биохимия экзамен. 1. Белки элементный и аминокислотный состав. Физиологическая роль белков. Первичная структура белков и ее информационная роль. Конформация белка этапы формирования, особенности влияния условий среды. Конформационная лабильность белков
 Скачать 6.55 Mb.
|
|
Секреторные белки. Ряд белков слюны синтезируются слюнными железами и прдеставлены муцином (две изоформы М-1, М-2), белками, богатимы пролином, иммуноглобулинами (IgA, IgG, IgM), паротином; ферментами – α-амилазой, лизоцимом, гистатинами, цистатинами, пероксидазой, лактоферином, липазой, фосфатазами и др. Они имеют разную молекулярную массу; наибольшей обладают муцины и секреторный иммуноглобулин А. Эти белки слюны на слизистой оболочке полости рта формируют пелликулу, которая обеспечивает смазку, защищает слизистую от воздействия факторов внешней среды и протеолитических ферментов, выделяемых бактериями и разрушенными полиморфоядерными лейкоцитыми, а также предотвращает ее высушивание. Муцины – высокомолекулярные белки, обладающие множеством функций. Обнаружены две изоформы этого белка, которые различаются по молекулярной массе: муцин-1 – 250кДа, муцин-2 – 1000кДа. Муцин синтезируется в поднижнечелюстных, подъязычных и малых слюнных железах. В полипептидной цепи муцина содержится большое количество серина и треонина, а всего их насчитывается около 200 на одну полипептидную цепь. Третьей, наиболее часто встречающейся аминокислотой в муцине, является пролин. К остаткам серина и треонина через О-гликозидную связь присоединены остатки N-ацетилгалактозамина, фруктозы и галактозы. Благодаря способности связывать большое количество воды муцины придают слюне вязкость, защищают поверхность от бактериального загрязнения и растворения фосфата кальция. Бактериальная защита обеспечивается совместно с иммоноглобулинами и некоторыми другими булками, присоединенными к муцину. Муцины присутствуют не только в слюне, но также в секретах бронхов и кишечника, семенной жидкости и выделениях из шейки матки, где играю роль смазки и защищают подлежащие ткани от химических и механических повреждений. Белки, богатые пролином (ББП). Они были открыты в слюне околоушных желез и составляют до 70% от общего количества всех белков в этом секрете. Исследование аминокислотного состава выявило, что 75% от общего числа аминокислот приходится на пролин, глицин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. Это семейство объединяет несколько белков, которые по свойствам делят на 3 группы: кислые ББП; основные ББП; гликолизированные ББП. ББП выполняют в полости рта несколько функций. В первую очередь, они легко адсорбируются на поверхности эмали и являются компонентами приобретенной пелликулы зуба. Кислые ББП, входящие в состав пелликулы зуба, связываются с белком статерином и препятствуют его взаимодействию с гидроксиаппатитом при кислых значениях pH. Таким образом, кислые ББП задерживают деминерализацию эмали зуба и ингибируют излишнее осаждение минералов, т.е. поддерживают постоянство количества кальция и фосфора в эмали зуба. Кислые и гликозилированные ББП также способны связывать определенные микроорганизмы и таким образом участвуют в образовании микробных колоний в зубном налете. Гликозилированные ББП участвуют в смачивании пищевого комка. Предполагают, что основные ББП играют определенную роль в связывании танинов пищи и тем самым защищают слизистую оболочку полости рта от их повреждающего действия, а также придают вязко-эластические свойства слюне. Антимикробные пептиды в смешанную слюну попадают с секретом слюнных желез из лейкоцитов и эпителия слизистой оболочки. Они представлены кателидинами; α- и β-дефензинами; кальпротектином; пептидами с высокой пропорцией специфических аминокислот (гистатины). Гистатины (белки, богатые гистидином). Из секретов околоушных и подчелюстных слюнных желез человека выделено семейство основных олиго- и полипептидов, отличающихся большим содержанием гистидина. Исследование первичной структуры гистатинов показало, что они состоят из 7-38 аминокислотных остатков и имеют большую степень сходства между собой. Установлено, что гистатин-1 участвует в образовании приобретенной пелликулы зуба и является мощным ингибитором роста кристаллов гидроксиаппатитов в слюне. Смесь очищенных гистатинов подавляет рост некоторых видов стрептококков. Кателидины – пептиды, имеющие структуру α-спирали; присутствуют в слюне, на поверхности слизистых оболочек и кожи. В мембранах грамположительных и грамотрицательных бактерий, вирусов и паразитов каталидины формируют ионные каналы или поры. В антимикробной защите также участвует белок кальпротектин – пептид, обладающий мощным противомикробным действием и попадающий в слюну из эпителиоцитов и нейтрофильных гранулоцитов. Статерины (белки, богатые тирозином). Статерины связывают ионы кальция, ингибируя его осаждение и образование гидроксиаппатитов в слюне. Также эти белки обладают способностью не только тормозить рост кристаллов, но и фазу нуклеации (образование затравки будущего кристалла). Статерины совместно с гистатинами ингибируют рост аэробных и анаэробных бактерий. Лактоферин – гликопротеин, содержащийся во многих секретах. Особенно его много в молозиве и слюне. Он связывает ионы железа бактерий и нарушает окислительно-восстановительные процессы в бактериальных клетках, оказывая тем самым бактериостатическое действие. 107.Защитные системы полости рта. Белки и электролиты десневой жидкости. ЗАЩИТНЫЕ СИСТЕМЫ ПОЛОСТИ РТА Одним из важнейших свойств слюны является ее защитная функция, постоянный ток слюны, увлажнение ее слизистой оболочки полости рта, и зубов необходимо для сохранения органов полости рта в активном состоянии и предотвращает поражения мягких и твердых тканей ротовой полости. Антибактериальное действие слюны реализуется через систему иммуноглобулинов, поступающих в ротовую полость полиморфноядерных лейкоцитов, а также некоторых ферментативных реакций. В формировании микрофлоры полости рта и создании устойчивости микроорганизма к действию патогенной микрофлоры одно из первых мест отводится иммуноглобулинам, в частности IgAs. IgAs препятствует колонизации микроорганизмов на мембране клеток слизистой оболочки полости. Возможно и то, что IgAs усиливает бактериальный фагоцитоз. Действие иммуноглобулинов, в частности IgG связано с поступлением в полость рта полиморфноядерных лейкоцитов. Установлено, что они играют важную роль в поддержании нормального состояния десны и патогенезе пародонтита. При воспалении пародонта в смешанной слюне увеличивается в десятки раз количество лейкоцитов. Усиленная миграция нейтрофильных лейкоцитов может быть вызвана действием хемотаксических факторов, таких как полисахариды бактериальных оболочек, их эндо- и экзотоксины и др. Активированные различными агентами нейтрофилы генерируют активные формы кислорода - супероксиданион, перекись водорода, гидроксильный радикал, хлорноватистую кислоту. Продукты окисления тиоцианатов подавляют гликолитические процессы в колониях некоторых стрептокков, с чем возможно связано антикариозное действие этой защитной системы. Не менее важно то, что конъюгация галогенов со слюнной и миелопероксидазой приводит к формированию противовирусной системы. Она эффективна против вирусов полиомиелита, оспы, вирусов полости рта, особенно при низких значениях рН. В лизисе бактерий в ротовой полости участвует ряд гидролаз, среди которых особое место занимают лизоцим и α-амилаза. Лизоцим гидролизуя муреин бактериальной стенки граммположительных бактерий вызывает повреждение в ней макромолекул, что в последующем приводит к гибели микроорганизма. Слюнная α-амилаза также способна гидролизовать полисахариды в бактериальной стенке некоторых гонококков и др. микроорганизмов, что позволяет рассматривать этот фермент не только с позиций переваривания углеводов пищи в полости рта. Нуклеазы слюны - РНК-аза и ДНК-аза участвуют в расщеплении нуклеиновых кислот вирусов и бактерий. Другим фактором защиты выступают секреторные специфические белки слюны, которые вовлекаются в процесс защиты зубов, что достигается путем покрытия поверхности зуба белковым слоем слюны и формированием «приобретенной пелликулы зуба». Приобретенная пелликула зуба выступает в виде ионообменника, регулирующего поступление ионов Са и Р. Она препятствует избыточному их осаждению из перенасыщенной солями слюны. Приобретенная пелликула не является постоянной защитой, т.к. жевание и атака бактериями полости создают основу прикрепления бактерий к белкам пелликулы, и формирования зубного налета. Механизмом защиты также выступает рН смешанной слюны, который регулируется неорганическими компонентами и белками слюны, а также продуктами гликолиза, количеством аммиака, образующихся вследствие действия микроорганизмов. БЕЛКИ И ЭЛЕКТРОЛИТЫ ДЕСНЕВОЙ ЖИДКОСТИ. Минеральный состав десневой жидкости несколько отличен от плазмы крови: количество Na+ и К+ в ней выше, чем в тканях десны, но значительно ниже, чем в плазме. Содержание небелкового железа в десневой жидкости при гингивите и пародонтите на порядок выше чем в слюне. При пародонтите оно достоверно выше, чем при гингивите. Кроме того, в десневой жидкости содержатся кальций, фосфор, магний, цинк, сера, хлор, фтор. Белки десневой жидкости. Белковый состав вод десны и плазмы крови одинаков. Количество протеинов составляет 60-70 г/л, показатель не меняется при развитии пародонтита и не зависит от степени тяжести воспаления и гигиены полости рта. Глобулиновая фракция десневой жидкости представлена белками-ферментами, иммуноглобулином G, компонентами системы комплемента, фибринолиза, лактоферрином. Белки десневой жидкости, помимо участия в иммунном ответе (Ig), могут способствовать соединению эпителия десневого желобка с поверхностью зуба, образуя клейкую пленку. В норме активность ферментов в десневой жидкости невелика, но она меняется при развитии воспаления в пародонте. 108.Формирование зубного налета, причины развития кариеса. В процессе формирования зубной налет проходит через три фазы: 1-ая фаза (длится в течение 1,5-3 часов после очищения зубов посредством зубной пасты). На данной стадии в ротовой полости может присутствовать до 1 млн. различных бактерий и микроорганизмов, например, стафилококков, лактобактерий, стрептококков. В течение указанного времени эти микроорганизмы активно размножаются; 2-ая фаза (длится около 3-6 часов после очищения зубов пастой). В течение указанного времени зубы покрываются тонкой пленкой налета, которая невидна невооруженным взглядом. В ротовой полости к этому времени уже насчитывается около 10 млн. микроорганизмов; 3-я фаза (5-6 дней после последнего очищения зубов пастой). По истечении такого срока в ротовой полости обитает уже несколько сотен миллиардов болезнетворных бактерий. Налет полностью сформирован и имеет отчетливые контуры. В составе образовавшегося зубного налета уже присутствуют бактерии инфекционной этиологии. Причины образования зубного налета Причиной формирования зубного налета является наличие в полости рта множества бактерий-паразитов, которые имеют способность к быстрому размножению. Приводит к образованию и размножению болезнетворных микроорганизмов следующее: 1) чрезмерное употребление продуктов питания, с высоким процентом содержания «быстрых» углеводов (сладкое). 2) Такие напитки как кофе и черный чай тоже содержат немало указанных углеводов, ко всему прочему, они еще и оставляют на поверхности зубов, возле края десен, осадок темного цвета. Это способствует образованию микроорганизмов в полости рта и, как следствие, ускоренному наступлению 1-ой фазы формирования налета. 3) Особенно негативным образом влияет на образование налета курение табака. Никотиновые смолы оставляют на поверхности зубов коричневый налет, что влечет за собой образование большого количества бактерий. Кроме того, никотин имеет способность к разрушению дентина, что приводит к потемнению зубной эмали на несколько тонов. 4) Нерегулярное проведение гигиены зубов и полости рта также приводит к более быстрому формированию мягкого зубного налета. Затем этот налет минерализуется и превращается в зубной камень. Причины развития кариеса В полости рта присутствуют кариесогенные микроорганизмы, которые при наличии в полости рта углеводов (которые содержатся в пищевых остатках, остающихся в полости рта после еды) начинают перерабатывать эти углеводы в органические кислоты. При воздействии такой кислоты на какой-либо участок поверхности зуба происходит разрушение сначала поверхностного слоя эмали, а потом и образование кариозной полости. Бактерии вызывающие кариес – это прежде всего «Streptococcus mutans», и в некоторой степени «Streptococcus sanguis» и Актиномицеты. Т.е. главная причина кариеса – это неудовлетворительная гигиена полости рта. Скопления мягкого микробного зубного налета, твердого зубного камня и пищевых остатков при плохой гигиене Дополнительные факторы, способствующие развитию кариеса – Наличие скученности зубов -это способствует застреванию пищи между зубами, а также усложняет процесс гигиены полости рта. Низкая скорость и количество секреции слюны – слюноотделение способствует в некоторой степени смыванию пищевых остатков с зубов после еды. Нейтральный показатель кислотности слюны Нарушение режима питания – чрезмерное употребления в пищу углеводов (сахарозы, глюкозы, фруктозы, лактозы и крахмала). Рецидив кариеса под пломбой Низкий уровень фторидов 109.Формирование зубного камня (наддесневой, поддесневой). Влияние поддесневого камня на развитие воспаления тканей пародонта. Зубной камень: его состав и образование Пелликула– это тонкая пленка из белков слюны, которая крепится к поверхности зубов. На зубах она держится несколько дней, на протяжении которых ее заселяют грамположительные кокки, грамотрицательные анаэробы, грамположительные и грамотрицательные палочки - очень вредные бактерии. Затем, спустя неделю, после того, как образовалась эта пленка и как она начала впитывать в себя эти микробы, на протяжении двух недель в нее заселяются фузобактерии и Prevotella intermedia. Если от мягкого зубного налета (зубной бляшки) не избавляться вовремя, он превратится в твердый зубной камень, избавиться от которого будет значительно сложнее. Консистенция зубного налета является мягкой, цвет белым. Для формирования зубного камня необходимы минеральные отложения коричневого цвета всех оттенков - кальция, магния, фосфора и других веществ из слюны, пищи. Зубной камень образовывается из-за неправильного ухода за полостью рта, из-за повышенного слюноотделения, несбалансированного питания, наличия различных заболеваний желудка и кишечника, из-за лекарственных препаратов. На то, чтобы зубной налет преобразовался в зубной камень ему необходимо примерно 12 дней. Разновидности зубного камня Зубной камень бывает наддесневым и поддесневым. В образовании поддесневого налета участвуют бактерии, которые живут под десневым краем. В формировании наддесневого налета принимают участие бактерии, которые располагаются в наддесневой части поверхности зубов. На распространение наддесневого налёта влияет жизнедеятельность бактерий за счет того, что в них попадают углеводы, глюкоза, молочная кислота и другие вещества. Для создания благоприятной среды поддесневому налёту необходимы пептиды и аминокислоты. При воспалении десны, она наполняется дополнительным объёмом жидкости в десневой борозде, в результате бактерии из такого налета начинают размножаться, чему способствуют и условия аэробного типа. А вот для развития бактерий наддесневого налета нужна среда, где уровень кислорода является очень низким. Наддесневой камень обладает желтым или коричневым цветом, и он располагается в тех местах, где много слюны и образовывается он, когда у пациента неудовлетворительная гигиена полости рта. Данный налет можно увидеть невооруженным взором. Его местом расположения обычно является язычная поверхность нижних резцов, также он обитает на щёчной поверхности верхних моляров. Если развивается обширный матрикс на нескольких зубах, которые расположены рядом, то такой налет называется каменным мостом, образование которое является следствием рецессии десны и поражение периодонта. Образование каменных мостов является следствием увеличения размеров наддесневого камня, который расширяется на область нескольких зубов. Поддесневой камень – это негладкие отложения, которое находится ниже уровня пародонта. Для его выявления и постановки диагноза используется обычно зонд. Цвет у поддесневого камня может быть коричневым, черным или зеленым. Поддесневой камень является причиной распространения воспаления по всем тканям, которые окружают зуб. Это причина возникновения пародонтита. Последствия Провоцирует отслоение тканей десны от поверхности корня и шейки зуба. Это приводит к развитию воспалительных процессов, а также травмированию тканей десен и, как следствие, образованию патологической полости, которую называют зубо-десневым карманом. Несвоевременно удаленные поддесневые зубные камни несут в себе опасность, которая может проявиться в развитии: • прикорневого кариеса; • пародонтита; • гнойных нарывов на поверхности слизистой рта. Также могут наступить последствия, которые являются угрозой не только здоровью, но и жизни. Это может быть развитие: • миокардита либо перикардита; • сепсиса; • ревматоидного артрита; • гломерулонефрита. 110.Использование слюны в целях диагностики. Антигенспецифические гликопротеины слюны и их использование в криминалистике. Слюна может иметь больше преимуществ в качестве жидкости, исследуемой для диагностики различных заболеваний, по сравнению с другими жидкостями организма. В ней содержится множество компонентов плазмы крови, а ее анализ является простым, неинвазивным и доступным. Кроме того, анализ слюны может свести к минимуму риск распространения заболеваний, таких как ВИЧ- инфекция или гепатит С. Определение гормонов в слюне. Анализ образцов из полости рта для определения кортизола, эстриола, эстрогена, тестостерона не только является коммерчески более доступным, но и обеспечивает точное обнаружение этих гормонов. Уровень стероидных гормонов достоверно определяется в слюне, а титрование отражает его уровень в плазме крови, однако эти показатели не очень точно коррелируют между собой. Данный факт свидетельствует о необходимости качественного сравнения количественного анализа биомаркеров, а для получения количественного результата, например при анализе уровня глюкозы или DHEA-S, необходимо определять соотношение слюна/плазма. Биомаркеры слюны для диагностики инфекционных заболеваний. Многие молекулы, полученные из слюны или десневой жидкости, используются в качестве диагностических биомаркеров заболеваний полости рта, включая состояния, вызванные грибами (Candida), вирусами папилломы человека (ВПЧ), вирус Эпштейна-Барр (ВЭБ), цитомегаловирусом (ЦМВ) и бактериями (несколько видов, участвующих в заболеваниях пародонта и кариесе). Диагноз орального кандидоза основывается на наличии культуры возбудителя в пробирке или идентификации путем визуализации под микроскопом. Анализ слюны для экспертизы ДНК. Наиболее широко используемый вид образца из полости рта - это мазок, при исследовании которого можно получить дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) образца. Это используется многие годы в судебно-медицинских исследованиях, а в последнее время – для анализа одиночных нуклеотидных полиморфизмов мутаций, связанных со специфическими заболеваниями. За счет выделения ДНК из слюны возможно типирование АВО (системы генов, определяющих группу крови). Образец ДНК может быть взят из различных областей в/на теле человека, а проба слюны удобна для использования. Криминалистическое исследование следов слюны. Следы слюны. Объектами судебно-медицинской экспертизы являются в большинстве случаев окурки папирос и сигарет, найденные на месте происшествия. Возможно обнаружение слюны на посуде, используемой для питься и др. Особое криминалистическое значение приобрело исследование слюны после обнаружения в ней групповых антигенов. Это позволило ставить перед экспертизой вопрос о возможности принадлежности слюны определенному лицу. Для доказательства наличия слюны в пятнах применяют методики, основанные на выявлении амилазы (итналина), которая содержится в слюне в значительно больших количествах, чем в других биологических объектах. Пятна слюны на вещественных доказательствах обычно имеют беловатый или желтоватый цвет. На некоторых объектах при освещении их ультрафиолетовым облучением и видимым синим светом следы слюны флюоресцируют беловатым или голубоватым светом. Это явление можно использовать в качестве предварительной пробы, так как тогда слюна не флюоресцирует, особенно при наличии в ней загрязнений и примесей, например крови. Установление наличия слюны в пятнах основано на выявлении содержащегося в ней фермента амилазы (птиалина), который может входить в состав и других выделений человека. Групповую принадлежность слюны по системе АВО выявляют теми же методами, что и при исследовании крови. Определение половой принадлежности слюны проводится по клеткам эпителия слизистой оболочки ротовой полости. 111.Ось гипоталамус-гипофиз-гонады. Мужские половые гормоны. Применениеанаболиков в спорте. Ось гипоталамус-гипофиз-гонады. Регуляторная ось гипоталамус – гипофиз – гонады является сложной иерархической структурой эндокринной системы, призванной поддерживать гормональный гомеостаз в сфере половых гормонов. Гипоталамус в импульсном режиме с частотой 1 раз в 90 минут секретирует гонадотропный релизинг-гормон (ГнРГ). Посредством его гипоталамус управляет гипофизом в части, касающейся выработки половых тропинов – ФСГ и ЛГ. Нужно отметить, что полярность воздействия ГнРГ зависит от того, в каком режиме он секретируется. В норме секреция носит импульсный характер с заданной амплитудой и частотой, данный сигнал воспринимается гипофизом как стимуляция. При изменениях частоты и амплитуды секреции ГнРГ как в большую, так и в меньшую сторону, может происходить снижение гонадотропной активности гипофиза. Под влиянием ГнРГ гипофиз секретирует в кровь фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны, от концентрации которых напрямую зависит гормональная продукция в яичниках и яичках, а также деление и созревание половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида соответственно). Выработка эстрадиола фолликулярными клетками в яичниках находится под контролем ФСГ, а тестостерона яичками (клетки Лейдига) – ЛГ. Существует обратная связь между центральными отделами регуляции и «периферией». По мере нарастания концентрации половых гормонов в крови меняется ритм секреции ГнРГ и чувствительность гипофиза к нему, в результате чего продукция гипофизарных тропинов меняется. Концентрация гонадотропина, ответственного за секрецию половых стероидов, понижается. Уровень тропина, контролирующего деление гамет, возрастает. Отрицательная обратная связь реализуется также за счет ингибина, вырабатываемого половыми железами. Его концентрация нарастает параллельно концентрациям половых стероидов. Мужские половые гормоны. Мужские гормоны: на 95% тестостерон синтезируется в клетках Лейдига семенников и на 5% в периферических тканях при метаболизме андрогенов, образованных в сетчатой и пучковой зонах надпочечников. Механизм действия: Цитозольный. Регуляция: Синтез тестостерона усиливается в клетках Лейдига при помощи ЛГ. Мишени и эффекты Тестостерон вызывает задержку азота, активирует синтез белков, РНК, ДНК, липидов, полисахаридов, то есть всего, что позволяет увеличить массу тканей. • совместно с СТГ (Соматотропный гормон) ускоряет рост кости • стимулирует сальные железы, что повышает жирность кожи и вызывает возникновение угрей. Может наблюдаться у подростков обоего пола и у женщин в менопаузе. • увеличивает общую пигментацию, снижение тембра голоса • определяет распределение жира • обусловливает рост мышц • увеличивает сперматогенез и развитие предстательной железы • усиливает продукцию эритроцитов. Анаболические стероиды – синтетические вещества, близкие по структуре к андрогенам, обладающие высокой анаболической и низкой андрогенной активностью. Действие анаболических стероидов проявляется в нарастании мышечной массы, ускорении роста, отложении фосфорно-кальциевых солей в костях. Эти соединения стимулируют синтез структурных белков и ферментов, активируют процессы тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, способствуют накоплению энергии. Анаболики повышают содержание белка в плазме, стимулируют эритропоэз. Спортсмены используют анаболические стероиды для улучшения спортивных результатов, для быстрого наращивания мышечной массы (культуристы). Длительное применение анаболических стероидов может вызвать поражение печени, опухоли и проблемы с половой функцией. |