Лекции по биохимии тверь,2012 1 модуль. Строение и свойства белков и ферментов Вводная лекция
 Скачать 0.64 Mb.
|
Селен входит в состав глутатионпероксидазы, поддерживает митохондриальный транспорт электронов, обладает антиканцерогенным действием.Молибден входит в состав трех ферментов: альдегидоксидазы, ксантиноксидазы и сульфитоксидазы (окисляет сульфит до сульфата). В составе фермента ксантиноксидазы, способствует окислению пуриновых оснований в мочевую кислоту. При недостатке молибдена активность ксантиноксидазы падает и снижается окисление пуриновых оснований. При избытке поступления молибдена в организме может возникнуть молибденовая подагра. Кобальт входит в состав витамина В12, необходимого для нормального кроветворения и синтеза нуклеиновых кислот в организме. В виде кобамидных коферментов он участвует в реакциях внутримолекулярной изомеризации, влияет на функцию размножения и рост организма. Усиливает эритропоэз, функцию костного мозга. Стимулирует синтез гемоглобина и повышает усвоение железа. CoCI2 используется для увеличения гемоглобина (совместно с введением железа, меди). Входит в состав ферментов: - рибонуклеозидтрифосфатредуктазы (превращает 2’-дезоксирибонуклеозидтрифосфат в 2’-рибонуклеозидтрифосфат); тетрагидроптеро-илглутамат-метилтрансферазы; метилмалонил-СоА-мутазы. Выступает в роли активатора фосфатаз, карбоксилаз, аргиназы, пептидаз, является ингибитором СДГ, цитохромоксидазы, синтеза тироксина. Он действует угнетающе на дыхание тканей, что связано со способностью кобальта блокировать сульфгидрильные группы ферментов.Йод входит в состав гормонов щитовидной железы – тиреоидных гормонов.Всего в теле человека имеется около 25 мг йода, из них 15 мг – в щитовидной железе. Иод оказывает сильное воздействие на общее развитие организма и повышает его защитные свойства. Недостаток иода в организме человека приводит к возникновению эндемического зоба. Фтор участвует в минерализация костной ткани и зубов, активации щелочной и кислой фосфатаз костной ткани, аденилатциклазы. Ингибирует ферменты ЛДГ, енолазы и др. ферменты, содержащие медь, марганец, железо. Выводится из организма с мочой, калом, потом. Токсические микроэлементы обладают способностью оказывать токсическое действие на организм. Механизмы их токсичности включают ингибирование ферментов путем связывания с аминокислотами их активных центров, нарушения структуры нуклеиновых кислот, синтеза белка, мембранной проницаемости, продукции гормонов, возникновения аллергических реакций. Кремний. Важное значение в патологии имеет профессиональные поражение легких кремнием – силикоз, который сопровождается биохимическими изменениями крови и мочи. Он характеризуется гипопротеинемией, понижением активности липазы, карбоангидразы, азотурией. Свинец поступает с пищей и водой, является постоянной составной частью тела. Содержание в крови составляет 0,01 – 0,06 мг в крови, при свинцовых интоксикациях концентрация увеличивается до 0,1 мг. При этом развивается анемия, так как свинец угнетает внедрение железа в кольцо гема, наблюдается избыток порфиринов в моче – порфинурия, а в крови увеличивается негемоглобиновое железо. Мышьяк угнетает тканевое дыхание, окислительное дезаминирование, окислительное декарбоксилирование, поэтому увеличивается концентрация пирувата (как при авитаминозе В1). Мышьяк связывается с сульфгидрильными группами ( -SH) ферментов и угнетает их активность. В качестве антидотов при отравлении мышьяком могут быть использованы тиоловые производные. Фтор. Токсичность данного элемента объясняется тем, что он ингибирует ряд ферментов: сукцинатдигидрогеназу, щелочную фосфатазу. В связи с этим нарушается обмен углеводов, обмен липидов, оссификация и изменение зубов. Кобальт угнетает работу дыхательной цепи (блокирует SH-группы белков-ферментов), активность цитохромоксидазы, каталазы. Радиоактивные изотопы кобальта (Сo60) используется при лечение злокачественных опухолей. Передозировка радиационного воздействия может вызвать лучевую болезнь. Интоксикация бериллием приводит в хроническим пневмониям и кетозу. Стронций вытесняет кальций из гидроксиапатита, а сам не удерживается, что приводит к развитию порозности костей, зубного кариеса. Радиоактивный стронций вызывает костные опухоли. Биохимия почек и мочи Почки участвуют в регуляции водно-электролитного баланса, поддержании КЩР, выделения продуктов обмена, поддержании осмотического давления жидкостей организма, регуляции кровяного давления, стимуляции эритропоэза и т.д. Образование мочи включает такие процессы как, фильтрация в клубочках, реабсорбция и секреция в канальцах. Первичная моча – это жидкость, которая образуется в процессе фильтрации плазмы крови в почечных клубочках, практически не содержит белка. Вторичная моча образуется в результате процессов реабсорбции и секреции при прохождении первичной мочи по почечным канальцам и попадает в мочевой пузырь. Клиренс (очищение) любого соединения – это количество мл плазмы, которое при протекании через почки полностью освобождается от данного вещества за 1 мин. Выражается в мл/мин. Фильтрационный клиренс составляет 125 мл/мин и численно равен величине клубочковой фильтрации (инулин, маннитол). В зависимости от того, комбинируется ли фильтрация с секрецией или реабсорбцией, выделяют 2 вида смешанного клиренса: фильтрационно-реабсорбционный и фильтрационно-секреционной. Фильтрационно-реабсорбционный клиренс меньше величины клубочковой фильтрации (мочевина, аминокислоты и др.). Фильтрационно-секреционный клиренс больше величины клубочковой фильтрации, (парааминогиппуровая кислота). Количество выделяемой мочи за сутки (диурез) в норме составляет 50%-80% от принятой жидкости и колеблется в пределах 1 – 2 л у взрослых людей. Полиурия – диурез более 2000 мл/сутки: может быть физиологическим и патологическим. Физиологическая полиурия (диурез более 2000 мл/сутки) наблюдается при приеме большого количества жидкости или употреблении с пищей веществ, повышающих диурез (арбузы). Патологическая полиурия наблюдается при хронических нефритах, пиелонефритах, сахарном и несахарном диабетах. Олигоурия (понижение диуреза менее 1000 мл/сутки) наблюдается при приеме малого количества жидкости, а также при патологии (рвоте, поносах, лихорадочных состояниях, остром нефрите, мочекаменной болезни, отравлениях, переливании несовместимой крови, когда может развиваться анурия, т.е. полное прекращение образования и выделения мочи). Никтурия – усиление образования и выделения мочи ночью. Анурия – полное прекращение образования и выделения мочи. Физико-химические свойства нормальной мочи: Цвет: От светлого до насыщенно-желтого, обусловлен наличием пигментов урохрома, стеркобилина (в клинике называют уробилин), уроэритрина и других пигментов. Интенсивность окраски мочи зависит от величины диуреза. Если мало мочи выделяется, то она более насыщенна, при сильном диурезе – моча светлая. При патологии цвет мочи может быть: коричневым (много уробилина и билирубина), красно–розовым (в моче кровь, гемоглобин или порфирины), зеленым (в моче много индикана при усилении гниения белков в желудочно–кишечном тракте). Прозрачность мочи: Свежая, теплая моча – прозрачна. При охлаждении появляется слегка заметное облачко, а затем, если моча хранится в холодильнике, появляется мутность за счет неорганических солей. При патологии мутной может быть и свежая моча за счет наличия в ней клеточных элементов крови, бактерий, слизи и избытка минеральных солей. Запах мочи: У здоровых людей напоминает запах свежего мясного бульона, или в ней присутствует оттенок запаха принятой пищи. При патологии запах мочи может стать зловонным (пиелитах, пиелонефритах, пиурии). Относительная плотность мочи находится в пределах 1,002 – 1,035 и зависит от количества воды, поступающей в организм, а также от интенсивности потоотделения. Повышается при сахарном диабете за счет высокой концентрации глюкозы в моче (до 5 – 8%), а уменьшается при несахарном диабете (недостаток вазопрессина). Реакция рНнормальной мочи при смешанном питании является слабокислой или кислой (рН=5,3 – 6,5). Кислый характер моче придают кислые однозамещенные фосфаты (NaH2PO4 и KH2PO4). Щелочной характер моча имеет при преобладании в ней основных двузамещенных фосфатов (Na2HPO4 и K2HPO4), а также гидрокарбонатов (NaHCO3 и KHCO3). рН мочи имеет кислую реакцию при сахарном диабете. рН мочи имеет щелочную реакцию при развитии инфекций в мочевых путях, т.к. микроорганизмы разлагают мочевину с образованием аммиака. Основные органические компоненты мочи: 1) Мочевина - составляет 50 % общего азота мочи (30 г за сутки). Содержание мочевины повышается при употреблении пищи, богатой белками; при заболеваниях, когда усиливается катаболизм белков (гипертиреоз, сахарный диабет). Содержание мочевины снижается при тяжелых поражениях печени, заболеваниях почек и др. 2) Креатинин – за сутки выделяется 0,5- 2 г, что составляет 2,5-7% всего азота мочи. Содержание креатинина повышается при лихорадочных состояниях, острых инфекциях, сахарном диабете. Содержание креатинина снижается при болезнях почек, при мышечной атрофии в старческом возрасте и при алиментарной дистрофии. 3) Мочевая кислота – выделяется за сутки около 0,7 г и является конечным продуктом распада пуриновых нуклеотидов. Содержание мочевой кислоты повышается при употреблении пищи, богатой пуринами; при гепатитах; при приеме стероидных гормонов; при сахарном диабете и др. 4) Аминокислоты – за сутки выделяется около 1,1 г за сутки. Гипераминоацидурия наблюдается при заболеваниях паренхимы печени, при тяжелых инфекционных заболеваниях, злокачественных новообразованиях, обширных травмах, гипертиреозе и других состояниях. При наследственно обусловленных заболеваниях с мочой могут выделяться аминокислоты и их производные в большом количестве (например, при фенилкетонурии в моче много фенилаланина и фенилпирувата). Неорганические компоненты мочи. 1) Na+ и Cl+ (10 – 15 г NaCl за сутки). Выделение с мочой уменьшается при хронических нефритах, диарее, остром ревматизме и др. Выделение с мочой увеличивается при введении в организм гипертонического раствора. 2) K+, Ca2+, Mg2+ (1,5 – 6 г за сутки). К+ реабсорбируется в проксимальном сегменте нефрона, а в дистальном секретируется. Уменьшение концентрации К+ приводит к выделению кислой мочи. Са2+ и Mg2+ с мочой выделяется 30%, остальное количество с калом. 3) Бикарбонаты, фосфаты, сульфаты. 50% фосфатов выводится с мочой. При ацидозе уровень бикарбонатов снижается, а фосфатов возрастает. На содержание фосфатов оказывает влияние паратгормон и витамин Д3. 4) Аммиак выводится в виде аммонийных солей. При ацидозе их количество увеличивается, при алкалозе снижается. Роль почек в поддержании КЩР. В почках происходит секреция избытка Н+ (протонов) за счет следующих механизмов: 1) Реабсорбция Na+ и секреция Н+ протонов в клетках почечных канальцев. При этом двузамещенный фосфат Na2HPO4 превращается в однозамещенный NaH2PO4 и в таком виде выводятся с мочой. 2) Превращение в просвете канальцев бикарбонатов в угольную кислоту. В клетках почечных канальцев под влиянием карбоангидразы образуется угольная кислота: H2O +CO2 H2CO3 H++ HCO3- H+ выделяются в просвет канальца и соединяются там с HCO3-. Эквивалентный анионам бикарбоната Na+ поступает в клетки почечных канальцев. Образовавшаяся в просвете канальца угольная кислота легко распадается на углекислый газ и воду и покидает организм. 3) Из глутамина, поступающего в почки, под действием фермента глутаминазы, образуется аммиак, который связывает протоны и выводится с мочой в виде аммонийных солей. Соотношение концентрации протонов в моче и крови может составлять 800:1. Биосинтез креатина в почках. В почках содержится органоспецифичный фермент глицин-амидинотрансфераза (трансамидиназа), который катализирует первую реакцию синтеза креатина: аргинин + глицин орнитин + гуанидинацетат. Увеличение активности этого фермента в сыворотке крови наблюдается при хроническом пиелонефрите, при хроническом нефрите. Также к органоспецифичным ферментам почек относятся ЛДГ. В корковом веществе почек преобладает активность ЛДГ1 и ЛДГ2, а в мозговом - ЛДГ4 и ЛДГ5. |