Биохимия и ее задачи

• Название: Биохимия и ее задачи
• Дата: 24.09.2021
• Размер: 1.3 Mb.
• Имя файла: biokhimia_shpora.doc
• Тип: Документы; #236548
• страница: 26 из 28

Минеральный обмен

Натрий – это основной внеклеточный ион. На уровень Na⁺ в крови влияют минералокортикоиды (альдостерон задерживает натрий в почках). Уровень натрия увеличивается за счет гемоконцентрации, т.е. сгущения крови. Также увеличивается при избытке NaCl в пище.

Снижается уровень натрия при длительной рвоте (потеря бикарбонатов), длительных поносах (например, при холере) и при увеличении содержания воды в крови.

Калий – это главный внутриклеточный ион. Увеличивается его концентрация при задержке натрия в организме (например, при гиперсекреции альдостерона), при избытке в пище калийсодержащих продуктов (например, бананов), при нарушениях функций почек.

Снижается уровень калия при его недостатке в продуктах питания и при синдроме гемоделлюции. Снижение уровня калия ведет к нарушению сердечного ритма.

Кальций в норме 2,2-2,6 ммоль/л.

Гиперкальцийемия:

 массивный распад костной ткани;

 повышение секреции ПТГ (парат-гормон);

 гиповитаминоз D;

 снижение выработки кальциотонина.

Гипокальцийемия:

 недостаточность паращитовидных желез;

 гиперсекреция кальцитонина;

 гиповитаминоз D.

Фосфор в норме 1-2 ммоль/л.

Гиперфосфоемия:

 гипопаратиреоз;

 гиповитаминоз D;

 распад костной ткани.

Гипофосфоемия:

 гиперпаратиреоз;

 рахит;

 нарушение всасывания фосфатов в ЖКТ.
Показатели КЩС крови в норме рН = 7,36 – 7,44.

Нарушения:

 ацидоз – закисление крови (снижение рН);

 алкалоз – защелачивание крови (повышение рН).

ВВ (bufferbasis) – сумма гидроксилов всех буферных систем крови. В норме ВВ = 40 – 60 ммоль/л. Сдвиги КЩС, вызванные изменением показателя ВВ в отсутствии изменения рН, являются компенсироваными. Если же сдвиги сопровождаются изменением рН – декомпенсированые.

Ферменты плазмы крови

Классифицируются:

1. Функционирующие ферменты (собственно плазменные). Напр., ренин (повышает АД через ангиотензин II), холинестераза (расщепляет ацетилхолин). Их активность выше в плазме крови, чем в тканях. Повышение или понижение их активности имеет значение в диагностике.

2. Нефункционирующие ферменты (плазмонеспецифические). Появляются в плазме крови из клеток тканей и органов. В крови не выполняют какой-либо функции, а выполняют ее в тканях. Это внутриклеточные ферменты. Их активность в плазме значительно ниже, чем в тканях. Напр., АлАТ, АсАТ, ГГТП (гамма-глютамил-транспептидаза), щелочная фосфатаза (ЩФ). Чаще наблюдается повышение их содержания, чем понижение.

Причины гиперферментемии:

1) повышение проницаемости биомембран;

2) цитолиз;

3) некроз тканей;

4) усиление синтеза.

Напр., ЩФ (щелочная фосфатаза) повышается при рахите (синтезируется остеобластами).

АлАТ (аланиновая аминотрансфераза) в норме 0,1-0,68 ммоль/ч·л. Наибольшее ее количество – в печени, меньше – в скелетных мышцах, др.

Повышение активности АлАТ при заболеваниях печени, скелетных мышц, миокарда. Это цитоплазменный фермент цитолиза. Активность его повышается в ранние стадии заболевания.

АсАТ (аспарагиновая аминотрансфераза) в норме 0,1-0,45 ммоль/ч·л. Наибольшее содержание в мышцах (скелетной, сердечной), в печени и др. АсАТ содержится не только в циотоплазме, но и в митохондриях, поэтому ее появление свидетельствует о более глубоком повреждении.

Повышение активности АсАТ – при заболеваниях мышц, генетических заболеваниях, травмах, воспалениях, а также при заболеваниях миокарда, печени. При заболевании печени повышение АсАТ, равное повышению АлАТ, означает глубокое повреждение.

ЛДГ (лактатдегидрогеназа) в норме не более 4 ммоль/ч·л. ЛДГ представлена пятью изоферментами:

ЛДГ1 – Н4 – только в миокарде;

ЛДГ2 – Н3М1 – в миокарде, эритроцитах, др.;

ЛДГ3 – Н2М2 – в легких;

ЛДГ4 – Н1М3 – в скелетных мышцах, печени;

ЛДГ5 – М4 – в печени.

КФК (креатинфосфокиназа) в норме 0,15-0,3 ммоль/ч·л. Содержится в мышечной ткани. Состоит из двух субъединиц: В (мозговой тип) и М (мышечный тип). Представлен тремя изоферментами:

КФК1 – ВВ – около 0% - в мозговой ткани;

КФК2 – МВ – менее 3% - в миокарде;

КФК3 – ММ – 97-100% - в скелетных и сердечной мышцах.

Активность КФК1 увеличивается при патологии нервной системы с явлениями деструкции нервной ткани (например, опухоль, травма, ушиб мозга). Активность КФК2 при поражениях миокарда (например, инфаркт). КФК3 – при поражениях миокарда и скелетных мышц (например, при синдроме длительного сдавливания).

ЩФ (щелочная фосфатаза) в норме 0,5-1,3 ммоль/ч·л. Источники ЩФ:

1) костная ткань (синтезируется остеобластами);

2) желчевыводящая система (синтезируется эпителием желчных протоков).

ЩФ повышается при заболеваниях костной системы, метастазах опухолей в костную ткань, рахите, остеопорозе, подпеченочных (обтурационных) желтухах.

α-амилаза синтезируется в поджелудочной железе и в слюнных железах. В крови повышается при панкреатитах, реже – при воспалении слюнных желез. Панкреатическая амилаза фильтруется в мочу.
Биохимия почек

Функции почек

I. Экскреторная функция – выделение мочевины, мочевой кислоты, креатинина, ксенобиотиков, лекарств, токсинов, избытка воды, микроэлементов, электролитов.

1. Ультрафильтрация – в клубочках за счет разницы гидростатических давлений образуется первичная моча (180 л/сут), которая по своему составу почти не отличается от плазмы крови, но практически не содержит белка (могут присутствовать микроколичества альбуминов). Т.е. образуется безбелковый фильтрат.

2. Канальцевая реабсорбция – обратно всасывается вода, ионы натрия, хлора, магния, фосфора, гидрокарбонаты, глюкоза, белок, т.е. те вещества, в которых нуждается организм. В результате моча становится более концентрированной. Способность концентрировать мочу – важный показатель функции почек. Он оценивается по плотности мочи.

Практически не реабсорбируется креатинин, в небольшом количестве реабсорбируется мочевина, мочевая кислота, т.е. имеет место избирательная реабсорбция.

3. Секреция ионов калия, аммония, водорода. При увеличении концентрации веществ секретируется вода. Образуется вторичная моча.

Вещества, находящиеся в моче, делятся на:

1) в норме не фильтруемые грубодисперсные высокомолекулярные соединения, которые в норме не могут преодолеть почечный барьер (глобулины). Их появление говорит о нарушении фильтрации.

2) в норме фильтруемые: присутствуют в первичной моче, но не все из них присутствуют во вторичной моче. Они делятся на пороговые и беспороговые.

Пороговые из первичной мочи реабсорбируются. Это аминокислоты, глюкоза. Во вторичной моче в норме не содержатся. Имеется порог реабсорбции.

Беспороговые выделяются во вторичную мочу независимо от функции почек: мочевина, креатинин. Они не подвергаются реабсорбции.

Порог реабсорбции – верхний предел концентрации вещества в крови, преодоление которого влечет неэффективное обратное всасывание. Для глюкозы -–10 ммоль/л.

Появление пороговых веществ в крови влечет появление их в моче.
II. Регуляторно-гомеостатическая: регуляция АД (альдостерон, ренин), объема внеклеточной жидкости (регуляция гормонами, для которых орган-мишень – почки: вазопрессин, альдостерон), регуляция осмотического давления (вазопрессин, альдостерон). Также регулируется кислотно-щелочное равновесие.

Почки способны секретировать избыток протонов (Н⁺) в мочу – ацидогенез. Он происходит так:

1) под влиянием карбоангидразы образуется угольная кислота (СО₂ + Н₂О → Н₂СО₃);

2) угольная кислота распадается на протон (выделяется в мочу) и гидрокарбонат-анион (идет в кровь) (Н₂СО₃ → НСО₃^-- _{(в кровь)} + Н⁺ _{(в мочу)});

3) в моче протоны взаимодействуют с гидрофосфатом натрия с образованием дигидрофосфатов. (Н⁺+Na₂HPO₄ Na⁺+NaH₂PO₄) Освободившийся ион натрия реабсорбируется в кровь, где соединяется с гидрокарбонат-анионом (НСО₃^-- +Na⁺NaНСО₃). Т.о., натрий сберегается, а протоны выводятся.

Ацидогенез обеспечивает:

а) выведение избытка протонов,

б) сбережение ионов натрия и гидрокарбонатов, благодаря чему поддерживается буферная ёмкость крови.

Кроме того, почками в мочу выделяются летучие жирные кислоты, аммиак – аммониогенез.

Аммониогенез – более простой процесс, чем ацидогенез. Происходит в эпителии почечных канальцев:

1) Аммиак доставляется в клетку в составе глутамина (ГЛН). ГЛН под действием глутаминазы распадается на глутаминовую кислоту (ГЛУ) и аммиак. Кроме того, аммиак может самостоятельно поступать в клетку.

2) Аммиак выводится в мочу, где взаимодействует с протоном. В результате образуется катион аммония (H⁺+NH₃ NH₄⁺). Этот катион взаимодействует с анионом хлора с образованием нейтральной соли (NH₄⁺+Cl^-- NH₄Cl).

В итоге:

а) выводится аммиак;

б) связываются протоны в моче и уменьшается ее кислотность;

в) выводятся хлориды.
III.Антитоксическая функция. Реакция конъюгации токсических веществ с глицином, уксусной и глюкуроновой кислотами. Реакции окисления некоторых токсических веществ.
IV. Внутрисекреторная функция(ренин, эритропоэтин – стимулирует красный росток кроветворения, простагландины). Часть клеток почек рассматриваются как эндокринные.
Физические свойства мочи здорового человека, их изменения при патологии

I. Количество мочи в норме 1,2-1,5 л.

► Полиурия – увеличение количества мочи из-за:

1) увеличения фильтрации (под действием адреналина увеличивается фильтрационное давление в капиллярах почек);

2) увеличения онкотического давления при снижении концентрации белков в плазме;

3) снижения реабсорбции воды и натрия при недостатке вазопрессина (несахарный диабет);

4) снижения активности натрий-сберегающих процессов (ацидогенез и аммониогенез);

5) повышения концентрации осмотически активных веществ (глюкоза, белки, мочевина и др.);

6) угнетения систем реабсорбции при повреждении почечных канальцев.

► Олигоурия – снижение количества мочи из-за:

1) снижения фильтрации (снижение АД и давление в капиллярах почечных клубочков);

2) снижения онкотического и коллоидно-осмотического давления крови (парапротеины);

3) снижения обратного всасывания натрия и воды (гиперсекреция альдостерона и вазопрессина);

4) угнетения всех фаз образования мочи (резкое снижение количества функционирующих нефронов).

► Анурия – полное отсутствие мочи при выраженной почечной недостаточности.
II. Цвет в норме от светло-желтого до темно-желтого.

При патологии моча может быть:

 бесцветна за счет полиурии;

 насыщенно-желтого цвета при обезвоживании;

 цвета пива (коричневато-зеленовато-бурый) за счет желчных пигментов при подпочечной и печеночной желтухах из-за появления конъюгированого билирубина;

 розового цвета при эритроцитурии (в умеренном количестве) или при патологии почечного фильтра;

 ярко-красного цвета при наличии в моче свежей крови (травма мочевыводящей системы или гематурия, которая может быть почечной и внепочечной).
III. Запах в норме специфический. При патологиях может быть:

 резко-аммиачный при повышенном распаде белков в организме;

 фруктовый или ацетона – при наличии кетоновых тел (сахарный диабет, голодание);

 гнилостный – процессы распада в мочевом пузыре (гангрена);

 каловый – при наличии пузырно-ректальных свищей.
IV. Реакция среды в норме слабо-кислая (рН=5,0-7,0).

 Увеличение рН (щелочная реакция) – угнетение функции почек, алкалоз.

 Понижение рН (кислая реакция) – ацидоз за счет удаления избытка протонов и за счет выделения кетоновых тел.

При употреблении значительного количества белковой пищи происходит закисление, а растительной – защелачивание.
V. Суточные колебания плотности в норме 1,005-1,030 г/мл.

Одинаково монотонная плотность мочи – изоастенурия. При нарушении концентрирующей способности почек может быть:

 понижение плотности – гипостенурия, преобладание процессов фильтрации над реабсорбцией (сопровождается полиурией). Возникает при несахарном диабете и заболеваниях почек (уменьшается синтез вазопрессина);

 повышение плотности – гиперстенурия при появлении веществ, в норме не содержащихся: глюкоза, кровь, белки, избыток слизи в моче.
VI. Прозрачность мочи в норме полная. Может быть:

 мутная из-за присутствие нерастворимых солей (уратов, оксалатов), слизи, гноя, белка.
Показатели химического состава мочи

Общий азот – это совокупность азота всех азотсодержащих веществ в моче. В норме – 10-16 г/сутки. При патологиях общий азот может:

 увеличиваться – гиперазотурия – из-за распада белков в организме или употребления большого количества мясной пищи;

 уменьшатся – гипоазотурия – при нарушении функции почек.
В состав общего азота входят:

I. Мочевина в норме 20-35 г/сут. Может быть:

 повышение мочевины – при повышенном распаде белков в случае нормальной функции печени и высокобелковом питании;

 понижение мочевины – при нарушении синтеза в печени и нарушении функции почек.
II. Мочевая кислота в норме 0,3-1,2 г/сут. Она является продуктом катаболизма пуринов. Может быть:

 гиперурикурия – при распаде нуклеопротеинов, употреблении большого количества белковой пищи, некоторых видах подагры;

 гипоурикурия – при определенной форме подагры с нарушением выведения мочевой кислоты, нарушении ее фильтрации почками.
III. Креатинин в норме 0,8-2,3 г/сут. Может быть:

 повышение креатинина – при усиленном распаде компонентов мышечной ткани, в случае тяжелой мышечной работы, травмы мышц, при увеличении потребления мясной пищи;

 понижение – при угнетении фильтрации почками.
IV. Белок в норме не больше 30 мг/л. Качественными реакциями не определяется. Может быть:

 протеинурия при гематурии или при нарушении функции почек.

Патологические компоненты

В норме они в моче отсутствуют.

Желчные пигменты, билирубин - при их появлении можно диагносцировать почечную, механическую желтухи.

Кетоновые тела – при их появлении сахарный диабет или голодание.

При появлении глюкозы наблюдается глюкозурия, что говорит о сахарном диабете и почечной недостаточности.

При появлении крови можно говорить о повреждении мочевыводящих путей или почечной недостаточности.

Индолурия в отсутствии индикана говорит об угнетении обезвреживающей функции печени.

Индиканурия в отсутствии индола говорит о повышенных процессах гниения белков в кишечнике в отсутствии нарушения функции печени.
Биохимия нервной ткани

Химические компоненты нервной ткани

ЦНС координирует и регулирует обмен веществ в организме. Она также обеспечивает взаимосвязь организма с внешней средой.

Химический состав нервной ткани сложен и неоднороден. Например, в сером веществе 77-81% воды, а в белом – 70%. Количество белков в нервной ткани меньше, чем в мышечной или в печени. При этом белков больше в сером веществе, и меньшее их количество содержится в периферической нервной ткани. В функционально более активных структурах белков больше.

Характерным для белков нервной ткани является то, что они находятся в комплексе с другими соединениями, т.е. это сложные белки. Больше всего липопротеинов (ЛП). Особенно много их в миелиновых оболочках. Есть фосфопротеины – фосфат присоединяется к белку через серин (-NH-CH(CH₂OPO₃H₂)-CO-). Также в нервной ткани есть нуклеопротеины (НП) (дезоксирибонуклеопротеины (ДНП), рибонуклеопротеины (РНП)), гликопротеины (например, нейрокератин).

Особый интерес при изучении нервной ткани имеет исследование нейроспецифических белков:

1. Белок S-100 – растворим в 100% (NH₄)₂SO₄. Обнаружен он в основном в нервной ткани. Принимает участие в процессах формирования памяти (при обучении животных его содержание возрастает). Есть предположение, что этот белок играет роль при возникновении наркотической зависимости.

2. Белок 14-3-2.

Пептиды, которые специфичны для нервной ткани, называются нейропептиды. Их около 100. 80-90% нейронных контактов осуществляются нейропептидами. К ним относятся пептиды памяти (аргинин-вазопрессин, лейцин-вазопрессин, окситоцин, АКТГ), пептиды боли (вещество Р, эндорфины, энкефалины и т.д.), пептиды сна.
Небелковые азотистые соединения. В нервной ткани количество азотистых соединений такое же, как и в других тканях, но некоторых больше:

1. свободных АК, особенно ароматических и дикарбоновых АК. Больше АК - предшественников нейромедиаторов (ТИР, ТРИ, АСП, ГЛУ);

2. циклических нуклеотидов (цАМФ, цГТФ).
Углеводы нервной ткани. Их запасы небольшие. Откладываются в виде гликогена, которого в нервной ткани 0,1% (в печени – 5-10%, в мышечной ткани – 0,2-2%). Глюкозы содержится 1-4 ммоль/кг.
Липиды. В нервной ткани их содержится достаточно много (в сером веществе – 25%, в белом – до 50%). Около 50% всех липидов представлены фосфолипидами (ацетальфосфатиды, плазмогены). Имеются гликолипиды: цереброзиды, ганглиозиды (их нет в других тканях). Жирные кислоты. В нервной ткани эти кислоты содержат большое количество двойных связей (4-5). 25% всех липидов составляет холестерол. В нервной ткани он находится в свободном виде. Нейтральные жиры содержатся в небольших количествах в ткани головного мозга, больше их в периферических нервах.
Минеральные вещества. Внутри клеток содержатся ионы калия, а в межклеточном пространстве – ионы натрия. Они участвуют в передаче нервного возбуждения. Также содержаться ионы кальция, магния, железа, меди, алюминия, цинка; анионы представлены фосфатами и АК белков.