еиды НП). 3) трансферрин – синтезируется в печени, осуществляет транспорт железа, который подвергается всасыванию и осуществляет его транспорт в органы депо – печень, костный мозг, селезенка. Также транспортирует ион ы меди, цинка, кобальта и других макроэлементов. Понижение концентрации наблюдается при острых хронических инфекциях, при заболеваниях печени. Повышение концентрации наблюдается при хронической недостаточности ж елеза в организме, беременности, у детей до 1го года жизни. 4) Белок деполимеризующий актин – участвует в разрушении филаментов актина, который высвобождается в плазме крови п ри разрушении форменных элементов. 5) Гемопексин – похож на гаптоглобин – связывает диминовые группировки гемоглобина и препятствует выведению с мочой. При снижении концентраци и наблюдается гемолитическая и серповидно-клеточная анемии. 6) Фибриноген – в сыворотке крови отсутствуе т, первый фактор свертывания крови, синтезируется в печени. При снижении концентрации наблюдается повышение активности фибринолиза, т.е. при DBC синдроме, при заболеваниях печени, при активации компонентов свертывающей системы крови. Повышени е концентрации наблюдается при острых воспалительных заболеваниях, по ражениях миокарда. Гамма глобулино вая фракция – с ней транспортируются все иммуноглобу лины, которые выполняют функцию иммунной защиты. Известно пять типов имм уноглобулинов: G , A , D , M , E – все они являются гликопротеидам и, их белковая часть состоит из 2х попарно расположенных легких и тяжелых цепей. Особенности белкового соста ва в детском возрасте. Общее содерж ание белка 47-61 г/л. У новорожденных максимально синтезируются альбумины, с интез глобулинов снижен . У новорожде нных значителшьно снижена концентрация церуллоплазмина, трансферина, снижена активность свертывающей системы крови и увеличена активность противосвертывающей системы крови. Основные нарушения белкового состава в плазме крови : 1) гипопротеинэмия – менее 65 гр/л – причина – относительная ГПЭ, задержка в оды в организме при поражении ССС увеличивается объем циркулирующей кр ови; абсолютная – потеря белка с мочой происходит при поражении почек, Ж КТ, увеличении проницаемости стенок каппиляров, увеличении синтеза бел ка при поражениях печени и других органов, которые связаны с синтезом бе лка. Альбумино-глобулиновый коэффи циент при гипопротеинэмии много меньше 1. 2) гиперпротеинэмия – увеличение конц ентрации общего белка до 85 гр/л; причина – относительная – увеличивается кон центрация белка за счет резкого снижения объема циркулирующей крови – при поражении ЖКТ, обширных ожогах, травмах иммуногенеза; абсолютная – развитие миеломной болезни – генерализованное поражение костной сист емы и почечной ткани. На электофореграмме обнаруживаются специфически е М-градиент, которые появляются как в любой части глобулиновой фракции, так и в гамма фракции. Увеличение концентрации преальбуминовой фракции. В моче появляется специфический белок Бенс-Джонса – легкие цепи иммуно глобулинов. Болезнь Вальденстрема – макрогл обулинэмия – приходящая пурпура нижней трети голени, подушкообразные голени, резкое увеличение общего количества белка до 160 гр/л за счет увели чения гамма глобулиновой фракции (80%). Резко увеличивается концентрация б елка макроглобулина, иммуноглобулинов, могут обнаруживаться другие бе лки острой фазы. Белки острой фазы – белки, которых в норме в плазме крови обнаруживается небольшое количе ство, а при патологии их концентрация возрастает. Например – цереактивн ый белок, альфа1кислыйгликопротеид, антитрипсин, гаптоглобин, церуллопл азмин, фибриноген. Дефект протеинэ мии связан с полным или частичным отсутствием различн ых белков, при этом содержание общего белка может быть в норме. Анальбуми нэмия – отсутствует альбуминовая фракция. Анбеттаглобулинэмия – ант рансферинэмия. Ангаммаглобулинэмия. Диспротеинэмия – общее содержание белка в н орме, но нарушается процентное соотношение белковых фракций и большинс тво заболеваний сопровождается диспротеинэмии – острое воспалительн ое заболевание, панкреатит, механическая желтуха, заболевание верхних д ыхательных путей, инфаркт миокарда.
121. Ферменты плазмы крови.
Определение активн ости ферментов плазмы крови производится с целью постановки топическо го диагноза, проверки эффективности лечения, а также для определения про гноза для данного пациента. Гиперферментемия. Причина: наблюдается при у величении проницаемости клеточных мембран, их деструкции, активации ак тивности ферментов в тканях, нарушении выведения ферментов с мочой, желч ью, желудочным соком, при влиянии различных физиологических факторов, пр иеме лекарственных препаратов. Гипоферментемия. Снижение количества к леток, продуцирующие эти ферменты, активация ретикулоэндотелиальной с истемы, нарушение процесса синтеза ферментов из-за белковой недостаточ ности, из-за неправильного питания, т.к. в пище нет незаменимых а/к. Для синт еза многих ферментов требуются коферменты. Ферменты плазмы крови: Секреторные фермент ы или плазмоспецифические, в плазме крови их больше вс его, их синтез осуществляется в печени, они поступают в кровь. Диагностич еское значение имеет гипоферментемия при поражении печени. снижение ак тивности данных ферментов. - печеночная липопротеинл ипаза – фактор просветления – осуществляет гидроли з триглицеридов в составе хилоникронов или в составе ЛПОНП. Активатор – специфический белок АПОЦ, гепарин. - лизоцим – антибактериальный фермент – является фактором неспецифи ческой резистентности организма, участвует в расщеплении клеточных ме мбран бактериальных клеток. - циррулоплазмин - медь содержащая оксидаза, синтезируется в печени. Катализи рует реакции окисления полифенолов, полиаминов и аскорбиновой кислоты. Участвует в транспорте меди. При уменьшении концентрации развивается г епатолентикулярная дегенерация или болезнь Вильсона, т.к. при отсутстви и данного белка медь накапливается в тканях печени, головного мозга, рог овице глаз, что оказывает токсическое действие. Цируллоплазмин участву ет в окислении железа на этапе присоединения его к белку трансферину. - фермент ЛХАТ – лецитинхолестерин ацетилтрансфераза – осуществляет реакцию этерификации холестерина, в ходящего в состав ЛПВП (фосфолипид– лецитин + неэтерефицированный холе стерин). ЛПВП лизолецитин + этерифицированный
ЛХАТ холестерин. Лизолецин тран спортируется в ткани, где участвует в обновлении клеточных мембран. Этер ифицированный холестерин соединяется со специальным белком эфирхолес терином, и в комплексе снова возвращается из периферических тканей в печ ень, где происходит синтез желчных кислот и стероидных гормонов. Диагнос тическое значение – понижение активности ЛХАТ. II . экскреторные ферменты синтезируются в печени, в поджелудочной железе и выделяется вм есте с желчью и с мочой. При нарушении их экскреции они попадают в кровь. - лейцинаминопептидаза – фермент, который осуществляет гидролиз пептидной связи с n -конца в полипептидной цепи. - альфа-амилаза – осущ ествляет гидролиз крахмала и гликогена через промежуточные соединения до декстринов и мальтозы. Наибольшее количество содержится в слюне и па нкреатическом соке, выводится с мочой. Диагностическое значение : увеличение активности – при остром панк реатите, закупорке протоков поджелудочной железы, при поражении слюнны х желез. понижение активности при хр оническом гепатите, недостаточности поджелудочной железы, у детей до 1го года жизни. III . Индикаторные (клеточные ) ферменты находятся в цитоплазме клетки и в различных органеллах – в субклеточных структурах. При физиологических условиях активность ферментов низкая, а при патологии их активность возрастает м ногократно. В норме обнаруживаются в следовых количествах, т.к. в основно м нах-ся в клетках. Механизмы появлен ия клеточных ферментов в крови: 1) в крови образуется цитоплазматические ферменты. 2) увеличивается проницаемость клеточных мембран – фермент по является в крови. 3) лизис клеток различных органов – активность клеточн ых ферментов резко увеличена. Диагностическое значение – увеличение а ктивности ферментов. Каждый орган и меет свой специальный набор ферментов – энзимный профиль.
Заболевание сердц а: Органическая патология миокарда. При этом определяю т активность аспартатаминотрансферазы, общую активность креатинфосфо киназы и ее изоферментный спектр. При патологи увеличивается NB . Лактатдегидрогеназа – при патологии сердца увеличивается ак тивность ЛДГ 1 и ЛДГ 2 . Патол огия печени: аланин-аминотрансфераза – АлАТ; аспартат -аминотрансфераза – АсАТ – цитоплазматический и митохондриальный, по вышается активность ферментов которые находятся в цитоплазме, а потом м итохондриальные ферменты. Коэффициент Деритеса резко снижен. Лактатде гидрогеназа – увеличивается содержание и активность ЛДГ 4 и ЛДГ 5 . А льдалаза – осуществляется гидролиз фруктозо6фосфат. Патология поджелудочной железы: ак тивируются альфа-амилаза, липаза, фосфолипаза, трипсин. Патология костной ткани: проявляется активность щелочной фосфолипазы. Патология предстательной железы: опреде ляется активность кислой фосфатазы. Патология мышечной ткани: определяется обща я активность креатинфосфокиназы, альдолазы. Патология нервной ткани: определяется ак тивность креатинфосфокиназы и ее изоферментный спектр – увеличиваетс я фракция ББ.
АлАТ – 0,1-0,68 мкмоль/мл*ч, коэффициент де Ритеса = АсАТ/АлАТ = 1,3 при гепатите понижается. Индикаторный фермент, акт ивность АлАТ увеличивается при заболеваниях печени (инфекционный гепа тит); при разрушении гепатоцитов его количество в крови резко возрастает . Р е акция 1. АсАТ – 0,1-0,45 мкмоль/мл*ч, коэффициент де Ритеса при инфаркте миокарда возрастает. Индикаторный ф ермент, активность увеличивается при заболеваниях ССС, при инфаркте мио карда его количество в крови резко увеличивается. Реа кция 2 . Кислая фосфатаза 67-167 нмоль/с*л, опт рН 5,0-5,5. Находится в предстательной железе, почках, печени, костях, активность увеличивается при карциноме предстательной железы. Реакция 3 . Щелочная фосфатаза 278-830 нмоль/с*л, опт рН 8,6-10,1. Нах одится в печени, костях, кишечнике, плаценте. Имеет 5 изоферментов: плацент арный, костный, печеночный, кишечный, почечный. Активность повышается пр и заболеваниях костей (увеличивается кол-во остеобластов), рак костной т кани, гиперпаратиреозе, остеомаляции, заболевании печени и желчных путе й. Реакция 4 . Фосф отазы – фосфомоноэстеразы, катализирующие гидролиз сложноэфирных связей фосфорной кислоты и органических соединений. Альфа-амилаза 3,3-8,9 мг/с*л. Катализирует ги дролиз гликозидных связей крахмала, гликогена. Секретируется поджелуд очной железой и слюнными железами. Активность увеличивается при остром панкреатите, раке поджелудочной железы, вирусном гепатите, паратите, поч ечной недостаточности. Снижается активность при гепатите, недостаточн ой функции поджелудочной железы, токсикозе беременных. Реакция 5 . Лактатдегидрог еназа 220-1100 нмоль/с*л. Катализирует обратную реакцию восс тановления пирувата в лактат, органоспецифический фермент. В миокарде Л ДГ1 и 2, в печени ЛДГ5, в скелетных мышцах ЛДГ4 и 5. Т.О. при инфаркте миокарда уве личивается ЛДГ1 и 2, при гепатите ЛДГ4 и 5, при миопатиях ЛДГ1, 2 и 3. Реакция 6. Истинная холинэстераза осуществляет гидролиз только ацетилхолина. При усиленном гемо лизе ее активность увеличивается. Реакция 7 . Ложная холинэстераза осу ществляет гидролиз не только ацетилхолина, а еще и бутирилхолина и др со единений. Активность уменьшается при патологии печени, отравлениях фос фоактивными соединениями. Реакция 7 . Креатинфосфокиназа в норме до 100 нмоль/с*л. Катализирует реакции фосфорилирования кр еатина, играет роль в поддержании соотношения АТФ/АДФ. ММ – мышечный тип, МВ – сердечный тип, ВВ – мозговой тип. Повышение активности при инфаркт е миокарда (ММ и МВ), дерсатомиозитах, миокардитах, гипотиреозе, судорожны х состояниях. Реакция 8 . Глутаматдегидрогеназа – М 312000Да, оксидоредук таза, высоко специфический фермент. Активность увеличивается при глубо ком повреждении печени (содержится в митохондриях). Ре акция 9 . Глюкозо6фосфатдегидрогеназ а 0,54 «+»«– » 0,10 МЕ/моль Hb . Наибольшая активность в эритроцитах, в печени, поджелудочной ж елезе, почках, легких. Понижение активности при гемолитической анемии. К атализирует 1ую реакцию ПФЦ. Реакция 10.
122. Буферные системы крови. Кислотно-основное состояни е.
рН крови зависит от согласованной работы буферных систем крови, выделительной функции поч ек и дыхательной функции легких. рН является показателем кислотно-основ ного состояния (КОС). КОС отражает состояние клеточного метаболизма, газ отранспортной функции крови, внешнего дыхания, состояния вводно-солево го обмена. КОС отражает отношение ионов ОН - к ионам Н + . Поддержание рН необходимо для функции ферментов, стабильности мембран, деления клеток, энергетического баланса.
Основное место регуляции рН крови занимают буферные системы крови. Люба я буферная система состоит из слабой кислоты и сопряженного основания. К оличественная характеристика – буферная емкость, которая зависит от а бсолютных концентраций ее компонентов. Всего 4 буферные системы: 1)Бикарбонатная буферная система – 10% о т всей буферной емкости крови. Состоит из сопряженной кислотно-основной пары [Н - СО 3 ]/[ H 2 CO 3 ] либо СО 2 (бикарбонат/угольная кислота). При рН = 7,4 с оотношение будет 20/1 (согласно уравнению Гендерсона-Касельбаха).
Нейтрализация кислых продуктов обмена: Н + +Н - СО 3 Н 2 СО 3 Н 2 О+СО 2 И збыток СО 2 удаляется путем увеличе ния вентиляции легких, т.о. соотношение компонентов восстанавливается.
Нейтрализация основных продуктов: ОН - +Н 2 СО 3 Н - СО 3 +Н 2 О Происходит снижение в ентиляции легких, т.о. Н 2 СО 3 задерживается в организме – рефлекторно. Все это предотвращает резкий сдвиг рН.
2) фосфатная буферн ая система – 1%, состоит из сопряженной кислотно-основн ой пары. [ HPO 4 2- ]/[ H 2 PO 4 - ] (двузамещенный и однозамещенный фосфат) с оотношение при рН = 7,4 будет 4/1. Механизм действия аналогичен – кислые прод укты нейтрализуются основным компонентом с образованием сопряженной п ары, а основной продукт кислым компонентом. Избыток сопряженных пар выво дятся через почки. Н + + НРО 4 2- Н 2 РО 4 - ОН -- + Н 2 РО 4 - НРО 4 2- + Н 2 О
Бикарбонатная и фосфатная буферные системы являются открытыми выводящими системами , то есть изб ыток компонентов выводится через легкие и почки.
2) Белковая буферная систе ма – 14%, представлена альбуминами и глобулинами плазмы крови. Буферное действие обусловлено амфотерностью, играют роль слабые кислоты и слабые основания.
3) Гемоглобиновая буферная система – 75%, самая мощная, ее работа зависит о т оксигенации гемоглобина. Она состоит из дезоксигемоглобина и оксигем оглобина. [ KHb ]/[ HHb ] – дезоксиформа, [ K Н bO 2 ]/[ HHbO 2 ] – оксиформа.
Работа этой буферн ой системы тесно связана с работой бикарбонатной буферной системой, т.е. кислые компоненты сравнивают – самая слабая HHb < H 2 CO 3 < H Н bO 2 самая сильная.
Как работает гемоглобиновая буфе рная система.
В тканях рН несколько снижено, низк ое порциальное давление О 2 и высоко е порциальное давление СО 2 – проис ходит реакция диссоциации гемоглобина: K Н bO 2 KHb +4 O 2
карбоангидраза
Н 2 О+СО 2 Н 2 СО 3 Н + + НСО 3 - – происхо дит подкисление среды, в нейтрализацию вступает основной компонент гем оглобиновой буферной системы – KHb : KHb +2 H + +2 HCO 3 - (2 H + ) HHb +2 KHCO 3 (в плазму крови)
В легких – HHb (2Н + ) поступает в легкие, где высокое порциальное давление, рН выше, в результате возрастает сродство гемоглобина к кислороду, что приводит к реакции оксигенации (освобождение 2Н + , которые были в составе HHb и образуется HbO 2 ): HHb +4 O 2 2 H + + HbO 2 . Резкое снижение рН: 2Н + + HbO 2 +2 K + +2 H - CO 3 K Н bO 2 +2 H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O .
В эритроцитах угольная кислота не поддается диссоциации, т.к. присутству ет более сильная кислота (НН bO 2 ), поэтому угольная кислота не диссоциирует, а разлагается на СО 2 и Н 2 О, которые выводятся с поверхности легких. Т. О. рН и концентрация СО 2 влияют на св язывание и освобождение кислорода гемоглобином, этот эффект назван «эф фект Бора».
Связывание Н b с О 2 сопряжено с выдыханием СО 2 . Легкие обеспечивают быструю регуляцию КО С путем изменения вентиляции в течении 1-3 минут. Почкам требуется 2-3 дня – 1) синтез бикарбонатов из СО 2 и Н 2 О с участием почечной карбоангидразы. 2) с екреция протонов в просвет канальцев в обмен на натрий – ацидогенез. 3) об разование аммонийного иона из Н + и аммиака (источником которого является глутамин и глутамат), замена натри я в солях на аммонийный ион в просвете канальцев. Почки выводят кислые и а ммонийные соли. В регуляции КОС участвуют минеральные ионы скелета – Na и Ca , то есть ионы водорода обмениваютс я на ионы натрия и кальция костной ткани.
Показатели КОС: 1) актуальный рН = 7,36-7,44. 2) порциальное давление кислорода = 90-100 мм рт ст. 3) порциальное давление углекислого газа = 36-44 мм рт ст. Первые три по казателя определяются прямым путем на приборах, остальные показатели о пределяются по специальным номограммам.
4) АВ – актуальный бикарбонат – отра жает концентрацию бикарбоната в плазме крови в физиологическом состоя нии. В норме равен 19-25 ммоль/л. 5) ВВ – буферные основания – сумма всех анион ов крови, которые обладают буферным действием. Равен 40-60 ммоль/л.
Если провести о пределение бикарбоната и буферных оснований при полном насыщении кров и в стандартных условиях, то можно определить SB и NBB . NBB – нормальные буферные основан ия – 40-60 ммоль/л. SB – стандарт ный бикарбонат – 21-25ммоль/л. Разница между ними – это ВЕ – избыток или де фицит оснований – «+» или «-» 2,5 ммоль/л.
Нарушения КОС: 1) компенсированные – без сдвига рН, при этом рН не изменяется; 2) некомпенсированные – сдвиг рН.
Если рН менее 7,35, то это состояние называется ацидоз, если более 7,45 – алкалоз. Пограничн ые с жизнью значения – 6,8 и 7,8, но в клинике они не встречаются.В зависимости от причины ацидоз и алкалоз может быть респираторным и метаболическим.
Респираторны й (дыхательные) ацидоз – связан с гиповентиляцией легких. Наблюдается при: астматиче ском статусе, воспалительных процессах легких, повышении порциального давления СО 2 крови. Проявляется ком пенсаторная реакция - повышение актуального бикарбоната (АВ).
Респираторный алкалоз – усилени е вентиляции легких при нахождении в разряженной атмосфере, вдыхании чи стым кислородом, заболеваниях ЦНС, легких с одышкой, опухолях, инфекции. В крови наблюдается понижение порциального давленияСО 2 , понижение АВ. Моча щелочной реакции.
Метаболический ацидоз – а) гиперх лорэмические нарушения – характеризуются накоплением С l в крови, т.е. накоплением НС l , снижается количество бикарбонато в. Причина – увеличение продукции Н + ионов, введение Н + или мед икаментов, которые превращаются в кислоты, нарушается выведение Н + почками, потеря бикарбонатов из ЖКТ при диарее, с мочой при болезни почек.
Б) ацидоз с высоким аммонийным дефицитом. В результате снижается Cl - , H - CO 3 т.к. в кровь поступают анионы органическ их кислот. Наблюдается при диабете, голодании, гипоксии, интоксикации ме танолом, этиленгликолем. Сопровождается повышением в крови лактата или кетоновых тел, или других органических веществ. В крови понижается АВ. Ко мпенсаторная реакция – повышение вентиляции легких, снижение порциал ьного давления СО 2 , увеличение выве дения кислых и аммонийных соединений с мочой.
Метаболический алкалоз – при пот ере водородных ионов с желчным содержимым при рвоте, при введении щелочн ых растворов, дефиците калия в организме, при альдостеротизме – введени е стероидных гормонов. Характеризуется повышением АВ, гипокалийэмия, пр и тяжелой форме дегидратации, геперкалийэмия. Компенсаторная реакция – повышение порциального давления СО 2 , повышении секреции бикарбонатов почками.
Возрастные особенности : несоверш енен механизм регуляции КОС, рождение в состоянии метаболического ацид оза, кот обусловлен накоплением недоокисленных продуктов анаэробного окисления углеводов. рН 7,2-7,3, ниже АВ, порциальное давление углекислого газ а из-за большой частоты дыхания, имеет место дефицит оснований ВЕ = -7 +1 пост оянно образуются не летучие кислоты, кот не выводятся почками.
1 23. Гемоглобин.
Н b является хромопротеидом и относит ся к подгруппе неэнзимных (неферментных) хромопротеидов. У человека с 5-5,5 л крови гемоглобина находится 800 гр., у мужчин 130-160, у женщин 115-140 гр/л.
Функции Н b : 1) доставка кислорода к тканям. 2) Транспорт из тканей СО 2 – реализуется белковым компонентом гемог лобина, в результате образуется карбаминогемоглобин. 3) поддержание пост оянства рН, входит в
состав гемоглобинов ой буферной системы, работает в тесном контакте с бикарбонатной буферно й системой. 4) антитоксическая функция – нейтрализация СО – реализуетс я небелковым компонентом и образуется карбоксигемоглобин. 5) гемоглобин в форме метгемоглобина нейтрализует цианиды с образованием цианометге моглобина.
Н b имеет четыре уровня структуры: 1) первичная структура – последоват ельность а/к-т в полипептидной цепи. Н b состоит из 4 субъединиц, каждая из них состоит из гема который со единен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Т.О. Н b представляет собой 4 гема и 4 полипеп тидные цепочки, которые попарно одинаковые. Альфа цепь входит во все тип ы Н b . 2) вто ричная структура – спирализация, правозакрученная а льфа-спираль, закручена на 80%. Спиральные участки чередуются с неспиральн ыми. Спиральные участки обозначаются латинскими буквами, например: А, В, С . Альфа цепь представлена 7 спиральными участками, а бета 8 спиральными уча стками. В участке F 8 (альфа 87, б ета 92) проксимальный гистидин, когда меняется на тирозин образуется Н b О 2 , который не отдает кислород, не диссоциирует, не способен транс портировать кислород, не выполняет свою основную функцию. 3) Укладка спиральных полипептидных цепей в п ространстве есть формирование третичной структуры. А/к имеющие гидрофобные радикальные группы расположе ны внутри, вблизи окружения гема (образуют многочисленные связи). Все это направлено на защиту гема. На поверхности расположены а/к с гидрофильным и группами, которые осуществляют связь с окружающей средой. Связь гема и глобина. Желе зо имеет валентность +2, имеет 6 координационных связей, 2 из них идут к атома м азота пиррольных колец, 5ая к азоту имидозольного кол ьца гистидина, 6ая соединяется с кислородом и образует ся оксигемоглобин, который отдает кислород и образуется связь с имидозо льным кольцом гистидина. Часть а/к вблизи окружения гема называются инва риантными - они не изменяются, замена а/к невозможна, если этого не происхо дит развиваются аномалии. Четверт ичная структура – это ассоциация 4х субъединиц Н b , которые определенным образом о риентированны в пространстве относительно друг друга. Для того чтобы Н b удерживался в форме тетрам ера возникают связи между одинаковыми полипептидными цепочками (альфа1, альфа2; бета1, бета2), а также между разными полипептидными цепочками (альфа 2, бета2; а льфа1, бета1). В центре Н b образуется центральная полость (впадина), в которой находятся органические фосфаты – преобладает 2,3-дифосфоглицириновая кислота. По мере присоединения кислорода к молекуле гемоглобина конформация четве ртичной структуры меняется, при этом альфа цепи сближаются, бета расходя тся, т.о. молекула Н b как бы ды шит, происходит вдох - меняется плоскость железа по отношению плоскости порфиринового кольца.
Насыщение гемогл обина кислородом зависит : 1) от порциального давления к ислорода в окружающей среде. 2) от ко нцентрации органич еских фосфатов . 2,3-ДФГК присоединяется к гемоглобину и ведет конкурентную борьбу с кислор одом за связь с гемоглобином.
2) 2,3-ДФГК находится в центре впадины м олекулы гемоглобина, имеет отрицательный заряд , ее присоединение возм ожно к положительно заряженным группам а/к, которые окружают эту молекул у.
3) При закислении среды и большом количестве СО 2 с нижается сродство гемоглобина к кислороду.
По составу гемогло бин – это многок омпонентная, гете рогенная система.
Три вида г ете рогенности : 1) он тогенетическая (созревание) г ете рог енность. 2) г ете рогенность взрослой о соби. 3) аномальная г ете рогенность.
1) О н т огенетическая г ете рогенность . В процесс е онт огенеза происходит смена типов гемоглобина, зави сит от способа снабжения тканей кислородом, связана со сменой органов кр оветворения. Источником кислорода для эмбриона явл-ся интерстициальна я материнская жидкость, для плода – это плацента, для новорожденных – э то легкие. Смена типов гемоглобина: а) эмбриональный б) фетальный в) гемо глобин взрослого типа.
Эмбриональный гемо глобин синтезируется 2-14 недели: говер I , говер II , портла нд I . У взро слых появление эмбрионального гемо глобина характерн о для лейкозов .
HbF альфа 2 гамма 2 , гетерогенная структур а , которая включает в себя от 3 до 6 (5) ком понентов, которые являются производными в процессе комплексирования с низкомолекулярными продуктами метаболизма (бутатион, фосфаты). Свойства HbF : 1) высокая растворимость в солевых раство рах. 2) HbF является щелочно резистентным – на этом ос новывается ко личественное опреде ление HbF . 3) высокая скорость окисления железа гема, т.е. HbF быстро превращается в метгемог лобин. 4) высокое сродство к кислороду. 5) высокая скорость движения при эле ктрофорезе. 6) специфический спектр поглощения в ультрафиолетовом спект ре.
С интез HbF ускоряется и максим ально достигает к 35 неделям. У новорожденного 75-80% HbF , новорожденный начинает дышать, в р езультате синтез HbF снижает ся, в 6 месяцев HbF 60%, в 3 года – 20%, в 7 лет до 1%, как у взрослого человека.
Использование HbF для диагно стики: 1) при гемолитической болезни новорожденных – заменное переливан ие крови. 2) при рождении близнецов у первого анемия, второй здоров. 3) фетома теринская гемотрансфузия – рождается анемичный ребенок.
2) Г ете рогенно сть взрослой особи. Синтез HbA начинается на 8-11 неделе внутриутробного развития, но е го синтез минимален. К рождении его количество достигает 20%, а далее по мер е того как HbF уменьшается, HbA увеличивается.
Производные г емоглобина : оксигемоглобин, дезоксигемоглобин, карба миногемоглобин, карбоксигемоглобин, метгемоглобин, нитрозогемоглобин .
Метгемоглобин – в сутки образуется 2,5% метгемоглобина, обнаруж ивается только 1,5%, т.к. существует метгемоглобин редуктазная система – м етгемоглобин восстанавливается с помощью фермента метгемоглобинреду ктазы ( NAD , NAD Ф). В восстановлении метгемоглобин а принимает участие аскорбиновая кислота, глутатион. ме tHb HHb + O 2 HHbO 2 При повышении метгемоглобина более чем на 10% наблюдается синюшность слизистых и кожны х покровов.
Метгемоглобинэ мия – наследственная причина или другая (наличие аномального HbM ) – больному дают ударные дозы аска рбиновой кислоты – человек розовеет – понижается уровень метгемогло бина, причина в недостаточности фермента. Если аскорбиновая не привела к понижению метгемоглобина, значит причина – это наличие в крови аномаль ного HbM , у которого железо ге ма имеет валентность +3. У новорожденн ых детей количество метгемоглобина 6,22, у взрослого человека 1,08.
Карбоксигемо глобин – образуется в процессе присоединения СО к ат ому железа гема, нет места для присоединения О 2 , в результате нарушился транспорт О 2 к тканям. Содержание у новорожденных 1,5%, в первые недели повышается, у взрослого человека 1,17%. Карб оксигемоглобин увеличивает гемолиз эритроцитов; так же является показ ателем гемолиза эритроцитов, активного курения, обеднения тканей кисло родом.
3) Аномальная гете рогенность лежит в основе развития гемо глобинопатий: а) качественные, б) количественные.
а) качественные – с вязаны с нарушением первичной структуры полипептидных цепей в результ ате замены одной а/к на другую (например гистидин на тирозин). :бета-глю тамат валин – серповидноклеточная анемия, т.к . валин не способен образовывать альфа спираль. Дезоксигемоглобин S – образует наружные липкие концы, в результате его молекула п олимеризуется. Возможны удлинения полипептидных цепей, их слияние. Вбли зи окружения гема замена одной а/к приводит к выраженным заболеваниям, е сли на поверхности происходит замена 1ой а/к, то – носительство заболева ния.
б) количественные – изменение скорости синтеза полипептидных цепей. Уменьшение альфа – приводит к альфа-толасемии, альфа- th – гомозиготы не выживают, с интезируются гамма4 Hb Bart ’ s , бетта4 HbH .
Уменьшение синтеза бета полипептидных цепей бета- th . Альфа2 гамма2 увеличение HbE , альфа2 сигма2 HbA 2 . Диагностика: 1) электрофорез, 2) исследовать вс ю семью.