Биохимия. бх 32. 1. Нервная и гуморальная регуляция как единая система регуляции обмена веществ. Гормоны первичные посредники в передаче информации
 Скачать 1.35 Mb.
|
|
1. Нервная и гуморальная регуляция как единая система регуляции обмена веществ. Гормоны – первичные посредники в передаче информации. ГОРМОНЫ - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированнных клетках эндокринной системы и через циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие. Для нормального функционирования многоклеточного организма необходима взаимосвязь между отдельными клетками, тканями и органами. Эту взаимосвязь осуществляют: нервная система через нервные импульсы и нейромедиаторы; эндокринная система через эндокринные железы и гормоны паракринная и аутокринная системы иммунная система через специфические белки (антитела). Эндокринная система обеспечивает регуляцию и интеграцию метаболизма в разных тканях в ответ на изменения условий внешней и внутренней среды. Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию об этих изменениях в различные органы и ткани. Ответная реакция клетки на действие гормона определяется как химическим строением гормона, так и типом клетки, на которую направлено его действие. Гормоны присутствуют в крови в очень низкой концентрации, и их действие обычно кратковременно. Системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют три иерархических уровня: Первый уровень - центральная нервная система. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса, который в синапсе вызывает освобождение медиатора. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках через внутриклеточные механизмы регуляции. Второй уровень - эндокринная система - включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, а также специализированные клетки некоторых органов и тканей (ЖКТ, адипоциты), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула. Третий уровень - внутриклеточный - составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути 2  . Регуляция синтеза и секреции гормонов по принципу обратной связи.Поддержание уровня гормонов в организме обеспечивает механизм отрицательной обратной связи. Изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гормонов, действуя либо на эндокринные железы, либо на гипоталамус. 3. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов. Строение рецепторов цитоплазматической мембраны (связанных с G-белками, с собственной ферментативной активностью). Рецепторы, локализованные в цитоплазме. Рецепторы сопряженные с ионными каналами. Регуляция работы рецепторного аппарата. Клетки-мишени - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Механизмы действия сигнальных молекул:: 1. Мембранный – рецептор расположен на мембране (3 вида) 2. Цитозольный – рецептор расположен в цитозоле. Виды мембраносвязанных рецепторов 1  . Рецепторы, обладающие ферментативной активностью – при взаимодействии лиганда с рецептором активируется внутриклеточная часть (домен) рецептора, имеющий каталитическую активность (инсулин)2. Каналообразующие рецепторы – присоединение лиганда к рецептору вызывает открытие ионного канала на мембране (ацетилхолин - Na + -каналы, глицин и ГАМК - Cl¯-каналы) 3. Рецепторы, связанные с G-белками – передача сигнала от гормона происходит при посредстве особого G-белка. G-белок влияет на ферменты, образующие вторичные мессенджеры (цАМФ, ФИФ2, ДАГ), которые уже передают сигнал на внутриклеточные белки. К третьему виду относятся аденилатциклазный и кальций-фосфолипидный механизмы. ЦИТОЗОЛЬНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ  По цитозольному механизму действуют стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы. Они попадают в клетки путем простой диффузии и связываются с рецепторами цитоплазмы. Комплекс проникает в ядро, где связывается с ядерным рецептором. В результате гормон приобретает сродство к ДНК. Связываясь с гормон-чувствительным элементом в ДНК, гормон влияет на транскрипцию определенных генов и изменяет концентрацию РНК в клетке и соответственно количество определенных белков в клетке.Регуляция работы рецепторов • Регуляция путём фосфорилирования-дефосфорилирования • Понижающая (down) регуляция 4  . Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки: G белки, циклические АМФ и ГМФ как вторичные посредники. Протеинкиназа А и протеинкиназа G.G-белки - посредники при передаче сигналов от рецепторов к ферментам клеточной мембраны. G-белки - олигомеры, состоящие из α, β и γ-субъединиц. Циклический АМФ (циклоАМФ, цАМФ) образуется в клетке, когда действуют гормоны гипофиза (ТТГ, ЛГ, МСГ, ФСГ. АКТГ). Механизм наработки цАМФ связан с активацией фермента аденилатциклазы и называется аденилатциклазный механизм. Гуанилатциклазный механизм передачи сигнала схож с аденилатциклазным: лиганд взаимодействует непосредственно с ферментом– гуанилатциклазой, которая нарабатывает цГМФ (вторичный мессенджер). цГМФ воздействует на протеинкиназу G, которая фосфорилирует белки, влияющие на метаболизм клетки. 5. Инозитолфосфатный механизм внутриклеточной коммуникации. Инозитолтрифосфаты, диацилглицерол и ионы кальция – вторичные посредники в передаче сигнала. Кальмодулин. Протеинкиназа С и кальмодулин-зависимые протеинкиназы И  нозитолтрифосфат и диацилглицерол –вторичные мессенджеры (посредники). Принцип этого механизма совпадает с аденилатциклазной системой, но вместо аденилатциклазы ферментом служит фосфолипаза С. Она расщепляет фосфатидилинозитолдифосфат до двух вторичных мессенджеров инозитолтрифосфата и диацилглицерола.6. Механизм действия стероидных гормонов. Ядерные рецепторы гормонов. М еханизм действия стероидных гормонов гормон переносится транспортными белком плазмы крови к тканям; отделяется от транспортера и проходит через плазматическую мембрану в клетку; взаимодействет с цитозольным рецептором, в комплексе с ним проникает в ядро; связывается с ядерным рецептором, образуя тройной комплекс; тройной комплекс связывается с гормон чувствительным элементом ДНК и влияет на транскрипцию определенных РНК. Ядерные рецепторы к стероидным гормонам представляют собой лиганд-индуцируемые факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию генов-мишеней. Рецепторы 1-го типа (стероидные). Они не могут связываться с ДНК в отсутствие лиганда и не могут функционировать Рецепторы 2-го типа. В отсутствие лиганда эти рецепторы способны связываться с ДНК. 7. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям. Номенклатура гормонов. Классификация гормонов по химической природе • Белки (тиреотропный гормон, инсулин, адренокортикотропный гормон) • Пептиды (окситоцин, вазопрессин) • Производные аминокислот (катехоламины, гормоны щитовидной железы) • Гормоны липидной природы (глюкокортикоиды, минералокортикоиды, половые гормоны) Классификация гормонов по физиологическому эффекту • Регулирующие катаболизм различных органических соединений (адреналин, инсулин) • Регулирующие рост и дифференцировку (инсулин,факторы роста, тироксин) • Регулирующие репродуктивную функцию (женские и мужские половые гормоны) • Регулирующие водно-солевой обмен (альдостерон) • Регулирующие фосфорно-кальциевый обмен (паратгормон, кальцитонин, кальцитриол) • Тропные гормоны Номенклатура гормонов Химические наименования многих гормонов точно отражают их химическую структуру и очень громоздкие. Поэтому чаще применяются тривиальные названия гормонов. Принятая номенклатура указывает на источник гормона (например, инсулин) или отражает его функцию (например, пролактин) 8. Гормоны гипоталамуса. Химическая природа. Биологическая роль. Гипоталамус служит местом взаимодействия высших отделов ЦНС и эндокринной системы. Выделены первые гуморальные факторы, оказавшиеся гормональными веществами с чрезвычайно высокой биологической активностью. Эти вещества получили наименование рилизинг-факторов или либеринов. Вещества с противоположным действием стали называть ингибирующими факторами, или статинами. По химическому строению гормоны гипоталамуса - низкомолекулярными пептидами. Либерины. Кортиколиберин – (стимулирует секрецию АКТГ и β-эндорфина). Гонадолиберин – (стимулирует высвобождение ЛГ и ФСГ). Тиролиберин – (тимулирует секрецию тиреотропного гормона и пролактина). Фоллилиберин – (стимулирует высвобождение фолликулостимулирующего гормона). Соматолиберин – (повышает синтез и секрецию гормона роста). Пролактолиберин – (стимулирует секрецию лактотропного гормона). Меланолиберин – (стимулирующее действие на синтез меланотропного гормона). Статины. Соматостатин – (ингибирует секрецию тиреотропного гормона,пролактина, АКТГ и соматотропного гормона из гипофиза. Образуется в островках поджелудочной железы и контролирует высвобождение глюкагона и инсулина, гормонов желудочно-кишечного тракта). Пролактостатин – (снижает синтез и секрецию лактотропного гормона). Меланостатин – (ингибирует синтез и секрецию меланотропина). 9. Гормоны гипофиза. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции. По химическому строению гормоны гипофиза являются пептидами или гликопротеинами.
10. Гормоны щитовидной железы. Химическая природа. Биологическая роль. Изменение метаболизма при гипо- и гиперфункции. Причины и проявления эндемического зоба. Химическая природа - йодированные остатки тирозина.
Гипофункция щитовидной железы может развиться у людей проживающих в местностях, где в воде и почве отмечается недостаток йода. Это так называемый эндемический зоб. Щитовидная железа при этом заболевании увеличена (зоб), возрастает количество фолликулов, однако из-за недостатка йода гормонов o6разуется мало, что приводит к соответствующим нарушениям в организме, проявляющимся в виде гипотиреоза. 11.Гормоны паращитовидных желез. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперпаратиреозе. Химическая природа - пептиды
12. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола (витамина D3). Причины и проявления рахита. Кальцитриол синтезируется из холестерола. Действие направлено на повышение кальция в крови.   Механизм действия кальцитриола. Кальцитриол оказывает воздействие на тонкий кишечник, почки и кости. Кальцитриол связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени. Образуется комплекс гормон-рецептор, который взаимодействует с хроматином и индуцирует транскрипцию структурных генов, в результате чего синтезируются белки, опосредующие действие кальцитриола. Рахит -заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Нарушение минерализации кости - следствие дефицита кальция. Рахит может быть обусловлен следующими причинами: недостатком витамина D 3 в пищевом рационе, нарушением всасывания витамина D 3 в тонком кишечнике, снижением синтеза. При рахите поражаются кости черепа; грудная клетка вместе с грудиной выступает вперёд; деформируются кости и суставы рук и ног; увеличивается и выпячивается живот; задерживается моторное развитие. 13. Гормоны коры надпочечников: глюкокортикоиды и минералокортикоиды. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперкортицизме. Химическая природа - стероидные гормоны
14. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина. Система ренин-ангиотензин и вазопрессин. Ангиотензин-превращающий фермент. Биохимические механизмы возникновения гипертонии, отеков, дегидратации. Важнейшие параметры вводно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей. Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водно-солевого баланса: антидиуретический гормон (АДГ), альдостерон. А  нтидиуретический гормон Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком. Альдостерон - наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола.  Ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается (дегидратация) . Ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает сосудосуживающее действие и повышает АД (гипертония). Избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na + в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками (отеки). 15. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Их синтез, химическая природа и биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции. Мозговой слой надпочечников вырабатывает вещества, относящиеся к катехоламинам. Основные гормоны — адреналин и норадреналин  Физиологическое действие: 1). Адреналин стимулирует деятельность сердца, суживает сосуды 2). расслабляет мышцы бронхов, тормозит перистальтику и секрецию кишечника 3). усиливает расщепление гликогена, в результате чего повышается содержание глюкозы в плазме крови. Действие норадреналина антогонистично Гипер - при опухоли надпочечников. К основным ее проявлениям относятся: повышения АД, приступы тахикардии, одышка. Гипо - Редко, не отмечается даже при полном разрушении мозгового слоя, т. к. его отсутствие компенсируется усиленным выделением гормонов других органов 16 Гормоны поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта. Строение синтез и секреция инсулина. Биологические функции и механизм действия инсулина. Строение и биологическая роль глюкагона. Инсулин - полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В - 30 аминокислотных остатков. Обе цепи соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Биосинтез в бета-клетках.  Физиологическое действие гормона: 1). снижает содержание глюкозы в крови 2). усиливает поглощение клетками аминокислот и транспорт в клетку ионов калия 3). подавляет гидролиз белков и липолиз Глюкагон - одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. Биосинтез глюкагона происходит в α-клетках Физиологическое действие гормона: 1). Усиливает распад гликогена в печени и повышает уровень глюкозы в плазме крови. 2). Способствует мобилизации жира из жировых депо. 17. Регуляция обмена основных энергоносителей. Изменения метаболизма в абсорбтивный и постабсорбтивный периоды. Изменения гормонального статуса и метаболизма при голодании. Основными энергоносителями являются глюкоза, жиры. Абсорбтивный период - период пищеварения (углеводы 2 часа, жиры до 6 часов)  Постабсорбтивный период - создание запасов в виде гликогена и триглицеридов.  Изменения обмена веществ при голодании Голодание может быть неполным (недоедание) и полным. Главные патологические проявления неполного голодания связаны с белковой недостаточностью. Полное голодание представляет собой экстремальное нарушение режима питания. Его причинами могут быть катастрофы, стихийные бедствия, психические заболевания, сопровождающиеся отказом от еды, заболевания желудочно-кишечного тракта. В отсутствие пищи в крови уменьшаются концентрации глюкозы, аминокислот, триглицеридов, а также уменьшается соотношение инсулин/глюкагон. При этом на фоне общего уменьшения скорости обмена веществ преобладают катаболизм гликогена, жиров и белков. 18. Изменения гормонального статуса и метаболизма при сахарном диабете.  19. Мужские и женские половые гормоны. Химическая природа. Биологическая роль. Химическая природа - стероидные гормоны
20. Эйкозаноиды. Их синтез. Химическая природа. Биологическая роль. Эйкозаноиды - это общая группа физиологически и фармакологически активных соединений, оказывающая эффекты как "гормоны местного действия". К эйкозаноидам относят окисленные производные эйкозановых кислот: эйкозотриеновой (С20:3), арахидоновой (С20:4), тимнодоновой (С20:5) жирных кислот. Активность эйкозаноидов значительно разнится от числа двойных связей в молекуле, которое зависит от строения исходной жирной кислоты. Синтез  Выделяют три основные группы эйкозаноидов: простагландины , лейкотриены , тромбоксаны . Простагландины - изменение тонуса гладких мышц бронхов, мочеполовой и сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, влияют на температуру тела. Выделяются в ответ на боль, воспаление и лихорадку Тромбоксаны стимулируют агрегацию тромбоцитов и вызывают сужение сосудов. Лейкотриены - стимулируют подвижность, хемотаксис и миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, активируют реакции воспаления., вызывают сокращение мускулатуры бронхов 21. Гормоны местного действия. Гистамин. Серотонин. Синтез. Химическая природа. Биологическая роль. Гормоны местного действия (гистамин и серотонин) - биогенные амины, нейромедиаторы стимулирует секрецию желудочного сока, слюны. Повышает проницаемость капилляров,вызывает отеки, снижает АД Сокращает гладкую мускулатуру легких,вызывает удушье Участвует в формировании воспалительной и аллергическойреакциях Является нейромедиатором и медиатором боли.  Серотонин является нейромедиатором. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, сужает сосуды гладкоймускулатуры, регулирует АД. Образует гормон – мелатонин, который регулирует суточные и сезонные изменения метаболизма и репродуктивные функции  22. Особенности развития, строения и метаболизма эритроцитов. Эритроциты - высокоспециализированные клетки, которые переносят кислород от лёгких к тканям и диоксид углерода, образующийся при метаболизме, из тканей к альвеолам лёгких. Транспорт О 2 и СО 2 в этих клетках осуществляет гемоглобин. Эритроциты - единственные клетки, доторые имеют только клеточную мембрану и цитоплазму. Дифференцировка стволовых клеток в специализированные происходит в клетках костного мозга и заканчивается в кровотоке.  Строение эритроцитов. Двояковогнутая форма эритроцитов имеет большую площадь поверхности. Это облегчает газообмен между клеткой и внеклеточной средой. Кроме того, такая форма, а также особенности строения мембраны и цитоскелета обеспечивают большую пластичность эритроцитов при прохождении ими мелких капилляров. Около 60% массы мембранных белков приходится на спектрин, гликофорин, Интегральный белок полосы 3. Интегральный белок полосы 3 - белок-переносчик ионов С1- и НСО3- через плазматическую мембрану эритроцитов по механизму пассивного антипорта. Мембранный фермент Nа+, К+-АТФ-аза обеспечивает поддержание градиента концентраций Na+ и К+ по обе стороны мембраны. Са2+-АТФ-аза - ещё один мембранный фермент, осуществляющий выведение из эритроцитов ионов кальция и поддерживающий градиент концентрации этого иона по обе стороны мембраны. Метаболизм глюкозы в эритроцитах. Эритроциты лишены митохондрий, поэтому в качестве энергетического материала они могут использовать только глюкозу. Глюкоза поступает в эритроциты путём облегчённой диффузии с помощью ГЛЮТ-2. Около 90% поступающей глюкозы используется в анаэробном гликолизе, а остальные 10% - в пентозофосфатном пути. Конечный продукт анаэробного гликолиза лактат выходит в плазму крови и используется в других клетках. АТФ обеспечивает работу Nа + , К + -АТФ-азы и поддержание самого гликолиза. Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками - присутствие в них фермента бисфосфоглицератмутазы. Бисфосфоглицератмутаза катализирует образование 2,3-бисфосфоглицерата из 1,3-бисфосфоглицерата. Образующийся только в эритроцитах 2,3-бисфосфоглицерат служит важным аллостерическим регулятором связывания кислорода гемоглобином. 23. Образование и обезвреживание активных форм кислорода в эритроцитах. Основная функция эритроцитов - транспорт кислорода от лёгких к тканям и СО2 в обратном направлении. Благодаря высоким концентрациям кислорода и постоянно протекающим процессам оксигенации - деоксигенации гемоглобина, в этих клетках с высокой скоростью идут процессы образования свободных радикалов: Н2О2, ОН-. Кроме того, в эритроцитах в результате аутокаталитических реакций образуются перекиси и гидроперекиси липидов. Основное количество О2- в эритроцитах образуется при аутоокислении гемоглобина в метгемоглобин. Это пример генерации супероксидного радикала, связанной с неферментативным окислением субстрата: Hb + O2 Hb→O2 MetHb + O2- Большую роль в защите клетки от свободных радикалов играют ферментативные антиоксиданты. Эритроциты содержат высокоактивную супероксиддисмутазу, которая осуществляет дисмутацию двух O2- с образованием перекиси водорода Образовавшаяся перекись водорода, являющаяся сильнейшим окислителем, частично нейтрализуется неферментативным путём при непосредственном участии аскорбата или других антиоксидантов (-токоферол, глутатион восстановленный). Основное количество Н2О2 расщепляется в реакциях, катализируемых каталазой и глутатионпероксидазой Важную роль в антиоксидантной системе эритроцитов играют легкоокисляющиеся пептиды, содержащие аминокислоты с SH-группой: метионин, цистеин. Особое место занимает глутатион - трипептид, образованный цистеином, глутаматом, глицином. В организме он присутствует в окисленной и восстановленной форме (GSH). Основной антиоксидантный эффект глутатион оказывает, участвуя в работе ферментативных антиоксидантов. Глутатион является ингибитором активированных кислородных радикалов и стабилизатором мембран. Это связано с тем, что SH- содержащие соединения подвергаются окислению в первую очередь, что предохраняет от окисления другие функциональные группы. 24. Транспорт кислорода и диоксида углерода. Кровь осуществляет дыхательную функцию прежде всего благодаря наличию в ней гемоглобина. Физиологическая функция гемоглобина как переносчика кислорода основана на способности обратимо связывать кислород. Поэтому в легочных капиллярах происходит насыщение крови кислородом, а в тканевых капиллярах, где парциальное давление кислорода резко снижено, осуществляется отдача кислорода тканям. Углекислый газ транспортируется следующими путями: Растворенный в плазме крови - около 25 мл / л. Связанный с гемоглобином (карбгемоглобин) - 45 мл / л. В виде солей угольной кислоты - букарбонаты калия и натрия в плазме крови - 510 мл / л. В эритроцитах содержится фермент карбоангидраза (КГ), который катализирует взаимодействие углекислого газа с водой с образованием угольной кислоты, распадается с образованием бикарбонатного иона и протона. Бикарбонат внутри эритроцита взаимодействует с ионами калия. Так внутри эритроцита образуется бикарбонат калия. Но бикарбонатно ионы образуются в значительной концентрации и поэтому по градиенту концентрации (в обмен на ионы хлора) поступают в плазму крови. Так в плазме образуется бикарбонат натрия. Протон, образовавшегося при диссоциации угольной кислоты, реагирует с гемоглобином с образованием слабой кислоты ННb. В капиллярах легких эти процессы идут в обратном направлении. С ионов водорода и бикарбонатных ионов образуется угольная кислота, которая быстро распадается на углекислый газ и воду. Углекислый газ удаляется наружу. 25. Гемоглобин плода и его физиологическое значение. Полиморфные формы гемоглобинов человека. Гемоглобинопатии. Гемоглобин F — это белок-гетеротетрамер из двух α-цепей и двух γ-цепей глобина, или гемоглобин α 2 γ 2 . Этот вариант гемоглобина есть и в крови взрослого человека, но в норме он составляет менее 1 % от общего количества гемоглобина крови взрослого и определяется в 1-7 % от общего числа эритроцитов крови. Однако у плода эта форма гемоглобина является доминирующей, основной. Гемоглобин F обладает повышенным сродством к кислороду и позволяет сравнительно малому объёму крови плода выполнять кислородоснабжающие функции более эффективно. Однако гемоглобин F обладает меньшей стойкостью к разрушению и меньшей стабильностью в физиологически широком интервале pH и температур. В течение последнего триместра беременности и вскоре после рождения ребёнка гемоглобин F постепенно — в течение первых нескольких недель или месяцев жизни, параллельно увеличению объёма крови — замещается «взрослым» гемоглобином А (HbA), менее активным транспортёром кислорода, но более стойким к разрушению и более стабильным при различных значениях pH крови и температуры тела. Такое замещение происходит вследствие постепенного снижения продукции γ-цепей глобина и постепенного увеличения синтеза β-цепей созревающими эритроцитами. Повышенное сродство к кислороду HbF определяется его первичной структурой: в γ-цепях вместо лизина-143 у HbA находится серин-143, вносящий дополнительный отрицательный заряд. В связи с этим молекула HbA менее положительно заряжена и основной конкурент за связь гемоглобина с кислородом − 2,3ДФГ в меньшей степени связывается с гемоглобином, в этих условиях кислород получает приоритет и связывается с гемоглобином в большей степени Формы гемоглобина: Взрослый - в первые месяцы жизни ребенка взрослый вид гемоглобина (HbA) полностью замещает плодный (HbF) и сохраняется на протяжении всей жизни человека. Имеют разные виды гемоглобина HbA: HbA1 — 98% от всего количества гемоглобина в крови, 2 альфа и 2 бета субъединицы HbA2 — 2%, 2 альфа и 2 дельта HbA3 — в старых эритроцитах HbA1c — гликированный Оксигемоглобин — так называется соединение гемоглобина с кислородом. Обозначается — HbO2. Миоглобин — мышечная разновидность гемоглобина Дезоксигемоглобин (HbH) — это «пустой» гемоглобин Карбгемоглобин (HbCO2) — соединение гемоглобина с углекислым газом. Метгемоглобин (HbOH) — образуется при окислении Fe2+ до Fe3+ Цианметгемоглобин (HbCN) — присоединение цианидов (CN-) к метгемоглобину Карбоксигемоглобин (HbCO) — стойкое соединение с угарным газом. Гемоглобинопатия— наследственное или врождённое изменение или нарушение структуры белка гемоглобина, обычно приводящее к клинически или лабораторно наблюдаемым изменениям в его кислород-транспортирующей функции либо в строении и функции эритроцитов. Классическим примером наследственной гемоглобинопатии является серповидно-клеточная анемия, причина которой кроется в нарушении первичной структуры гемоглобина. У людей с врожденной аномалией структуры гемоглобина в полипептидной цепочке, состоящей из 146 аминокислотных остатков, в шестом положении находится валин, тогда как у здоровых людей на этом месте — глутаминовая кислота. Аномальный гемоглобин хуже транспортирует кислород, а эритроциты крови больных имеют серповидную форму. Заболевание проявляется в замедлении развития, общей слабости организма. 26. Белковые фракции крови и клинико-диагностическое значение их определения (при воспалительном процессе, циррозе печени и нефротическом синдроме). Диспротеинемии. В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 — 80 г/л. Основные белки плазмы: - альбумины – переносят гормоны, ионы, метаболиты, поддерживают онкотическое давление крови; - α- и β-глобулины – осуществляют транспорт ионов металлов и липидов; - γ-глобулины – выполняют защитные функции - фибриноген – обеспечивает свертывание крови, превращаясь под действием тромбина в фибрин; - ферменты – выполняют в тканях роль биологических катализаторов. Повышение α 1 - и α 2 -глобулиновой фракции связано с острыми и подострыми воспалительными процессами при нефротическом синдроме и патологиях печени (цирроз), т.к. сюда входит большинство белков острой фазы (С-реактивный белок, α 2 -макроглобулин, α 1 -гликопротеид, α 1 -антитрипсин, церулоплазмин, гаптоглобин). повышение белков β-глобулиновой фракции - гиперлипопротеинемия Фракция γ‑глобулинов увеличивается при патологических состояниях, связанных с хроническими воспалительными процессами, т.к. содержит иммуноглобулины G, A и M. Гипопротеинемия- снижение общего содержания белков в плазме крови. Она может встречаться при белковом голодании, заболеваниях желудочно–кишечного тракта, печени, почек. Диспротеинемия- изменение соотношения отдельных фракций белков (в норме альбумин-глобулиновый коэффициент равен 1,5:1,9). Парапротеинемия - появление в плазме патологических белков, таких как фетопротеин (эмбриональный белок). 27. Энзимодиагностика: механизмы изменения уровня активности ферментов в крови; Энзимодиагностика при инфаркте миокарда и заболеваниях печени. Одним из направлений медицинской энзимологии является энзимодиагностика – исследование ферментов в биологических средах организма с диагностической целью. Измерение активности ферментов играет важную роль в диагностике и лечении целого ряда заболеваний. Изменение концентрации фермента является скорее следствием, чем причиной патологического процесса. Ферменты плазмы крови можно разделить на 2 группы. Первая группа ферментов активно секретируется в плазму крови определёнными органами. Ко второй относят большую группу ферментов, высвобождающихся из клеток во время их нормального функционирования. При многих заболеваниях происходит повреждение клеток, и ферменты высвобождаются в кровь. К причинам, вызывающим высвобождение внутриклеточного содержимого в кровь, относят нарушение проницаемости мембраны клеток или нарушение целостности клеток. Используют для диагностики заболеваний сердца, печени, скелетной мускулатуры. появление в плазме крови ферментов, имеющих только цитозольную локализацию, свидетельствует о воспалительном процессе; при обнаружении митохондриальных или ядерных ферментов можно говорить о более глубоких повреждениях клетки, например о некрозе. Однако повышение концентрации ферментов не всегда связано с повреждением тканей. При избыточной клеточной пролиферации, например при онкологических процессах, при повышенной скорости синтеза некоторых ферментов в клетках. Например: лактатдегидрогеназа (ЛДГ) состоит их 4 субъединиц 2х типов: субъединица Н, выделенная из сердечной мышцы (heart – сердце), субъединица М, выделенная из скелетных мышц (musculus – мышца). Известно 5 изоферментов ЛДГ: ЛДГ1:(Н4), ЛДГ2:(Н3М), ЛДГ3:(Н2М2), ЛДГ4:(НМ3), ЛДГ5: (М4) ЛДГ1 в сердечной мышце и мозге, а ЛДГ5 – в скелетных мышцах и печени. Остальные в других органах. Появление ЛДГ в крови свидетельствует о повреждении органов. Повышение активности фракции ЛДГ1 в крови наблюдается при инфаркте миокарда, а повышение активности ЛДГ5 в крови наблюдается при гепатитах и повреждении скелетных мышц. Креатинкиназа - фермент в цитоплазме и митохондриях миокарда, скелетной мускулатуры и ткани мозга Фермент является гетерогенным белком, состоящим из 2‑х типов субъединиц — В (англ. brain ) и М (англ. muscle ). В связи с этим выделяют три изофермента: ММ (в скелетной мускулатуре и миокарде), ВВ (в мозге и гладких мышцах) и МВ (в сердечной мышце). Наиболее широкое применение исследование активности КФК нашло при диагностике инфаркта миокарда: активность фермента возрастает уже через 2‑3 часа после поражения миокарда и через 14‑30 часов достигает максимума, нормализация показателей наступает обычно на вторые-третьи сутки после приступа. |