70-79. Значение ферментов. Общая характеристика ферментативных реакций. Ферменты – это обширный класс белковоспецифических молекул, катализирующие многие реакции в организме, их роль очень велика. Есть ферменты простые, а есть сложные. Они 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 цент – формируется на уровне третичной структуры, в его образовании участвуют 10-15 а к. а якорная или контактная площадка, которая обеспечивает сродство фермента к субстрату, участвует в формировании S-E комплекса б каталитические участки 2 аллостерический участок необходим для присоединения низкомолекулярных соединений гормонов , эффекторов, в итоге активация или ингибирования активного центра. Схема ферментативной реакции E S
ES ES1 EP E P Активность фермента определяется по убыли субстрата или по нарастанию продукта. Методы определения активности оптические – основаны на изменении спектра поглощения, спектрофолометрические, колориметрические, флюрореметрические методы. 1 моль субстрата мл жидкости крови час сек мин МЕ в стандартных условиях при t 250С. За единицу активности фермента принимается такое количество энергии, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в 1 минуту при 25
С. Удельная активность – число единиц ферментативной активности в расчете на 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 Кошланда или индуцированного соответствия – при связывании Е с S, аллостерические участки фермента изменяют пространственную структуру субстрата, после чего они подходят друг к другу как ключ к замку. Любая химическая реакция может идти тогда, когда большинство молекул будут обладать энергией достаточной для преодоления энергетического барьера. Энергетический барьер – это количество энергии, которое необходимо молекуле для вступления в химическую реакцию. Чтобы преодолеть Е барьер молекулы должны быть активированы либо путем нагревания, либо путем 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 количество столкновений, делает субстраты более чувствительными к ферментам, таким образом увеличивается число реагирующих молекул путем снижения энергетического барьера. Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций 1 температура – скорость ферментативной реакции максимальна при t 370С, разумные пределы протекания реакции от 25 до 450С – при этом скорость реакции
снижается в 2 раза, если температура больше или меньше на 10 градусов – реакция не идет, например происходит денатурация при 470С. 2 рН – оптимум рН для большинства ферментов 7,3 – 7,4. но есть ферменты, которые имеют оптимум рН в кислой среде – пепсин 1,5-2.5, в щелочной среде – щелочная фосфотаза 10-12, трипсин 3 концентрация фермента – чем больше концентрация фермента, тем реакция протекает быстрее 4 концентрация субстрата – концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна
половине мах, то это соответствует константе Михаэлиса точка В . Когда фермент насытился субстратом, скорость мах и уже не зависит от концентрации субстрата точка С . а точка А – V реакции прямопропорционально зависит от концентрации субстрата. Специфичность действия ферментов 1 абсолютная субстратная специфичность – 1 фермент катализирует превращение 1 единственного фермента оргиназа и уреаза 2 относительная субстратная специфичность – цитохром Р450 осуществляет гидроксилирование различных субстатов 3 абсолютная групповая специфичность – фермент катализируеи превращение сходной группы субстратов – фермент алкагольдегидрогеназа окисляет этанол и другие спирты 4 относительная групповая специфичность – расщепление пептидной связи, которая образована разными а к трипсин между лизином и аргинином . Изоферменты – это ферменты, которые катализируют одну и туже реакцию, но в различных тканях.
Например, ЛДГ катализирует превращение лактата в ПВК, но эта реакция обратима. ЛДГ1 и 2 находятся в сердечной мышце и катализирует эту реакцию в сторону ПВК, а ЛДГ 4 и 5 мышечной ткани катализируют в сторону образования лактата. ЛДГ состоит из Н и М субъединиц ЛДГ 1 и 2 Н3М, а ЛДГ 4 и 5 МН3. Креатинкиназа – ММ мышечный тип, МВ сердечный тип,
ВВ мозговой тип. Определение активности ферментов с диагностической 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 миокарда 3 глюкозо6фосфатдегидрогеназа – гемолитическая анемия, дефицит по этому ферменту окислительная ветвь не работает. Не образуется НАДФН, глутатион, нарушается целостность эритроцитов 4 креатинкиназа – инфаркт миокарда.
В роли кофактора могут выступать витамины. Например, кофактором АлАТ и АсАТ является витамин В6. витамин В1 -входит в состав мультиферментного комплекса, таким образом участвует в реакции окислительного декарбоксилирования ПВК и альфакетоглутарата. Витамин РР входит в состав НАД – никотинамидалениндинуклеотида, а витамин В2 в состав
ФМН – флавин6мононуклеотида. Регуляция действия ферментов 1 частичный протеолиз – пепсиноген в пепсин под действием HCl, трипсиноген в трипсин под действием энтерокиназы, химотрипсиноген в химотрипсин под действием трипсина 2 ковалентная модификация – фосфорилирование присоединение остатка фосфорной кислоты и дефосфорилирование – пример – 2 фосфорилаза Б не активная 4 АТФ 1 фосфорилаза А – Рн 4 АДФ. И может быть все наоборот. Гликогенсинтетаза активная АТФ гликогенсинтетаза – Рн не активная АДФ. Адреналин повышает уровень глюкозы в крови и активируется фосфорилаза и расщепляется гликоген. Активаторы ферментов ионы Ме с 19 по 30 в системе Менделеева, восстановленные формы соединений НАДН2 ФАДН2, аллостерические активаторы, гормоны – адреналин, инсулин.
Ингибирование ферментов 1 обратимое а конкурентное – когда ингибитор похож на субстрат аллопуринол б не конкурентное – аллостерическое ретроингибирование и уменьшение доли субстрата 2 необратимое а специфическая – СО на цитохромы б не специфическая – денатурация при t0С. Классификация ферментов 1961 год – 5 международный конгресс в Москве 1 оксидоредуктазы имеют 5 подклассов в основе
ОВР 2 трансферазы -перенос амино и метильной групп 3 гидролазы – все ферменты пищеварительного тракта расщепление с участием воды 4 лиазы – расщепление связей без участия воды 5 изомеразы – превращение глюкозо6фосфат в фруктозо6фосфат – реакции изомеризации 6 лигазы синтетазы – синтез органических веществ с затратой энергии распада АТФ. 80. Энергетический обмен, катаболизм, источники восстановленных эквивалентов. Совокупность окислительных реакций, происходящих в живых организмах и обеспечивающих их энергией и
метаболитами, необходимыми для осуществления процессов жизнедеятельности, называется биологическим окислением. Функции биологического окисления 1 энергетический обмен, поддержание t тела, мышечная активность, осмотическая работа, транспорт, биосинтез 2 окисление ксенобиотиков 3 окисление токсических продуктов 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 – аминокислоты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты. 2 образование унифицированных продуктов – ПВК и АцКоА моносахариды через ПВК . 3 АцКоА в ЦТК образуется СО2, вода 3НАДН, которые в дых цепи дают воду и 3 АТФ ФАД Н2, который в дых цепи дает воду и 2 АТФ. Источники восстановленных эквивалентов это ЦТК, все окислительно-восстановительные реакции, бета-окисление жирных кислот.
В дых цепь поступает 3НАДН и ФАДН2, они образуются в следующих реакциях НАДФН НАДНАДФ НАДН трансдегидрогеназа . 81. Дыхательная цепь, трансмембранный электрохимический потенциал. Перенос 2х протонов из матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием градиента концентраций протонов водорода дельта МюН . Именно в этом месте возникает пункт сопряжения, окисления и фосфорилирования. Трансмембранный электрохимический потенциал – это разница протонов между матриксом и наружной частью.
Образуется АТФ АДФ Фн путем фосфорилирования с использованием энергии окисления водорода. 82. НАД-зависимые дегидрогеназы – это сложные ферменты, относящиеся к классу оксидоредуктаз и состоящие из белковой и небелковой части. Небелковая часть представлена коферментами НАД или НАДФ. НАД – никотинамидадениндинуклеотид, в его структуре два мононуклеотида, соединенные фосфоэфирной связью. В состав одного мононуклеотида входит амид никотиновой кислоты витамин ниацин , рибоза и остаток
фосфорной кислоты. Второй мононуклеотид представлен аденином, Д-рибозой и также остатком фосфорной кислоты. НАД-зависимые дегидрогеназы акцептируют от субстрата два атома водорода, первый присоединяется к НАД с образованием НАДН, второй выделяется в виде протона. Изоцитрат под действием изоцитратдегидрогеназы образуется альфа-кетоглуторат СО2 НАДН Н . Источники НАДН изоцитратдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, мультиферментный комплекс окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората, бета-окисление жирных кислот. 83. Флавиновые ферменты – это сложные ферменты, состоящие из белковой и небелковой части, небелковой частью представлена простерическая группа ФМН – флавинмононуклеотид или ФАД – флавинадениндинуклеотид. ФМН состоит из витамина В2, пятиатомного спирта ретибола, остатка фосфорной кислоты в структуре
ФАД два мононуклеотида, соединенных фосфоэфирной связью. В состав одного мононуклеотида входит витамин В2, пятиатомный спирт ретибол, остаток фосфорной кислоты. Второй мононуклеотид представлен АМФ – Аденин, рибоза, остаток фосфорной кислоты. Источники ФАДН2 – сукцинатдегидрогеназа и бета-окисление жирных кислот. 84. Дыхательная цепь, железо-серопротеины, цитохромы.
Железо-серопротеины относят к негемовым железопротеинам. Известно три вида FeS-белков 1 один атом железа тетраэдрически связан с сульфгидрильными группами четырех остатков цистеина 2 Fe2S2 содержит 2 атома железа и 2 неорганических сульфида, присоединенных к четырем остаткам цистеина 3 Fе4S4 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 гемопротеины, транспортирующие только электроны. В качестве простетической группы они содержат гем. В дых цепи располагаются 5 цитохромов, отличающихся по строению простетических групп и имеющих разные спектры поглощения. В цитохроме b гем нековалентно связан с белковой частью, в то время как в цитохромах
с и с1 – связь с белковой частью ковалентная. Цитохромы а и а3 имеют иную простетическую группу, называемую гемом-а. Она отличается от простетической группы цитохромов с и с1 наличием формильной группы вместо одной из метильных групп и углеводородной цепью вместо одного из остатков винила. В составе цитохромов а и а3 находятся два атома меди. Простетической группой цитохромов в, с1 и с служит протопорферин 1Х. Цитохром с имеет ковалентно связанный гем и выполняет челночные функции – передает электроны цитохрома с1 к цитохромоксидазе. 85. образование макроэргических связей в дыхательной цепи. Коэффициент Р О. Разобщение дыхания и фосфорилирования в дыхательной цепи. Коэффициент Р О – это количество 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 ФАДН2. В окислительном фосфорилировании не образуется дельта МюН, т.к. есть вещества, которые принимают протоны на себя. В окислительном фосфорилировании не происходит образования АТФ и энергия выделяется в виде тепла. Это такие вещества как динитрофенилгидрозин или ДНФГ, пестициды, гербициды, алкоголь. 86. Окислительное субстратное фосфорилирование в процессе биологического
окисления. Образование АТФ в процессе метаболизма идет двумя путями – окислительного и субстратного фосфорилирования. Основными источниками поставляющими энергию являются 1 дых цепь 2 ЦТК 3 гликолиз. Возникновение макроэргической связи в момент окисления субстрата с дальнейшей активацией неорганического фосфата и его переносом на АДФ с образованием АТФ называют субстратным фосфорилированием. В данном случае окисление субстрата связано с фосфорилированием
АДФ. Примерами реакций субстратного фосфорилирования являются две реакции гликолиза – окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту, и окисление 2-фосфоглицериновой кислоты в 2-фосфоэнолпировиноградную кислоту а также одна реакция ЦТК – окисление сукцинил-КоА в янтарную кислоту. Посредством реакций субстратного фосфорилирования образуется небольшое количество энергии. Основная масса АТФ образуется путем окислительного фосфорилирования. В процессе окислительного фосфорилирования окисляемый субстрат участия не принимает, а активирование неорганического фосфата сопряжено с переносом электронов и протонов водорода с коферментов дегидрогеназ принимающих участие в окислении субстрата к молекулярному кислороду. Сопряжение окисления с фосфорилированием АДФ и последующим образованием АТФ называют окислительным фосфорилированием. Процессы сопряжения окисления и фосфорилирования идут
в дых цепи. 87. Образование СО2 в процессе биологического окисления. СО2 в организме образуется двумя путями – путем прямого и окислительного декарбоксилирования. Основная масса СО2 образуется в ЦТК. Первая молекула СО2 образуется путем прямого декарбоксилирования изоцитрата, при этом изоцитратдегидрогеназа обладает декарбоксилирующим эффектом. Вторая молекула СО2 путем окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората.
Одна молекула СО2 образуется в результате окислительного декарбоксилирования ПВК. Человек за сутки выделяет около 500 мл СО2. 88. Виды декарбоксилирования в ЦТК. В ЦТК есть только два типа декарбоксилирования – прямое и окислительное. 1 Прямое декарбоксилирование изоцитрата под действием изоцитратдегидрогеназы, которая обладает декарбоксилирующим эффектом, превращается в альфа-кетоглуторат и НАДН, который является источником водорода для дыхательной
цепи, окисление которого приводит к образованию 3х АТФ и воды. Кроме того в этой реакции образуется СО2. 2 Окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглутората происходит под действием альфа-кетоглуторатдегидрогеназного комплекса, который включает три фермента и пять кофакторов – ТДФНSКоА, НАД, ФАД, липоевая кислота. Продуктом реакции является образование макроэргического соединения – сукцинил-КоА. В результате этой реакции образуется еще одна молекула восстановительного эквивалента НАДН и СО2. 89. Микросомальное окисление также как митохондриальное, происходит в митохондриях. Но в микросомальном окислении кислород используется с пластической целью, он включается в субстрат. Примерами микросомального окисления являются – окисления ксенобиотиков, синтез стероидных гормонов, активных форм витаминов, жирных кислот, холестерина.
Источником водорода в микросомальном окислении служит НАДФН. При микросомальном окислении энергии не образуется. 90. Пути использования, токсичность кислорода, механизмы защиты. 1 митохондриальные окисления – образование воды – оксидазный способ. 2 в микросомальным окислением с пластической целью – оксигеназный способ.
3 для образования Н2О2 – пероксидазный способ. Токсичность кислорода связано с тем, что в ходе окислительных реакций кислород может принимать дополнительный электрон и превращаться в супероксидный радикал анион . Присоединение двух дополнительных электронов к супероксидному аниону О2- ведет к образованию пероксидных анионов О2-2 . О2- е 2Н Н2О2 О2-е О2. В результате реакции дисмутации, катализируемой супероксиддисмутазой
СОД , образуется перикись водорода О2- О2- 2Н Н2О2 О2. Такие формы кислорода имеют высокую химическую активность, реагируют со многими веществами в организме, в том числе с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, оказывая повреждающее действие. Активные формы кислорода запускают цепные реакции перекисного окисления липидов. В процессе ПОЛ образуются органические перекиси. ПОЛ приводит к повреждающему воздействию мембран клеток.
Активные формы кислорода образуются в организме и в реакциях неферментативного окисления ряда веществ. В связи с тем, что образование активных форм кислорода ведет к повреждающему эффекту, можно говорить о токсичности кислорода и механизмах защиты. Имеется два способа защиты 1 ферментативные пути – активируют пероксидаза и каталаза. Пероксиды выступают в роли акцепторов водорода, донорами которых являются органические субстраты. 2Н2О22Н2О О2 катализирует каталаза . 2 неферментативные пути – используются препараты-ловушки активных форм О2 – витамин Е, К, различные хиноны. 91 и 92. Витамины. Классификация, участие в обмене веществ, а- гипо- гипер- витаминозы. Витамины – это органические соединения, которые необходимы организму в небольших количествах для обеспечения нормального развития организма. Классификация витаминов основана на их физико-химических свойствах растворимости , химической природе. В зависимости от растворимости различают жиро и водорастворимые витамины.
К витаминам, растворимых в жирах относятся витамин А или ретинол, витамин D или кальциферолы, витамин Е или токоферол, витамин К филлохинон. Витамины растворимые в воде витамин В1 или тиамин, витамин В2 или рибофлавин, витамин РР или никотиновая кислота никотинамид , витамин В6 или пиридоксин, витамин В12 или кобаламин, витамин
Вс или фолиевая кислота, витамин Н или биотин, витамин С или аскорбиновая кислота. Витамины выполняют роль кофакторов в ферментативных реакциях, например витамин В1 входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК. Например витамин РР входит в состав НАД, а витамин В2 входит в состав флавинмононуклеотида ФМН . Витамин
В6 является кофактором АлАТ и АсАТ. Авитаминоз – это болезнь, возникающая на почве полного отсутствия в пище или полного нарушения усвоения какого-либо витамина. Гипервитаминоз – это патологические состояния, связанные с поступлением чрезмерно 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 вводят недостающий витамин с пищей или его чистый препарат. Если же причина эндогенная, то помимо лечения основного заболевания, параллельно вводят соответствующий витамин парентерально, т.е. минуя кишечный тракт. 93. Витамин С или аскорбиновая кислота. Суточная потребность 75 мг, источники – продукты растительного происхождения, овощи и фрукты – перец, салат, капуста, укроп, рябина, лимон, черная смородина, шиповник. Химическая структура похожа на L-глюкозу. У второго и третьего углеродного атомов находятся два обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов. Хорошо растворим в воде, хуже в этаноле. Гиповитаминоз – общая слабость, одышка, боли в сердце, потяря массы тела, развивается цинга – кровоточивость из десен и выпадение зубов отек нижних конечностей, боли при ходьбе. Участвует в окислительно-восстановительных процессах, реакциях гидроксилирования пролина и лизина при
синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников катехоламины , участвует в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях. 94. Витамин В1 или тиамин. Химическая структура – в основе два кольца – пиримидиновое и тиазоловое, соединенных метиленовой связью. Активная форма – тиаминпирофосфат или тиаминдифосфат – он входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК и альфа-кетоглутората.
ТПФ участвует в переносе гликоль-альдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара. Является коферментом дегидрогиназы гамма-оксикетоглутаровой кислоты. Суточная потребность 1,2-2,2 мг. Источники – дрожжи, хлеб, злаковые, картофель, морковь, капуста, печень, почки. Гиповитаминоз – бери-бери, симптом Вернике – проявляется в виде энцефалопатии, синдром Вайса с преимущественным поражением ССС, нарушение деятельности
ССС, НС и ЖКТ. 95. Витамин В2 или рибофлавин. ХС – в основе молекулы рибофлавина лежит гетероциклическое соединение – изоаллоксазин сочетание бензольного, пиразинового и пиримидинового колец , к которому в положении 9 присоединен пятиатомный спирт рибитол. Рибофлавин хорошо растворим в воде, устойчив в кислых и легко разрушается в щелочных средах. Суточная потребность 1,7 мг. Источники хлеб, злаковые, яйца, молоко, мясо, свежие овощи. Гиповитаминоз – остановка роста, выпадение волос, воспалительные процессы слизистой оболочки языка глоссит и губ, катаракта, общая мышечная слабость. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД, являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов-флавопротеинов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами 1 реакции, в которых фермент осуществляет
прямое окисление с участием кислорода, т.е. дегидрирование исходного субстрата. К ферментам этой группы относят оксидазы L- и D-аминокислот, глициноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза. 2 реакции которыу характеризуются переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиримидиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. 96. Витамин РР или никотиновая кислота никотинамид .
ХС – представляет собой соединение пиримидинового ряда, содержащее карбоксильную группу никотинамид отличается наличием амидной группы . Малорастворим в воде, хорошо в водных растворах щелочей. Кристаллизуется в виде белых игл. Суточная потребность 18 мг. Источники – рис, хлеб, картофель, мясо, печень, почки, морковь. Гиповитаминоз – развитие пеллагры, поражение кожи,
ЖКТ и нарушения НС. Входит в состав НАД и НАДФ, являющихся коферментами большого числа обратимо действующих в окислительно-восстановительных реакциях дегидрогеназ. 97. Пантотеновая кислота витамин В3 . ХС – Является комплексным соединением 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, окисление и биосинтез высших жирных кислот, окислительное декарбоксилирование альфа-кетокислот пируват, альфа-кетоглуторат , биосинтез нейтральных жиров, фосфолипидов, стероидных гормонов, гема гемоглобина, ацетилхолина, гиппуровой кислоты. Суточная потребность 3-5 мг. Он чрезвычайно широко распространен во всех живых объектах микроорганизмы, растения, ткани животных , в связи с чем его так и назвали от греч pantoten – повсюду .
Пантотеновая кислота малоустойчива и легко гидролизуется по месту пептидной связи под действием слабых кислот и щелочей. Гиповитаминоз – дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические изменения желез внутренней секреции и НС, изменение в сердце и почках, депигментация волос, потеря аппетита, истощение. 98. Витамин В6 или пиридоксин. Производное 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксиметилпиридина. Термином витамин В6 обозначают все три производных 3-оксипиридина пиридоксин пиридоксол , пиридоксаль
и пиридоксамин. Они отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового ядра. Устойчивы по отношению к кислотам и щелочам, чувствительны к влиянию света. Гиповитаминоз витамина В6 чаще у крыс, проявляется специфическим дерматитом с преимущественным поражением кожи лопаток, хвоста, носа и ушей. Пиридоксаль АТФпиридоксальфосфат АДФ Пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос
а к с образованием биогенных аминов. Коферментная роль пиридоксальфосфата в энзиматических реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих а к, взаимопревращения серина и глицина, участвует в синтезе сигма-аминолевулиновой кислоты. При недостаточности витамина отмечаются разнообразные нарушения метаболизма а к. Источники – хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень. Суточная потребность 2 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника. 99. Биотин Витамин Н . Молекула биотина является циклическим производным мочевины, а боковая цепь представлена валериановой кислотой. Недостаточность биотина вызывает воспалительные процессы кожи дерматиты , сопровождающиеся усиленной деятельностью сальных желез, выпадение волос, поражением ногтей, боль в мышцах, усталость, сонливость, депрессия, анарексия и анемия. Биотиновые ферменты т.е. содержащие в качестве кофермента
биотин катализируют два типа реакций 1 реакции карбоксилирования с участием СО2 или НСО3 сопряженные с распадом АТФ RH HCO3- АТФR-COOH АДФ Н3РО4, пируват СО2 АТФ Н2Ооксалоацетат АДФ Фн 2Н . 2 реакции транскарбоксилирования протекающие без участия АТФ , при которых субстраты обмениваются карбоксильной группой
R1-COOH R2H R1H R2-COOH. Примером второго типа реакции является метилмалонил-оксалоацетат-транскарбоксил азная реакция, катализирующая обратимое превращение ПВК и ЩУК реакция потом . Реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, пуриновых нуклеотидов. Источники печень, почки, молоко, желток яйца, картофель, лук, томат, шпинат.
Суточная потребность 0,25 мг. Синтезируется микрофлорой кишечника. 100. Фолиевая кислота птероилглутаминовая была выделена из зеленых листьев растений, в связи с чем и получила название от лат folium – лист . Состоит из 3х структурных единиц остатка птеридина, парааминобензойной и L-глутаминовой кислот. Фолиевая кислота ограниченно растворима в воде, хорошо растворима в разбавленных растворах спирта. Недостаточность – нарушается процесс биосинтеза
ДНК в клетках костного мозга, в которых в норме осуществляется эритропоэз. Как следствие этого в периферической крови появляются молодые клетки – мегалобласты с меньшим содержанием ДНК. Роль коферментные функции фолиевой кислоты связаны с активной формой фолиевой кислоты ТГФК тетрагидрофолиевая кислота . Коферментные функции ТГФК связаны с переносом одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются бета-углеродный атом серина, альфа-углеродный атом глицина, углерод метильных групп метионина, холина, 2й углеродный атом индольного кольца триптофана, 2й углеродный атом имидазольного кольца гистидина, а также формальдегид, муравьиная кислота и метанол. ТГФК учствует в переносе одноуглеродных фрагментов при биосинтезе метионина и Тимина перенос метильной группы , серина перенос оксиметильной группы , образовании пуриновых нуклеотидов
перенос формильной группы . 4-аминоптерион аналог фолиевой кислоты используется в качестве препарата тормозящего синтез нуклеиновых кислот и соответственно развитие лейкозов у детей. Источники зеленые листья растений, дрожжи, печень, почки, мясо. Суточная потребность 1-2 мг. Микроорганизмы синтезируют фолиевую кислоту в количествах, достаточных для потребностей организма. 111. Витамин А или ретинол.
Представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из шестичленного кольца бета-ионона ,ь 2х остатков изопрена и первичной спиртовой группы. Витамин А хорошо растворим в жирах и жирорастворителях бензоле, хлороформе, эфире, ацетоне. В организме они легко окисляются при участии специфических ферментов с образованием соответствующих цис- и транс-альдегидов, получивших название ретиналей.
В организме витамин А может откладываться про запас в печени в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной и пальмитиновой кислотой. Недостаток витамина А ведет к торможению роста, поражению кожи, слизистых оболочек и глаз, потеря зрения. Гипервитаминоз -воспаление глаз, гиперкератоз, выпадение волос, общее истощение организма, потеря аппетита, головные боли, тошнота, рвота, бессонница. Витамин
А оказывает влияние на барьерную функцию кожи, слизистых оболочек, проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов, в частности определенных гликопротеидов. Благодаря наличию двойных связей в молекуле витамин А может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях, поскольку он способен образовывать перекиси, которые в свою очередь повышают скорость окисления других соединений. Велико значение витамина А в процессе светоощущения. Родопсин – основное светочувствительное вещество сетчатки – в его состав входит ретиналь. Источники – печень, яичный желток, цельное молоко, сметана, сливки, рыбий жир, красно-мякотные овощи морковь, томат, перец , в которых витамин А содержится в виде провитаминов-каротинов, выделенных впервые из моркови. Известны альфа, бета и гамма-каротины.
При их окислении образуется одна или две молекулы витамина А. Суточная потребность 2,7 мг. 112. Витамин D кальциферол, антирахитический витамин. Существует в виде нескольких соединений D2 – эргокальциферол, D3 – холекальциферол, D4 – дигидроэргокальциферол. Эргостерин – одноатомный ненасыщенный циклический спирт, в основе которого лежит конденсированная кольцевая
система циклопентанпергидрофенантрена. Эргостерин превращается в витамин D2 в результате разрыва между 9м и 10м углеродными атомами кольца В под действием УФ-излучения. Предшественником витамина D3 является 7-дегидрохолестерин. При УФ-облучении он превращается в активный витамин D3. Благодаря наличию холестерина и 7-дегидрохолестерина в составе липидов кожи человека имеется возможность
синтеза витамина D3 при солнечном облучении. Этим пользуются при лечении рахита у детей. Витамины D2 и D3 представляют собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 115-1170С, нерастворимые в воде, растворимые в жирах, хлороформе, эфире, и других жирорастворителях. Недостаток этого витамина приводит к развитию рахита – изменение фосфорно-кальциевого обмена и нарушение отложения в костной ткани фосфата кальция. Развивается остеомаляция – размягчение костей – большая голова,
увеличенный живот. Для взрослых характерно развитие остеопороза вследствие вымывания солей, кости становятся хрупкими, что част приводит к частым переломам. Витамин D выполняет свои биологические функции в организме в форме образующихся из него активных метаболитов, 1,25-диоксихолекальциферола и 24,25-диоксихолекальциферола. Они выполняют гормональную роль, функционируют в системе гомеостатической регуляции обмена кальция и остеогенеза. 1,25 ОН 3D3 участвует в регуляции процессов всасывания Са и Р в кишечнике, резорбции костной ткани и реабсорбции Са и Р в почечных канальцах. Процессы остеогенеза и ремоделирования костной ткани, напротив, регулируется 24,25 ОН 2D3. Источники D3 – сливочное масло, желток яиц, печень, жир, рыбий жир. D2 – 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. Образовано от греческого слова побуждаю, привожу в действие . Биологические признаки гормонов 1 дистантность действия. 2 строгая специфичность действия. 3 высокая биологическая активность.
Гормоны оказывают эффект даже в малых концентрациях 10-6-10-11мкмоль л. Гормоны влияют на процессы метаболизма 1 модулируют активность ферментов – гормоны срочной регуляции – время действия от сек до мин. 2 гормоны оказывают эффект на проницаемость клеточных мембран глюкоза, а к, различные ионы . 3 изменяют скорость синтеза белковых ферментов – гормоны медленной регуляции – минуты и часы. Классификация гормонов По химической природе 1 производные а к – катехоламины из тирозина
– адреналин, норадреналин , из тирозина – тироксин. 2 пептидные – парадгормон, АКТГ, глюкогон. 3 стероидные гормоны – родоначальник холестерин – имеют кольцо циклопентана, фенантрена эстрадиол, тестостерон, кортизол, альдостерон по механизму передачи гормонального сигнала в клетку 1 гормоны, не проникающие через клеточную мембрану, реализуют свой эффект через посредника, например пептидные гормоны и катехоламины. Посредник – 1 циклические нуклеотиды цАМФ цГМФ, 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, липидов, белков – инсулин, контринсулярные
гормоны глюкогон, адреналин, глюкокортикоиды и тиронины. 2 гормоны регулирующие вводно-солевой обмен – минералокортикоиды альдостерон , АДГ, вазопрессин. 3 гормоны регулирующие обмен Са и Р – Паратгормон, кальцитонин и кальцитриол. 4 гормоны связанные с репродуктивной функцией – половые гормоны – эстрогены и андрогены. 5 гормоны регулирующие функции эндокринных желез – тропные гормоны.
Механизм передачи гормонального сигнала через цАМФ адреналин, паратгормон, глюкогон, окситоцин . Образование комплекса гормон рецептор происходит опосредованно через систему G-белков, они активируют аденилатциклазу в активном центре магний под дей1ствием которой из АТФ образуется цАМФ и пирофосфат. цАМФ активирует протеинкиназу типа А, которая состоит из 4х субъединиц – две регуляторные,
2 каталитические. ПК-А активируется путем удаления ингибиторных субъединиц. Например 2фосфорилаза В под действием киназафосфорилазы ПК-А образуется фосфорилаза 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 ионизированный кальций и инозитолполифосфаты.
Образуется комплекс гормон рецептор и система G-белков активирует фосфолипазу типа С, которая катализирует реакцию образование диацилглицерола и инозитол3фосфата ДАГ и ИТФ . ДАГ активирует протеинкиназу типа С, которая катализирует фосфорилирование ферментов превращая их в активные соединения. Т.О. запускаются такие процессы как синтез ДНК, система свертывания крови, мышечное сокращение. ИТФ повышает уровень кальция увеличением клеточной проницаемости, активация кальциевопротонового насоса, мобилизация Са из органелл клеток . ИТФ активирует кальций кальмодулин зависимую протеинкиназу и образуется Са4 кальмодулин, который вступает в связь с неактивным ферментом и образуется Са4 кальмодулин Еакт. Этот комплекс способен формировать белки ферменты, приводя их в активное состояние. Миокиназа – которая превращает миозин в акт форму и запускается мышечное сокращение.
Из этого комплекса высвобождается первым Са, далее кальмодулин и фермент становится неактивным. Действие гормона по цитозольному механизму. Стероидные гормоны и ее тиронины проникают через липидный слой клеточных мембран и связываются с циторецепторами, и обр-ся комплекс гормон рецептор. Он активируется и способен проникнуть через ядерную мембрану, там он связывается с хромосомами, влияет на синтез ДНК, РНК и других белков. Гормон реализует свой эффект на генетическом уровне по медленному
механизму. 114. Гормоны щитовидной и паращитовидной желез. Тироксин или 3,5,3,5-тетройодтиронин – вырабатывается щитовидной железой. Является производным тирозина, содержит йод в четырех положениях. Цитозольный механизм. Регулирует скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов, липидов, а также вводно-электролитный обмен, деятельность
ЦНС, ЖКТ, ССС и гемопоэз. Гипофункция – у детей проявляется в виде кретинизма – остановка роста, шелушение кожи, выпадение волос, уменьшение скорости основного обмена, глубокое нарушение умственной деятельности. У взрослых – гипотиреоидный отек или микседема – нарушение водносолевого обмена, основного обмена и обмена жиров. Наблюдается патологическое ожирение, выпадение волос и зубов. Гиперфункция – гипертиреоз – базедова болезнь – увеличение частоты сердечных сокращений, пучеглазие, 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, характеризуется N-концевым цистеином и С-концевым – пролинамидом. Механизм мембранный внутриклеточный иФ3. Обеспечивает постоянную концентрацию Са в крови, антагонист паратгормона.
Гипокальциемия, гиперкальциемия, гипофосфатемия. Паратгормон – вырабатывается паращитовидными железами. Молекула паратгормона содержит 84 а к остатка и состоит из 1 полипептидной цепи. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Регулирует уровень Са и фосфатов в крови. Понижение Са в крови приводит к синтезу паратгормона, в результате
Са вымывается из костей, уменьшается реабсорбция фосфата в дистальных канальцах и повышает реабсорбцию Са. Гиперфункция приводит к вымыванию Са из костной ткани размягчение костной ткани. 115. Гормоны надпочечников. Кортизол – синтезируется в корковом веществе. Глюкокортикоид, предшественники холестерина, прегненолон, 17-оксипрегненолон, 21-оксипрегнонолон и прогестерон.
Цитозольный механизм. В 13 положении СН3. Повышает содержание сахара в крови, снижает синтез белков во всех тканях, кроме печени, в ней активирует синтез белков-ферментов глюконеогенеза, в итоге появляется избыток а к и они используются на глюконеогенез ключевой фермент глюконеогенеза – пируваткарбоксилаза . Избыток – гипокортицизм. Гиперфункция – болезнь Иценко-Кушинга – увеличение ад, остеопороз, атрофия кожи.
Гипофункция – болезнь Аддисона – пигментация кожи, мышечная слабость, расстройство ЖКТ, нарушение водносолевого обмена. Альдостерон – вырабатывается корковым веществом надпочечников. Минералкортикоид, предшественники холестерина, прегненолон, 17-оксипрегненолон, 21-оксипрегнонолон и прогестерон. В 13 положении альдегидная группа. Цитозольный механизм. Регулирует обмен Nа, К, Cl, H2O. Способствует удержанию ионов натрия и хлора в организме и выведению с мочой ионов Са. Гипофункция – потеря натрия и хлора, задержка Са. Гиперфункция – отеки, чрезмерное удерживание воды в организме. Адреналин – вырабатывается мозговым веществом надпочечников. Тирозин ДОФА дофамин норадреналин адреналин. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ.
Мощное сосудосуживающее действие, повышает АД, повышает уровень глюкозы в крови ускоряет распад гликогена в печени , является гормоном стресса. Гиперфункция – стресс, физ нагрузка, голодание, охлаждение. Гипофункция – болезнь Паркинсона, гипертермия. Норадреналин – вырабатывается мозговым веществом надпочечников. ТирозинДОФАдофаминнорадреналин. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Мощное сосудосуживающее действие, повышает АД, оказывает регулирующее действие на обмен углеводов.
Гиперфункция – стресс, физ нагрузка, голодание, охлаждение. Гипофункция – болезнь Паркинсона, гипертермия. 116. Гормоны поджелудочной железы. Инсулин – вырабатывается бета-клетками поджелудочной железы в виде преинсулина. Молекула инсулина содержит 51 а к, состоит из 2х полипептидных цепей, соединенных между собой дисульфидными мостиками, альфа-цепь – 20 а к, бета 31а к. Рецепторы инсулина имеют две альфа-субъединицы, которые
проникают через клеточную мембрану, и две бета-субъединицы, которые нах-ся в цитозоле. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник неизвестен. При повышении глюкозы происходит секреция инсулина, т.к. он регулирует уровень глюкозы в крови. Гипофункция – сахарный диабет, гипергликемия, глюкозурия, замедление биосинтеза белков и жиров, отрицательный азотистый баланс, усиление мобилизации жиров из депо, кетонурия. Глюкогон – вырабатывается альфа-клетками поджелудочной железы. По химической природе это линейно расположенная полипептидная цепь – 29 а к. Механизм мембранный внутриклеточный, 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. Регулируют гомеостаз и формирование вторичных половых признаков. Синтез половых гормонов регулируется гонадотропным гормоном гипофиза. В крови половые гормоны соединены с гликопротеидами – уменьшают синтез белка. Эстрадиол – 1 кольцо ароматическое и ОН-группа, в 10 положении нет СН3. Тестостерон – 1 кольцо не ароматическое и кетонная группа, в 10 положении есть
СН3. Тестостерон – вырабатывается семенниками, яичниками, надпочечниками. Цитозольный механизм. Регулирует дифференцировку и функционирование репродуктивной системы, дифференцировку мужских половых желез развитие мужских вторично половых признаков, обладает анаболическим действием, стимулирует синтез белка. Гиперфункция – гиперсексуальность, увеличивается рост волос. Гипофункция – недоразвитие внутренних и наружных половых органов, инфантизм.
Эстрадиол – синтезируется фолликулами яичника, надпочечниками, плацентой, семенниками. Цитозольный механизм. Обеспечение репродуктивной функции организма женщины, развитие вторичных половых признаков, оптимальные условия для оплодотварения, оказывает анаболическое действие, стимулирует синтез белка. Гиперсексуальность, или недоразвитие женских половых органов, инфантизм, бесплодие. 118. Гормоны гипофиза. СТГ или соматотропный гормон – синтезируется ацидофильными клетками передней доли гипофиза. Состоит из 191 а к и содержит 2 дисульфидные связи, N и С концевые связи – фенилаланин. Механизм мембранный внутриклеточный иФ3. Усиливает биосинтез белка, ДНК, РНК, гликогена, способствует мобилизации жиров из депо и распад высших жирных кислот и глюкозы в тканях стимулирует рост тела и скелета, регулирует скорость протекания обменных процессов, обладает лактогенной активностью. Гипофизарная карликовость – пропорциональное недоразвитие
всего тела. Акромегалия – рост отдельных частей тела рук, ног, подбородка . АКТГ или адренокортикотропный гормон -синтезируется базофильными клетками аденогипофиза. Молекула АКТГ содержит 39 а к остатков пептид . Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Стимулирует секрецию гормонов коры надпочечников, обладает жиромобилизующей и меланоцитстимулирующей активностью. Гиперфункция – синдром 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 остатков, бета – 112 а к остатков. Механизм мембранный внутриклеточный, посредник цАМФ. Контролирует развитие и функцию щитовидной железы, и регулирует иосинтез и секрецию в кровь тиреоидных гормонов. Гиперфункция – гипертиреоз, гипофункция – гипотиреоз.
119. Физико-химические свойства крови. Кровь является основной внутренней средой организма. Компоненты крови как зеркало отражают все процессы которые происходят в тканях. Общее количество крови у новорожденного 700 мл, в 5 лет 1300 мл, в 15 лет 4500 мл, у взрослых 5000-5500 мл. В крови находятся органические и неорганические компоненты. Органические – это 1 белки плазмы крови 65-85 гр л – альбумины, альфа бета гамма глобулины 2 глюкоза 3,5-5,5 ммоль л 3 а к-ты экзо- и эндогенного происхождения 46-109 мкмоль л 4 аммиак крови 12-65 мкмоль л дезаминирование а к в тканях, распад пуриновых и пиримидиновых оснований 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 оснований 0,21-0,45 ммоль л 9 остаточный азот – азотсоединения, остающиеся в крови после осаждения белков –
14,3-28,6 ммоль л Неорганические вещества крови 1 Na 130-156 ммоль л , K 3,4-5,3 , Ca, Mg 0,8-1,2 , P неорганический 1-2 , Fe 10-30 , хлориды 96-109 , гидрокорбонаты Ферменты крови 1 АлАТ – 0,1-0,68 мкмоль мл час – диагностика гепатита. 2 АсАТ – 0,1-0,45 – инфаркта миокарда. 3 ЛДГ 220-1100 нмоль с л –
ЛДГ1,2 – инфаркт миокарда, ЛДГ4,5 – миопатии. 4 Креатинкиназа – катализирует реакцию фосфорилирования креатина. 5 амилаза – гидролиз гликозидных связей крахмала, гликогена. 6 глюкозо6фосфатдегидрогеназа – 1ая реакция ПФЦ. В состав также входят лейциты, тромбоциты, эритроциты и, конечно же, гемоглобин 130-160 гр л . Основные физико-химические показатели 1 относительная плотность 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 осмотическое давление 7,6 атмосфер, зависит от концентрации электролитов в плазме крови. 4 рН крови в норме 7,34-7,44. рН крови зависит от согласованной работы буферных систем крови, выделительной функции почек и дыхательной функции легких. рН является показателем кислотно-основного состояния. КОС отражает состояние клеточного метаболизма, газотранспортной функции крови, внешнего дыхания, состояния вводно-солевого обмена, отражает отношение ионов ОН- к ионам Н . 120. Белки плазмы крови. 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 буфере рН 8,6, на ацетатцеллюлозной пленке моноферментный анализ, изотакофорез. 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 поддержание онкотического давления 2 регулируют и поддерживают КОС за счет белковой и гемоглобиновой буферной системы крови 3 иммуноглобулины участвуют в поддержании гуморального иммунитета 4 транспорт микроэлементов, таких как Cu Fe Ca Mg и других 5 при белковом голодании являются резервом аминокислот 6 специальные белковые молекулы осуществляют транспорт липидов, углеводов, витаминов, конечных продуктов обмена и так далее.
7 участвует в системе свертывания и противосвертывающей 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 фракция, молекулярная масса 60-70кДа, период полураспада 7 дней синтезируются в печени, гидрофильны, растворяются в воде и слабо солевых растворах. Функции 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 гликопротеид или орозомукоид – это белок острой фазы, синтезируется в поджелудочной железе. Увеличение концентрации при острых инфекционных заболеваниях, гнойных процессах, онкологии. Снижение его концентрации наблюдается при болезни Боткина, гломерулонефрите. 2 тироксинсвязывающий белок – транспортирует гормоны щитовидной железы, тироксина. Снижение при гипертириозе увеличение – при гипотириозе и в период беременности. 3 Транскартин – транспорт кортизола и других кортикостероидов. 4 Протромбин – второй фактор свертывания крови, участвует в освобождении тромбина, превращения фибриногена в фибрин. 5 Альфафетопротеин плодный белок – появляется на 14-15 неделе беременности в околоплодных
водах, на 32 неделе его концентрация падает, т.к. у плода начинают синтезироваться альбумины. 6 Белок кобалофелин или транскобаломин – транспортирует витамин В12. 7 Альфа1антитрипсин и альфа1антихимотрипсин – синтезируются в поджелудочной железе, являются ингибиторами протеаз поджелудочной железы эластаза, трипсин, колагеназа, химотрипсин, протеазы гранулоцитов . Альфа2 глобулиновая фракция 1 гаптоглобин – осуществляет транспорт гемоглобина к клеткам res.
Повышение концентрации наблюдается при поражениях печени, миокарда, соединительной ткани, онкопатологии. 2 Цируллоплазмин – медь содержащая оксидаза, синтезируется в печени. Катализирует реакции окисления полифенолов, полиаминов и аскорбиновой кислоты. Участвует в транспорте меди. При уменьшении концентрации развивается гепатолентикулярная дегенерация или болезнь Вильсона, т.к. при отсутствии данного белка медь накапливается в тканях печени, головного
мозга, роговице глаз, что оказывает токсическое действие. 3 альфа2макроглобулин – синтезируется в поджелудочной железе, является ингибитором эндопептидаз. При взаимодействии с ним образуется большой комплекс и протеолитические ферменты не могут осуществлять гидролиз пептидной связи. Повышение концентрации наблюдается при нефротическом синдроме, беременности, воспалительном заболевании суставов, врожденном пороке сердца. Понижение концентрации наблюдается при поражениях поджелудочной железы, инфаркте миокарда. 4 Эритропоэтин – синтезируется в почках, стимулирует эритропоэз, клеточную дифференцировку, ускоренное созревание и пролиферацию клеток. 5 плазминоген – синтезируется в почках, является компонентом системы фибринолиза. 6 альфа2гликопротеид беременности – является иммунодепрессантом, т.е. не дает развиваться антителам против плода, появляется только во время беременности.
Если он обнаруживается у взрослого человека – это является признаком онкопатологии. 7 Витамин D связывающий белок. Бета глобулиновая фракция – с ней транспортируются следующие белки 1 цереактивный белок СРБ, активирует систему комплимента по обоим путям классический и альтернативный , вызывает агрегацию тромбоцитов и высвобождение АТФ, участвует в гемолизе эритроцитов. Повышение концентрации наблюдается в первые часы после болевого синдрома инфаркта миокарда.
Любые аутоиммунные заболевания сопровождаются повышением концентрации. 2 Бета-липопротеиды – белки, которые осуществляют транспорт холестерина к периферическим тканям или липропротеиды 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 ионы меди, цинка, кобальта и других макроэлементов.
Понижение концентрации наблюдается при острых хронических инфекциях, при заболеваниях печени. Повышение концентрации наблюдается при хронической недостаточности железа в организме, беременности, у детей до 1го года жизни. 4 Белок деполимеризующий актин – участвует в разрушении филаментов актина, который высвобождается в плазме крови при разрушении форменных элементов. 5 Гемопексин – похож на гаптоглобин – связывает диминовые группировки гемоглобина и препятствует выведению с мочой. При снижении концентрации наблюдается гемолитическая и серповидно-клеточная анемии. 6 Фибриноген – в сыворотке крови отсутствует, 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. Повышение концентрации наблюдается при острых воспалительных заболеваниях, поражениях миокарда.
Гамма глобулиновая фракция – с ней транспортируются все иммуноглобулины, которые выполняют функцию иммунной защиты. Известно пять типов иммуноглобулинов G, A, D, M, E – все они являются гликопротеидами, их белковая часть состоит из 2х попарно расположенных легких и тяжелых цепей. Особенности белкового состава в детском возрасте. Общее содержание белка 47-61 г л. У новорожденных максимально синтезируются альбумины, синтез глобулинов
снижен. У новорожденных 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 воды в организме при поражении ССС увеличивается объем циркулирующей крови абсолютная – потеря белка с мочой происходит при поражении почек,
ЖКТ, увеличении проницаемости стенок каппиляров, увеличении синтеза белка при поражениях печени и других органов, которые связаны с синтезом белка. Альбумино-глобулиновый коэффициент при гипопротеинэмии много меньше 1. 2 гиперпротеинэмия – увеличение концентрации общего белка до 85 гр л причина – относительная – увеличивается концентрация белка за счет резкого снижения объема циркулирующей крови – при поражении ЖКТ, обширных ожогах, травмах иммуногенеза абсолютная – развитие миеломной болезни – генерализованное поражение костной системы и почечной ткани. На электофореграмме обнаруживаются специфические 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 иммуноглобулинов. Болезнь Вальденстрема – макроглобулинэмия – приходящая пурпура нижней трети голени, подушкообразные голени,
резкое увеличение общего количества белка до 160 гр л за счет увеличения гамма глобулиновой фракции 80 . Резко увеличивается концентрация белка макроглобулина, иммуноглобулинов, могут обнаруживаться другие белки острой фазы. Белки острой фазы – белки, которых в норме в плазме крови обнаруживается небольшое количество, а при патологии их концентрация возрастает. Например – цереактивный белок, альфа1кислыйгликопротеид, антитрипсин, гаптоглобин, церуллоплазмин,
фибриноген. Дефект протеинэмии связан с полным или частичным отсутствием различных белков, при этом содержание общего белка может быть в норме. Анальбуминэмия – отсутствует альбуминовая фракция. Анбеттаглобулинэмия – антрансферинэмия. Ангаммаглобулинэмия. Диспротеинэмия – общее содержание белка в норме, но нарушается процентное соотношение белковых фракций и большинство заболеваний сопровождается диспротеинэмии – острое воспалительное заболевание, панкреатит,
механическая желтуха, заболевание верхних дыхательных путей, инфаркт миокарда. 121. Ферменты плазмы крови. Определение активности ферментов плазмы крови производится с целью постановки топического диагноза, проверки эффективности лечения, а также для определения прогноза для данного пациента. Гиперферментемия. Причина наблюдается при увеличении проницаемости клеточных мембран, их деструкции, активации активности ферментов в тканях, нарушении выведения ферментов с мочой, желчью, желудочным соком, при влиянии различных физиологических факторов, приеме лекарственных препаратов. Гипоферментемия. Снижение количества клеток, продуцирующие эти ферменты, активация ретикулоэндотелиальной системы, нарушение процесса синтеза ферментов из-за белковой недостаточности, из-за неправильного питания, т.к. в пище нет незаменимых а к. Для синтеза многих ферментов требуются коферменты. Ферменты плазмы крови Секреторные ферменты или плазмоспецифические, в плазме крови их больше всего,
их синтез осуществляется в печени, они поступают в кровь. Диагностическое значение имеет гипоферментемия при поражении печени. снижение активности данных ферментов печеночная липопротеинлипаза – фактор просветления – осуществляет гидролиз триглицеридов в составе хилоникронов или в составе ЛПОНП. Активатор – специфический белок АПОЦ, гепарин лизоцим – антибактериальный фермент – является фактором неспецифической резистентности
организма, участвует в расщеплении клеточных мембран бактериальных клеток циррулоплазмин – медь содержащая оксидаза, синтезируется в печени. Катализирует реакции окисления полифенолов, полиаминов и аскорбиновой кислоты. Участвует в транспорте меди. При уменьшении концентрации развивается гепатолентикулярная дегенерация или болезнь Вильсона, т.к. при отсутствии данного белка медь накапливается в тканях печени, головного мозга, роговице глаз, что оказывает токсическое действие.
Цируллоплазмин участвует в окислении железа на этапе присоединения его к белку трансферину фермент ЛХАТ – лецитинхолестеринацетилтрансфераза – осуществляет реакцию этерификации холестерина, входящего в состав ЛПВП фосфолипид-лецитин неэтерефицированный холестерин . ЛПВП лизолецитин этерифицированный ЛХАТ холестерин. Лизолецин транспортируется в ткани, где участвует в обновлении клеточных мембран. Этерифицированный холестерин соединяется со специальным белком эфирхолестерином, и в комплексе снова возвращается из периферических тканей в печень, где происходит синтез желчных кислот и стероидных гормонов. Диагностическое значение – понижение активности ЛХАТ. II. экскреторные ферменты синтезируются в печени, в поджелудочной железе и выделяется вместе 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 – осуществляет гидролиз крахмала и гликогена через промежуточные соединения до декстринов и мальтозы. Наибольшее количество содержится в слюне и панкреатическом соке, выводится с мочой. Диагностическое значение увеличение активности – при остром панкреатите, закупорке протоков поджелудочной железы, при поражении слюнных желез. понижение активности при хроническом 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 многократно. В норме обнаруживаются в следовых количествах, т.к. в основном нах-ся в клетках. Механизмы появления клеточных ферментов в крови 1 в крови образуется цитоплазматические ферменты.
2 увеличивается проницаемость клеточных мембран – фермент появляется в крови. 3 лизис клеток различных органов – активность клеточных ферментов резко увеличена. Диагностическое значение – увеличение активности ферментов. Каждый орган имеет свой специальный набор ферментов – энзимный профиль. Заболевание сердца Органическая патология миокарда. При этом определяют активность аспартатаминотрансферазы, общую активность креатинфосфокиназы и ее изоферментный спектр. При патологи увеличивается NB. Лактатдегидрогеназа – при патологии сердца увеличивается активность ЛДГ1 и ЛДГ2. Патология печени аланин-аминотрансфераза – АлАТ аспартат-аминотрансфераза – АсАТ – цитоплазматический и митохондриальный, повышается активность ферментов которые находятся в цитоплазме, а потом митохондриальные ферменты.
Коэффициент Деритеса резко снижен. Лактатдегидрогеназа – увеличивается содержание и активность ЛДГ4 и ЛДГ5. Альдалаза – осуществляется гидролиз фруктозо6фосфат. Патология поджелудочной железы активируются альфа-амилаза, липаза, фосфолипаза, трипсин. Патология костной ткани проявляется активность щелочной фосфолипазы. Патология предстательной железы определяется активность кислой фосфатазы.
Патология мышечной ткани определяется общая активность креатинфосфокиназы, альдолазы. Патология нервной ткани определяется активность креатинфосфокиназы и ее изоферментный спектр – увеличивается фракция ББ. АлАТ – 0,1-0,68 мкмоль мл ч, коэффициент де Ритеса АсАТ АлАТ 1,3 при гепатите понижается. Индикаторный фермент, активность АлАТ увеличивается при заболеваниях печени инфекционный гепатит при разрушении гепатоцитов его количество
в крови резко возрастает. Реакция 1. АсАТ – 0,1-0,45 мкмоль мл ч, коэффициент де Ритеса при инфаркте миокарда возрастает. Индикаторный фермент, активность увеличивается при заболеваниях ССС, при инфаркте миокарда его количество в крови резко увеличивается. Реакция 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. Находится в печени, костях, кишечнике, плаценте. Имеет 5 изоферментов плацентарный, костный, печеночный, кишечный, почечный. Активность повышается при заболеваниях костей увеличивается кол-во остеобластов , рак костной ткани, гиперпаратиреозе, остеомаляции, заболевании печени и желчных путей. Реакция 4. Фосфотазы – фосфомоноэстеразы, катализирующие гидролиз сложноэфирных связей фосфорной кислоты
и органических соединений. Альфа-амилаза 3,3-8,9 мг с л. Катализирует гидролиз гликозидных связей крахмала, гликогена. Секретируется поджелудочной железой и слюнными железами. Активность увеличивается при остром панкреатите, раке поджелудочной железы, вирусном гепатите, паратите, почечной недостаточности. Снижается активность при гепатите, недостаточной функции поджелудочной железы,
токсикозе беременных. Реакция 5. Лактатдегидрогеназа 220-1100 нмоль с л. Катализирует обратную реакцию восстановления пирувата в лактат, органоспецифический фермент. В миокарде ЛДГ1 и 2, в печени ЛДГ5, в скелетных мышцах ЛДГ4 и 5. Т.О. при инфаркте миокарда увеличивается ЛДГ1 и 2, при гепатите ЛДГ4 и 5, при миопатиях ЛДГ1, 2 и 3.
Реакция 6. Истинная холинэстераза осуществляет гидролиз только ацетилхолина. При усиленном гемолизе ее активность увеличивается. Реакция 7. Ложная холинэстераза осуществляет гидролиз не только ацетилхолина, а еще и бутирилхолина и др соединений. Активность уменьшается при патологии печени, отравлениях фосфоактивными соединениями. Реакция 7. Креатинфосфокиназа в норме до 100 нмоль с л.
Катализирует реакции фосфорилирования креатина, играет роль в поддержании соотношения АТФ АДФ. ММ – мышечный тип, МВ – сердечный тип, ВВ – мозговой тип. Повышение активности при инфаркте миокарда ММ и МВ , дерсатомиозитах, миокардитах, гипотиреозе, судорожных состояниях. Реакция 8. Глутаматдегидрогеназа – М 312000Да, оксидоредуктаза, высоко специфический фермент. Активность увеличивается при глубоком повреждении печени содержится в митохондриях . Реакция 9. Глюкозо6фосфатдегидрогеназа 0,54 – 0,10 МЕ моль Hb. Наибольшая активность в эритроцитах, в печени, поджелудочной железе, почках, легких. Понижение активности при гемолитической анемии. Катализирует 1ую реакцию ПФЦ. Реакция 10. 122. Буферные системы крови. Кислотно-основное состояние. рН крови зависит от согласованной работы буферных систем крови, выделительной функции почек и дыхательной функции легких. рН является
показателем кислотно-основного состояния КОС . КОС отражает состояние клеточного метаболизма, газотранспортной функции крови, внешнего дыхания, состояния вводно-солевого 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. Любая буферная система состоит из слабой кислоты и сопряженного основания.
Количественная характеристика – буферная емкость, которая зависит от абсолютных концентраций ее компонентов. Всего 4 буферные системы 1 Бикарбонатная буферная система – 10 от всей буферной емкости крови. Состоит из сопряженной кислотно-основной пары Н-СО3 H2CO3 либо СО2 бикарбонат угольная кислота . При рН 7,4 соотношение будет 20 1 согласно уравнению
Гендерсона-Касельбаха . Нейтрализация кислых продуктов обмена Н Н-СО3Н2СО3Н2О СО2 Избыток СО2 удаляется путем увеличения вентиляции легких, т.о. соотношение компонентов восстанавливается. Нейтрализация основных продуктов ОН- Н2СО3Н-СО3 Н2О Происходит снижение вентиляции легких, т.о. Н2СО3 задерживается в организме – рефлекторно. Все это предотвращает резкий сдвиг рН.
2 фосфатная буферная система – 1 , состоит из сопряженной кислотно-основной пары. HPO42- H2PO4- двузамещенный и однозамещенный фосфат соотношение при рН 7,4 будет 4 1. Механизм действия аналогичен – кислые продукты нейтрализуются основным компонентом с образованием сопряженной пары, а основной продукт кислым компонентом. Избыток сопряженных пар выводятся через почки. Н НРО42- Н2РО4- ОН Н2РО4- НРО42- Н2О Бикарбонатная и фосфатная буферные системы являются открытыми выводящими системами, то есть избыток компонентов выводится через легкие и почки. 2 Белковая буферная система – 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 от оксигенации гемоглобина. Она состоит из дезоксигемоглобина и оксигемоглобина.
KHb HHb – дезоксиформа, KНbO2 HHbO2 – оксиформа. Работа этой буферной системы тесно связана с работой бикарбонатной буферной системой, т.е. кислые компоненты сравнивают – самая слабая HHb H2CO3 HНbO2 самая сильная. Как работает гемоглобиновая буферная система. В тканях рН несколько снижено, низкое порциальное давление О2 и высокое порциальное давление СО2 – происходит реакция диссоциации гемоглобина
KНbO2KHb 4O2 карбоангидраза Н2О СО2Н2СО3Н НСО3 происходит подкисление среды, в нейтрализацию вступает основной компонент гемоглобиновой буферной системы – KHb KHb 2H 2HCO3- 2H HHb 2KHCO3 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 HbO2 HHb 4O22H HbO2. Резкое снижение рН 2Н HbO2 2K 2H-CO3KНbO2 2H2CO3CO2 H2O. В эритроцитах угольная кислота не поддается диссоциации, т.к. присутствует более сильная кислота ННbO2 , поэтому угольная кислота не диссоциирует, а разлагается на СО2 и Н2О, которые выводятся с поверхности легких. Т.О. рН и концентрация СО2 влияют на связывание и освобождение кислорода гемоглобином, этот эффект назван
эффект Бора . Связывание Нb с О2 сопряжено с выдыханием СО2. Легкие обеспечивают быструю регуляцию КОС путем изменения вентиляции в течении 1-3 минут. Почкам требуется 2-3 дня – 1 синтез бикарбонатов из СО2 и Н2О с участием почечной карбоангидразы. 2 секреция протонов в просвет канальцев в обмен на натрий – ацидогенез. 3 образование аммонийного иона из Н и аммиака источником которого является глутамин и глутамат , замена натрия в солях на аммонийный ион в просвете канальцев. Почки выводят кислые и аммонийные соли. В регуляции КОС участвуют минеральные ионы скелета – Na и Ca, то есть ионы водорода обмениваются 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 показателя определяются прямым путем на приборах, остальные показатели определяются по специальным номограммам. 4 АВ – актуальный бикарбонат – отражает концентрацию бикарбоната в плазме крови в физиологическом состоянии. В норме равен 19-25 ммоль л. 5 ВВ – буферные основания – сумма всех анионов крови, которые обладают буферным действием. Равен 40-60 ммоль л. Если провести определение бикарбоната и буферных оснований при полном насыщении крови в стандартных условиях, то можно определить
SB и NBB. NBB – нормальные буферные основания – 40-60 ммоль л. SB – стандартный бикарбонат – 21-25ммоль л. Разница между ними – это ВЕ – избыток или дефицит 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.
Пограничные 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. Респираторный дыхательные ацидоз – связан с гиповентиляцией легких. Наблюдается при астматическом статусе, воспалительных процессах легких, повышении порциального давления СО2 крови. Проявляется компенсаторная реакция – повышение актуального бикарбоната АВ . Респираторный алкалоз – усиление вентиляции легких при нахождении в разряженной атмосфере, вдыхании чистым кислородом, заболеваниях ЦНС, легких с одышкой, опухолях, инфекции. В крови наблюдается понижение порциального давленияСО2, понижение АВ. Моча щелочной реакции. Метаболический ацидоз – а гиперхлорэмические нарушения – характеризуются накоплением Сl в крови, т.е. накоплением НСl, снижается количество бикарбонатов.
Причина – увеличение продукции Н ионов, введение Н или медикаментов, 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-CO3 т.к. в кровь поступают анионы органических кислот. Наблюдается при диабете, голодании, гипоксии, интоксикации метанолом, этиленгликолем.
Сопровождается повышением в крови лактата или кетоновых тел, или других органических веществ. В крови понижается АВ. Компенсаторная реакция – повышение вентиляции легких, снижение порциального давления СО2, увеличение выведения кислых и аммонийных соединений с мочой. Метаболический алкалоз – при потере водородных ионов с желчным содержимым при рвоте, при введении щелочных растворов, дефиците калия в организме, при альдостеротизме – введение стероидных гормонов.
Характеризуется повышением АВ, гипокалийэмия, при тяжелой форме дегидратации, геперкалийэмия. Компенсаторная реакция -повышение порциального давления СО2, повышении секреции бикарбонатов почками. Возрастные особенности несовершенен механизм регуляции КОС, рождение в состоянии метаболического ацидоза, кот обусловлен накоплением недоокисленных продуктов анаэробного окисления углеводов. рН 7,2-7,3, ниже АВ, порциальное давление углекислого газа из-за большой частоты дыхания, имеет место дефицит оснований ВЕ -7 1 постоянно образуются не летучие кислоты, кот не выводятся почками. 123. Гемоглобин. Нb является хромопротеидом и относится 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 Нb 1 доставка кислорода к тканям. 2 Транспорт из тканей СО2 – реализуется белковым компонентом гемоглобина, в результате образуется карбаминогемоглобин.
3 поддержание постоянства рН, входит в состав гемоглобиновой буферной системы, работает в тесном контакте с бикарбонатной буферной системой. 4 антитоксическая функция – нейтрализация СО – реализуется небелковым компонентом и образуется карбоксигемоглобин. 5 гемоглобин в форме метгемоглобина нейтрализует цианиды с образованием цианометгемоглобина. Нb имеет четыре уровня структуры 1 первичная структура – последовательность а к-т в полипептидной цепи.
Нb состоит из 4 субъединиц, каждая из них состоит из гема который соединен с глобином состоит из 2х альфа и 2х бета цепей . Т.О. Нb представляет собой 4 гема и 4 полипептидные цепочки, которые попарно одинаковые. Альфа цепь входит во все типы Нb. 2 вторичная структура – спирализация, правозакрученная альфа-спираль, закручена на 80 . Спиральные участки чередуются с неспиральными. Спиральные участки обозначаются латинскими буквами, например
А, В, С. Альфа цепь представлена 7 спиральными участками, а бета 8 спиральными участками. В участке F8 альфа 87, бета 92 проксимальный гистидин, когда меняется на тирозин образуется НbО2, который не отдает кислород, не диссоциирует, не способен транспортировать кислород, не выполняет свою основную функцию. 3 Укладка спиральных полипептидных цепей в пространстве есть формирование третичной структуры. А к имеющие гидрофобные радикальные группы расположены внутри, вблизи окружения гема образуют многочисленные связи . Все это направлено на защиту гема. На поверхности расположены а к с гидрофильными группами, которые осуществляют связь с окружающей средой. Связь гема и глобина. Железо имеет валентность 2, имеет 6 координационных связей, 2 из них идут к атомам азота пиррольных колец, 5ая к азоту имидозольного кольца гистидина, 6ая соединяется с кислородом и образуется оксигемоглобин, который отдает кислород и образуется связь
с имидозольным кольцом гистидина. Часть а к вблизи окружения гема называются инвариантными – они не изменяются, замена а к невозможна, если этого не происходит развиваются аномалии. Четвертичная структура – это ассоциация 4х субъединиц Нb, которые определенным образом ориентированны в пространстве относительно друг друга. Для того чтобы Нb удерживался в форме тетрамера возникают связи между одинаковыми полипептидными цепочками
альфа1, альфа2 бета1, бета2 , а также между разными полипептидными цепочками альфа2, бета2 альфа1, бета1 . В центре Нb образуется центральная полость впадина , в которой находятся органические фосфаты – преобладает 2,3-дифосфоглицириновая кислота. По мере присоединения кислорода к молекуле гемоглобина конформация четвертичной структуры меняется, при этом альфа цепи сближаются, бета расходятся, т.о. молекула Нb как бы дышит, происходит вдох – меняется плоскость железа по отношению плоскости порфиринового кольца.
Насыщение гемоглобина кислородом зависит 1 от порциального давления кислорода в окружающей среде. 2 от концентрации органических фосфатов. 2,3-ДФГК присоединяется к гемоглобину и ведет конкурентную борьбу с кислородом за связь с гемоглобином. 2 2,3-ДФГК находится в центре впадины молекулы гемоглобина, имеет отрицательный заряд, ее присоединение возможно к положительно заряженным группам а к, которые окружают эту молекулу. 3 При закислении среды и большом количестве СО2 снижается сродство гемоглобина к кислороду. По составу гемоглобин – это многокомпонентная, гетерогенная система. Три вида гетерогенности 1 онтогенетическая созревание гетерогенность. 2 гетерогенность взрослой особи. 3 аномальная гетерогенность. 1 Онтогенетическая гетерогенность. В процессе онтогенеза происходит смена типов гемоглобина, зависит от способа снабжения тканей кислородом, связана со сменой органов кроветворения.
Источником кислорода для эмбриона явл-ся интерстициальная материнская жидкость, для плода – это плацента, для новорожденных – это легкие. Смена типов гемоглобина а эмбриональный б фетальный в гемоглобин взрослого типа. Эмбриональный гемоглобин синтезируется 2-14 недели говер I, говер II, портланд I. У взрослых появление эмбрионального гемоглобина характерно для лейкозов. HbF альфа2 гамма2, гетерогенная структура, которая включает в себя от 3 до 6 5 компонентов, которые
являются производными в процессе комплексирования с низкомолекулярными продуктами метаболизма бутатион, фосфаты . Свойства HbF 1 высокая растворимость в солевых растворах. 2 HbF является щелочнорезистентным – на этом основывается количественное определение HbF. 3 высокая скорость окисления железа гема, т.е. HbF быстро превращается в метгемоглобин. 4 высокое сродство к кислороду.
5 высокая скорость движения при электрофорезе. 6 специфический спектр поглощения в ультрафиолетовом спектре. Синтез HbF ускоряется и максимально достигает к 35 неделям. У новорожденного 75-80 HbF, новорожденный начинает дышать, в результате синтез HbF снижается, в 6 месяцев HbF 60 , в 3 года – 20 , в 7 лет до 1 , как у взрослого человека. Использование HbF для диагностики 1 при гемолитической болезни новорожденных – заменное переливание крови. 2 при рождении близнецов у первого анемия, второй здоров. 3 фетоматеринская гемотрансфузия – рождается анемичный ребенок. 2 Гетерогенность взрослой особи. Синтез HbA начинается на 8-11 неделе внутриутробного развития, но его синтез минимален. К рождении его количество достигает 20 , а далее по мере того как HbF уменьшается, HbA увеличивается. Производные гемоглобина оксигемоглобин, дезоксигемоглобин, карбаминогемоглобин,
карбоксигемоглобин, метгемоглобин, нитрозогемоглобин. Метгемоглобин – в сутки образуется 2,5 метгемоглобина, обнаруживается только 1,5 , т.к. существует метгемоглобин редуктазная система – метгемоглобин восстанавливается с помощью фермента метгемоглобинредуктазы NAD, NADФ . В восстановлении метгемоглобина принимает участие аскорбиновая кислота, глутатион. меtHbHHb O2HHbO2 При повышении метгемоглобина более чем на 10 наблюдается синюшность слизистых и кожных покровов.
Метгемоглобинэмия – наследственная причина или другая наличие аномального HbM – больному дают ударные дозы аскарбиновой кислоты – человек розовеет – понижается уровень метгемоглобина, причина в недостаточности фермента. Если аскорбиновая не привела к понижению метгемоглобина, значит причина – это наличие в крови аномального HbM, у которого железо гема имеет валентность 3. У новорожденных детей количество метгемоглобина 6,22, у взрослого человека 1,08.
Карбоксигемоглобин – образуется в процессе присоединения СО к атому железа гема, нет места для присоединения О2, в результате нарушился транспорт О2 к тканям. Содержание у новорожденных 1,5 , в первые недели повышается, у взрослого человека 1,17 . Карбоксигемоглобин увеличивает гемолиз эритроцитов так же является показателем гемолиза эритроцитов, активного курения, обеднения тканей кислородом. 3 Аномальная гетерогенность лежит в основе развития гемоглобинопатий а качественные, б количественные. а качественные – связаны с нарушением первичной структуры полипептидных цепей в результате замены одной а к на другую например гистидин на тирозин . бета-глютамат валин – серповидноклеточная анемия, т.к. валин не способен образовывать альфа спираль. Дезоксигемоглобин S – образует наружные липкие концы, в результате его молекула полимеризуется.
Возможны удлинения полипептидных цепей, их слияние. Вблизи окружения гема замена одной а к приводит к выраженным заболеваниям, если на поверхности происходит замена 1ой а к, то – носительство заболевания. б количественные – изменение скорости синтеза полипептидных цепей. Уменьшение альфа – приводит к альфа-толасемии, альфа-th – гомозиготы не выживают, синтезируются гамма4Hb Barts, бетта4HbH. Уменьшение синтеза бета полипептидных цепей бета-th.
Альфа2 гамма2 увеличение HbE, альфа2 сигма2 HbA2. Диагностика 1 электрофорез, 2 исследовать всю семью.