Биохимия. Полный набор лекций. Нейромедиаторов
 Скачать 18.11 Mb.
|
|
2 - ГЛОБУЛИНЫ Во фракции глобулинов наиболее важными для диагностики являются α 2 -макроглобулин, гаптоглобин, церулоплазмин. Также к этой фракции относятся ангиотен- зиноген, α 2 -гликопротеин связанный с беременностью, α 2 -HS-гликопротеин, α 2 -антиплазмин, белок A связанный с беременностью. 1. α 2 -макроглобулин – цинксодержащий белок острой фазы, содержит 4 идентичных субъединицы и включает углеводный компонент. Белок синтезируется в печении в иммуно- компетентных клетках. Белок контролирует развитие инфекций и воспалительных процессов, является ингибитором протеиназ (как свертывающей системы крови, таки других) – плазмина, пепсина, трипсина, химотрипсина, эндопептидаз, катепсина D, тромбина, каллик- реина. Повышение его количества выявляется при циррозе печени, остром и хроническом гепатите, эндокринных заболеваниях (сахарный диабет, микседема, при беременности и лечении эстргенами, нефротическом синдроме. Снижение – при ревматическом полиартрите, потере белка или недостаточности его в питании, диссеминированном свертывании крови, фибринолитической терапии. 2. Гаптоглобин – типичный представитель белков острой фазы, синтезируется в печении в низких концентрациях присутствует во многих жидкостях организма – ликворе, лимфе, синовиальной жидкости, желчи. Белок обладает следующими функциями связывает α- и димеры гемоглобина плазмы и предохраняет организм от потери железа, данный комплекс разрушается в клетках РЭС и печени, выполняет неспецифическую защитную функцию, комплексируясь с белковыми и небелковыми веществами, появляющимися при распаде клеток, участвует в транспорте витамина В 12 Концентрация белка неспецифически повышается в ответ на повреждение ткани, воспаление, опухолевый процесс (особенно с метастазами. Высокие показатели наблюдаются при сахарном диабете, пиелонефрите, ожогах, острых и хронических воспалительных состояниях, некрозе тканей, инфаркте миокарда, активных аутоиммунных заболеваниях, меха Азотсодержащие вещества плазмы крови 300 нической желтухе. Снижение количества белка отмечено при поражении паренхимы печени, гемолизе и гемолитических анемиях, беременности, при использовании эстрогенов. При нефротическом синдроме уровень белка может изменяться влюбую сторону в зависимости от генотипа пациента, те. от преобладания тех или иных изоформ. 3. Церулоплазмин (ферроксидаза), содержит 8 атомов меди. Это белок острой фазы, содержит 90% всей меди плазмы и способствует насыщению железом апотрансферрина, участвует в обмене биогенных аминов (адреналина, норадреналина, серотонина) и аскорбиновой кислоты, регулирует уровень симпатических медиаторов мозга, как сывороточный антиоксидант ликвидирует супероксидные радикалы кислорода, восстанавливает О доводы и предотвращает окисление ненасыщенных жирных кислот. Отчасти церулоплазмин транспортирует ионы меди из печени в другие органы. Повышенные концентрации выявляются при хронических воспалительных процессах, холестазе, ревматоидном артрите, системной красной волчанке, гепатите, циррозе печени, инфаркте миокарда, острых инфекциях, злокачественных новообразованиях с метастазами, при беременности и использовании эстрогенов. Уменьшение показателя выявлено при снижении синтеза фермента (болезнь Вильсона-Коновалова), повышенной потере (заболевания ЖКТ, нефротический синдром, уменьшении абсорбции меди в кишечнике (нарушения всасывания, недостаточность питания. β - ГЛОБУЛИНЫ Фракция глобулинов содержит трансферрин, гемопексин, компоненты комплемента. В свежей сыворотке эта фракция часто разделена, меньшая фракция в основном обусловлена β-липопротеинами. 1. Трансферрин – гликопротеин плазмы, имеет два центра связывания железа, присоединяет только трехвалентное железо вместе с анионом гидрокарбоната, синтезируется в печении РЭС. Функции белка заключаются в связывании железа, превращении его в деиони- зированную форму и транспорте между тканями, в основном, между печенью и костным мозгом. Накопление трансферрина вызывают эстрогены и дефицит железа. Снижается показатель при хроническом воспалении, злокачественных опухолях. 2. Гемопексин – гемсвязывающий гликопротеин, синтезируется в гепатоцитах, также связывает порфирин, гемсодержащие хромопротеины (гемоглобин, миоглобин, каталазу, доставляя их в печень, где происходит распад гема и связывание железа с ферритином. Уровень белка повышается при беременности, опухолях (особенно меланоме, сахарном диабете, мышечной дистрофии. Снижение выявляется при гемолизе (более чувствительный тест по сравнению с гаптоглобином, так как гемопексин не является белком острой фазы, гемолитических анемиях, заболеваниях печени, недостаточности белка в пище. 3. Стероид-связывающий глобулин синтезируется в печени, транспортирует половые гормоны тестостерон (около 60% циркулирующего гормона, эстрадиол, другие 17- β-гидроксистероиды, что регулирует свободную (активную) фракцию гормонов. Синтез белка стимулируется эстрадиолом, подавляется андрогенами. Увеличение выявляется при беременности, приеме гормональных контрацептивов, гиперэстрогенемии. Уменьшение концентрации белка отмечено при заболеваниях печении нефротическом синдроме, гормональных нарушениях – гиперандрогенемии, инсулинорезистентности, акромегалии, синдроме Кушинга, гипотиреозе и гиперпролактинемии. 4. β- и преβ-липопротеины (см "Липопротеины сыворотки крови. ФРАКЦИЯ ГЛОБУЛИНОВ Содержит иммуноглобулины G, A, M, Е, D. Иммуноглобулины G – основные иммуноглобулины сыворотки, осуществляют гуморальную защиту организма от бактерий и вирусов и их растворимых токсинов (антигенов. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии Активно транспортируются через плаценту. У детей должная концентрация достигается только к 1,5-2 годам. Иммуноглобулины А осуществляют местный иммунитет на слизистых поверхностях дыхательных путей (носовой и бронхиальный секрет) и кишечного тракта. Они присутствуют в женском молозиве, слезе, слюне. После рождения количество секреторного IgA (на слизистых) достигает уровня взрослых уже на 2-3 неделе жизни, сывороточного IgA – только к 14-15 годам. Иммуноглобулины М появляются в процессе формирования иммунного ответа, являясь первичными антителами. Вскоре после рождения их уровень нарастает, достигает максимума к 9 месяцу жизни, после чего снижается и восстанавливается только к 20-30 годам. Иммуноглобулины Е вырабатываются плазматическими клетками и участвуют вал- лергических реакциях организма. Иммуноглобулины D не имеют четкой сформированной функции. Предполагается, что они регулируют активность других иммуноглобулинов. ФЕРМЕНТЫ КРОВИ Изменения в специфических ферментативных процессах могут быть причиной или следствием различных патологических состояний. Большинство ферментативных процессов локализованы внутри клеток, но определение активности ферментов внеклеточной среды сыворотка, плазма, слюна, моча) может иметь диагностическое значение. ЭНЗИМ ОД И АГНОСТИКА – это исследование активности ферментов плазмы крови, мочи, слюны с целью диагностики тех или иных заболеваний. ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ В КРОВИ Степень изменения активности ферментов клеточного метаболизма в сыворотке крови зависит от массы пораженного органа, распределения ферментов между тканями, локализации ферментов во внутриклеточных органеллах. При воспалительных процессах из клетки в первую очередь выходят цитоплазматические ферменты, при прогрессировании заболевания наблюдается некроз клеток и происходит разрушение органелл. Например, АлАТ локализована в цитоплазме, а АсАТ ив цитоплазме, ив митохондриях, глутаматДГ – митохондриальный фермент. Повышение активности в сыворотке крови может быть результатом ускорения процессов синтеза – щелочная фосфатаза при рахите, гепатите, некроза клеток – АлАТ, АсАТ, ЛДГ, КК при инфаркте миокарда, кислая фосфатаза при аденоме простаты, липаза, амилаза при панкреатитах, понижения выведения – щелочная фосфатаза при желчнокаменной болезни, повышения проницаемости клеточных мембран – АлАТ, АсАТ, ЛДГ при гепатите. Снижение активности вызывается уменьшением числа клеток, секретирующих фермент (холинэстераза при циррозе печени, недостаточностью синтеза, увеличением выведения фермента, торможением активности в результате действия протеиназ. В ряде случаев определенное диагностическое значение имеет установление взаимоотношений между изменением активности отдельных ферментов и получение своеобразных Азотсодержащие вещества плазмы крови ферментных спектров крови. При этом удается установить достоверные ферментные симптомы отдельных заболеваний. Например, острые гепатиты характеризуются резким увеличением активности аланин- и аспар- татаминотрансфераз и альдолазы, инфаркт миокарда сопровождается увеличением активности лактатдегидрогеназы, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы, при механических желтухах характерным является нарастание содержания щелочной фосфатазы без большого увеличения активности аминотрансфераз и альдолазы. ГРУППЫ ФЕРМЕНТОВ СЫВОРОТКИ КРОВИ. Ферменты, поступающие в плазму, и выполняющие в ней специфические функции – истинно плазменные ферменты. В плазме их активность много больше, чем в органах (це- рулоплазмин, псевдохолинэстераза, липопротеинлипаза, белковые факторы систем свертывания крови, фибринолиза и кининогенеза, ренин. Снижение активности этих ферментов в плазме будет свидетельствовать о снижении синтетической способности клеток или о накоплении ингибиторов в плазме крови. 2. Ферменты, нехарактерные для плазмы – органоспецифичные. Выделяют две группы этих ферментов А Ферменты клеточного метаболизма – их активность резко повышается в плазме крови в случае нарушения проницаемости клеточных мембран или их альтерации Например, при изменениях со стороны сердечной мышцы происходит повышение активности сердечного изофермента креатинкиназы (КК-MB), изоферментов лактатдегидроге- назы 1 и 2 (ЛДГ-1 и ЛДГ-2), аспартатаминотрансферазы, нарушения скелетных мышц – мышечного изофермента КК (КК-MM), алкогольде- гидрогеназы , костной ткани – щелочной фосфатазы (ЩФ), альдолазы (АЛД), поджелудочной железы – амилазы и липазы, предстательной железы – кислой фосфатазы, o гепатоцитов – аланинаминотрансферазы, глутаматдегидрогеназы, холинэстеразы, сорбитолдегидрогеназы, желчевыводящих путей – щелочной фосфатазы, γ-глутамилтранспептидазы (γ-ГТП). Б Ферменты, секретируемые в выводные протоки желчных путей, панкреатические и слюнные протоки. В норме активность таких ферментов в плазме намного ниже, чем в клетках и имеет постоянное значение (амилаза, липаза поджелудочной железы. Изучение активности этих ферментов позволяет судить о функционировании соответствующего органа. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ Активность ферментов выражают в каталах (1 катал = 1 моль/с), в единицах активности (1 Е = мкмоль/мин или 1 U, 1 unit – стандартная международная единица фермента, в производных от других единиц измерения (моль/с ⋅л, мкмоль/с⋅л, мкмоль/ч⋅мл, мг/ч⋅мл, в мккат/л). www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии ОСТАТОЧНЫЙ АЗОТ КРОВИ Низкомолекулярные азотистые вещества в крови представлены, главным образом, продуктами обмена белков и нуклеиновых кислот. Эти вещества остаются в надосадочной жидкости или фильтрате после осаждения крупномолекулярных белков и составляют остаточный азот крови Увеличение остаточного азота (азотемия) по своему характеру может быть абсолютным, связанным с действительным накоплением азотистых компонентов в крови, и относительным, связанным с дегидратацией. В свою очередь, абсолютная азотемия может быть ретен- ционная (почечного происхождения) и продукционная. Ретенционная возникает в результате задержки выведения и различается на азотемии почечного происхождения (заболевания клубочков – нефриты, туберкулез почек, нефросклероз и т.д.) и внепочечного происхождения. Внепочечные в свою очередь подразделяются на надпочечные (результат нарушений гемодинамики и падения фильтрационного давления при сердечно-сосудистой недостаточности, снижении артериального давления) и подпочечные (при гипертрофии или аденоме простаты, почечнокаменной болезни. Продукционная азотемия выявляется при всех состояниях, связанных с увеличением распада белка, от ретен- ционной ее отличает повышение содержания аминокислот в крови, а также одновременное накопление азотистых компонентов в крови и моче. ФРАКЦИИ ОСТАТОЧНОГО АЗОТА bВ некоторых лабораториях до сих пор применяется определение общего содержания остаточного азота, но наибольшее диагностическое значение имеет определение концентрации отдельных его компонентов. Это мочевина (около 50%), аминокислоты (около 25%), эр- готионеин (около 8%), креатин и креатинин (до 7,5%), пептиды, нуклеотиды и азотистые основания (около 5%), мочевая кислота (до 4%), аммиак и индикан (0,5%). Так как показатель включает различные низкомолекулярные азотсодержащие вещества, более информативным является определение отдельных фракций остаточного азота. ОБМЕН ЖЕЛЕЗА Железо в организме находится в составе примерно 25% всего железа в запасной форме (в комплексе с белком ферритином) в селезенке, костном мозге, печени, в составе гемоглобина – около 2/3 всего количества, в миоглобине и других внутриклеточных гемопротеинах (каталаза, цитохромы и др, только 0,1% железа находится в плазме крови. СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ С пищей в сутки должно поступать для мужчин 10 мг, для женщин детородного возраста в связи с регулярной кровопотерей – 20 мг, у женщин при беременности – 40-50 мг и при лактации – 30-40 мг. ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ Растительная пища (в 100 г) Животная пища (в 100 г) Морская капуста 16 мг Печень 11-15 мг Какао 12,5 мг Мясо 2-4 мг Шиповник 12 мг Яйца 3 мг Отрубной хлеб 11 мг Гречка 8 мг Свежие белые грибы 5 мг В САСЫВАНИЕ При попадании в желудок под действием HCl желудочного сока железо высвобождается из элементов пищи. Всасывание происходит в проксимальном отделе тонкого кишечника в количестве около мг/день (10-15% пищевого железа. При этом железо должно быть в виде двухвалентного иона, в тоже время с пищей поступает преимущественно трехвалентное железо. Для восстановления Fe 3+ в Fe 2+ используется аскорбиновая кислота. Только железо мясных продуктов находится в двухвалентной гемовой форме, и поэтому хорошо всасывается. Железо мясных продуктов усваивается на 20-30%, из яиц и рыбы – на 10-15%, из растительных продуктов – на 1-5%. Наличие в пище фитиновой кислоты (сухие завтраки, растительные продукты, кофеина и танина (чай, кофе, напитки, фосфатов, оксалатов (растительные продукты) ухудшает всасывание железа, т.к. образуются нерастворимые комплексы. МЕТАБОЛИЗМ ЖЕЛЕЗА После всасывания железо либо откладывается в клетках кишечника в составе ферри- тина (Fe 3+ ), либо сразу попадает в кровоток ив комплексе с трансферрином (Fe 3+ ) переносится в клетки печени, костного мозга или других тканей, где также связывается с феррити- ном. Вне связи с белками железо очень токсично, так как запускает свободно-радикальные реакции с образованием активных форм кислорода. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 305 В ЫВЕДЕНИЕ В сутки обычные потери железа составляют 1-2 мг и происходят несколькими путями с желчью вместе со слущивающимся эпителием ЖКТ, десквамация кожи, у женщин детородного возраста – с месячными кровотечениями от 14 до 140 мг/месяц, выпадение волос, срезание ногтей. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА Избыток железа Существует аутосомно-рецессивное заболевание гемохроматоз, связанное с избыточностью всасывания железа в кишечнике. Для него характерны цирроз печени, поражение сердца и поджелудочной железы, паращитовидных желез. Железодефицит При недостаточности железа в организме мобилизация резервов происходит в следующем порядке железо из депо (ферритин), затем в клетках (кроме эритроидных) снижается количество гемопротеинов до жизнеспособного минимума, далее истощаются запасы сывороточного железа (трансферрин), в последнюю очередь страдает синтез гемоглобина. Таким образом, железодефицитная анемия является проявлением крайнего дефицита железа и нормальная концентрация гемоглобина крови не должна быть критерием обеспеченности организма железом Причины Причинами железодефицита являются недостаток его в пище, заболевания ЖКТ со снижением всасывания (гастриты), потери железа с кровью при менструальных, кишечных или иных кровотечениях. У новорожденных и грудных детей недостаток железа связан в первую очередь с недополучением его при внутриутробном развитии, и также в связи с ускоренным ростом в первый год жизни (физиологическая анемия. Обмен железа Симптомы Недостаточный синтез цитохромов, железосодержащих белков и нарушение доставки кислорода к тканям (при снижении содержания гемоглобина) вызывает ряд специфических и неспецифических симптомов ухудшение внимания и памяти у детей и взрослых, иногда детская гиперактивность, уплощение, неровность и ломкость ногтей, появление исчерченности, белых пятен и полосок на ногтях, выпадающий и секущийся волос, поражение эпителия, проявляющееся в сухости и трещинах кожи руки ног, неинфекционный ларингофаринготрахеит (гиперемия и охриплость, что дезориентирует врача, мышечная слабость - общая утомляемость, - недостаточное сокращение сфинктеров мочевого пузыря, при этом характерным признаком является выделение нескольких капель мочи прирезком кашле, смехе, чихании, - недостаточное сокращение сфинктеров пищевода, что позволяет забрасываться соляной кислоте в пищевод и вызывать изжогу, атрофический гастрит – может быть как причиной, таки следствием железодефицита, половина больных гастритом имеет недостаток железа, обострение ИБС и других сердечно-сосудистых заболеваний, так как усиливает гипо- энергетическое состояние клеток (снижение содержания цитохромов в миокардиоци- тах), извращение обонятельных предпочтений – нравится запах краски, бензина, выхлопных газов, резины, мочи, извращение вкусовых предпочтений – больные едят мел, штукатурку, уголь, песок, мясной фарш, лед. |