Биологическая химия (стр. 4 )

Синтез мочевины (орнитиновый цикл)

Синтез мочевины протекает в гепатоцитах печени, является процессом циклическим. Для синтеза одной молек молекула аммиака, 1 молекула аспартата, 1 молекула СО2, 1 молекула орнитина. Ход реакций смотрите в лекциях или в учебнике.

Орнитиновый цикл тесно связан с циклом Кребса:

а) цикл Кребса поставляет синтезу мочевины СО2 и АТФ.

б) фумарат, образованный в орнитиновом цикле, поступает в цикл Кребса, превращаясь в оксалоацетат. Оксалоацетат путем переаминирования превращается в аспартат, который опять может использоваться в синтезе мочевины.

В результате орнитинового цикла очень токсичный аммиак превращается в безвредную мочевину - главный конечный продукт азотистого обмена млекопитающих. Мочевина из печени выделяется в кровь и переносится к почкам, где выделяется с мочой. Синтез мочевины усиливают катехоламины и глюкокортикостероиды.

Определение активности аргиназы и орнитинкарбамоилфосфат-трансферазы в сыворотке крови используется для диагностики патологий печени.

Обмен ароматических аминокислот

Патология обмена ароматических аминокислот

1. Фенилкетонурия или пировиноградная олигофрения (слабоумие). Причины: отсутствует ген, отвечающий за синтез фенилаланингидроксилазы. В отсутствие этого фермента фенилаланин переаминируется с образованием фенилпирувата и далее фениллактата. При этом не хватает тирозина, из которого образуются катехоламины и йодтиронины, а также пигмент меланин. У больных снижается устойчивость к стрессу, падает артериальное давление, появляются признаки умственной отсталости. В крови накапливаются фенилаланин, фениллактат и фенилпируват, которые в больших концентрациях являются токсичными, особенно для головного мозга ребенка, необратимо повреждая его. Поэтому требуется ранняя диагностика этого заболевания, которая проводится следующим образом: к моче ребенка добавляют хлорное железо; зеленое окрашивание свидетельствует о наличии патологии. В этом случае больного ребенка переводят на диету, обедненную фенилаланином, но богатую тирозином.

2. Алкаптонурия возникает при отсутствии гомогентизинатоксидазы. В этом случае нарушается окисление гомогентизиновой кислоты в тканях, повышается ее содержание в жидкостях организма и моче. В присутствии кислорода гомогентизиновая кислота полимеризуется с образованием алкаптона (пигмента черного цвета). Поэтому моча таких больных на воздухе темнеет. Алкаптон может откладываться в коже, сухожилиях, хрящах носа, ушей и суставов. При значительных отложениях пигмента в суставах нарушается их подвижность.

3. Альбинизм возникает при отсутствии тирозиназы, которая участвует в превращении ДОФА в ДОФА-хинон и далее в меланин. В результате у людей возникает слабая пигментация кожи, волос, красноватый цвет радужной оболочки глаз.

Синтез креатина

Креатин - это небелковое азотсодержащее соединение, в образовании которого участвуют печень и почки. Процесс начинается в почках, где из глицина и аргинина образуются гликоциамин (гуанидиноацетат) и орнитин. Орнитин используется в синтезе мочевины. Гликоциамин поступает в кровь и переносится в печень, где он метилируется при участии S-аденозилметионина, превращаясь в креатин, который поступает в мышцы. Когда мышца находится в состоянии покоя, креатин под действием креатинкиназы и при участии АТФ превращается в креатинфосфат - запасной макроэрг. При мышечном сокращении фосфат с креатинфосфата переносится под действием креатинкиназы на АДФ с образованием АТФ. Конечным продуктом обмена креатина является креатинин, одновременное определение которого в крови и моче проводят для расчета клиренса, показывающего очистительную способность почек. Определение активности креатинкиназы в сыворотке крови используют для диагностики инфаркта миокарда.

5.3. Самостоятельная работа по теме:

5.3.1. Вопросы для самостоятельной подготовки к занятию:

- переваривание белков в желудке: пептидазы желудка, их характеристика. Значение ионов водорода в переваривании белков в желудке. Регуляция секреции желудочного сока;

- характеристика ферментов сока поджелудочной железы. Регуляция секреции железы;

- ферменты кишечного сока;

- патология переваривания белков: острый панкреатит, его диагностика и лечение; синдром нарушенного переваривания и всасывания белков;

- источники и пути использования аминокислот в организме;

- декарбоксилирование аминокислот: ход реакции, продукты и их использование;

- декарбоксилирование глутамата, серина, цистеина, лизина, орнитина, триптофана, гистидина;

- значение реакции декарбоксилирования в образовании катехола-минов;

- переаминирование аминокислот, ход реакций, значение, регуляция;

- значение аминотрансфераз в диагностике болезней;

- дезаминирование аминокислот, виды дезаминирования, значение;

- окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты, значение, регуляция;

- непрямое дезаминирование аминокислот, значение;

- восстановительное аминирование: ход реакции, ферменты, коферменты, значение для организма;

- обмен аминокислот по радикалу;

- источники аммиака и причины его токсичности аммиака;

- способы обезвреживания аммиака в клетках; транспортные формы аммиака в крови;

- синтез мочевины: ход реакций, регуляция, значение, связь с циклом Кребса;

- синтез креатина: ход реакций, значение креатинфосфата, метаболизм;

- диагностическое значение креатинкиназы и креатинина, клиренс по креатинину;

- обмен отдельных аминокислот.

5.3.2. Лабораторная работа

Определение активности аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ)

Принцип метода. Метод основан на фотометрическом определении динитрофенилгидразонов пирувата, образующегося в результате ферментативной реакции под действием АлАТ. При действии АсАТ образуется оксалоацетат, переходящий в пируват самопроизвольно. Концентрация динитрофенилгидразонов пирувата служит мерой активности обоих ферментов

Ход работы.

1. Определение активности АсАТ. Пробирку с 0,5 мл буферно-субстратной смеси для АсАТ помещают в термостат при 37ОС на 5 мин. Затем добавляют 0,1 мл сыворотки и оставляют в термостате на 30 мин. Когда время инкубации подходит к концу, начинают готовить контроль, в котором 0,1 мл сыворотки смешивают с 0,5 мл буферно-субстратной смеси. Сразу же в опытную и контрольную пробы добавляют 0,5 мл р-ра динитрофенилгидразина и оставляют пробы на 10 мин при комнатной температуре. Затем в каждую пробирку добавляют по 5 мл 0,4Н р-ра едкого натра и через 10 мин колориметрируют пробы при сине-зеленом светофильтре в кювете толщиной 1 см против воды.

2. Определение активности АлАТ. Проводят точно так же, как и определение активности АсАТ, только берут субстратно-буферную смесь для АлАТ.

Расчет активности АсАТ и АлАТ. Разность между оптическими плотностями контрольной и опытной проб указывает изменение оптической плотности в результате прошедшей ферментативной реакции. По этой разности определяют активность АсАТ и АлАТ по калибровочному графику. Активность ферментов выражают в мкмолях пирувата, образовавшегося за час инкубации на 1 мл сыворотки.

Норма активности АлАТ – 0,1-0,7 мкмоль/мл за 1 час, АсАТ – 0,1-0,5 мкмоль/мл за 1 час.

Диагностическое значение определения активности аминотрансфераз

Повышение активности аминотрансфераз в сыворотке отмечается при поражении органов и тканей, богатых данными ферментами. При инфаркте миокарда наблюдается повышение активности АсАТ (в 2-20 раз). Увеличение активности начинается через 6-12 часов и возвращается к исходному уровню через 4-5 дней. При стенокардии активность АсАТ, как правило, остается в норме. При заболеваниях печени в первую очередь и наиболее значительно по сравнению с АсАТ изменяется активность АлАТ. При инфекционном гепатите максимум повышения отмечается на 6-10 день заболевания и постепенно возвращается к норме к 15-20 дню. Повышение активности АлАТ отмечается и при безжелтушной форме болезни Боткина. Механические желтухи, холангиты и ряд других заболеваний печени обычно не сопровождаются значительным повышением активности АсАТ и АлАТ и их соотношения (коэффициент де Ритиса). В норме этот коэффициент = 1,33±0,42. При паренхиматозных заболеваниях печени происходит снижение коэффициента, а при остром инфаркте миокарда он резко возрастает.

5.4. Итоговый контроль знаний:

5.4.1. Вопросы для защиты лабораторной работы

- К каким ферментам (внутри - или внеклеточным) относятся аминотрансферазы?

- Принцип определения активности аминотрансфераз?

-При каких заболеваниях увеличивается активность аспартатаминотрансферазы в сыворотке крови? Активность каких еще ферментов сыворотки крови увеличивается при этих заболеваниях?

- Что такое коэффициент де Ритиса?

- При каких патологиях и как изменяется коэффициент де Ритиса?

5.4.2. Ситуационные задачи

1.  При голодании белки скелетных мышц начинают служить источником энергии для головного мозга и сердца. Какие превращения, и в каких тканях произойдут с этими белками, прежде чем миокард и мозг смогут использовать энергию их распада?

2.  На аммиачном производстве произошла авария с розливом аммиака. Нескольких рабочих доставили в реанимацию в бессознательном состоянии. Объясните, почему рабочие потеряли сознание?

3.  Сколько молекул орнитина нужно затратить для синтеза 1000 молекул мочевины?

4.  Кошкам, голодавшим в течение суток, дали утром натощак аминокислотную смесь, содержащую весь набор аминокислот, за исключением аргинина. Через 2 часа содержание аммиака в крови возросло 140 мкг/л при норме 18 мкг/л, появились клинические симптомы аммиачного отравления (судороги, ком1). В контрольной группе животных, получивших полную смесь, таких симптомов не было. Объясните 1) почему отсутствие аргинина привело к аммиачному отравлению; 2) можно ли аргинин заменить орнитином?

5.  Почему связывание аммиака в мочевину приводит к снижению его токсичности?

5.4.3. Тесты

1. В СОСТАВ АМИНОКИСЛОТ ВХОДЯТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ

1) амино, тио, карбоксильная;

2) амино, алкокси, карбоксильная;
3) амино, радикал, карбоксильная.

2. БЕЛКИ В ОРГАНИЗМЕ ВЫПОЛНЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ:

1) ферментативная;

2) защитная;

3) энергетическая;

4) мембранная.

3. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА НЕОБХОДИМА ДЛЯ:

1) активации пепсина;

2) обезвреживания бактерий;

3) поддержания необходимого рН;

4) нормального функционирования клеток слизистой желудка.

4. ЭТАНОЛАМИН ОБРАЗУЕТСЯ ПУТЕМ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТЫ:

1) валина;

2) гистидина;

3) серина;

4) глутамина.

5. ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ОКИСЛИТЬ АМИНОКИСЛОТУ ДО УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА И ВОДЫ, НЕОБХОДИМО ЕЕ СНАЧАЛА

1) декарбоксилировать;

2) дезаминировать;

3) изменить радикал;

4) превратить аминокислоту в аминоациладенилат.

6. ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ – ВАЖНЕЙШИЙ ПРОЦЕСС АМИНОКИСЛОТНОГО ОБМЕНА, С УЧАСТИЕМ КОТОРОГО ПРОИСХОДЯТ:

1) образование субстратов для глюконеогенеза;

2) синтез заменимых аминокислот;

3) начальный этап катаболизма аминокислот;

4) синтез белков в тканях.

7. КОНЕЧНЫМИ ПРОДУКТАМИ ГЛУТАМАТДЕГИДРОГЕНАЗНОЙ РЕАКЦИИ ЯВЛЯЮТСЯ:

1) ацетил-КоА;

2) НАДФН;

3) 2-оксоглутарат;

4) аммиак;

5) НАДН;

6) вода.

8. ПУТЯМИ СВЯЗЫВАНИЯ АММИАКА В КЛЕТКАХ ЯВЛЯЮТСЯ:

1) восстановительное аминирование;

2) образование аланина;

3) образование глутамина;

4) образование аспарагина;

5) дезаминирование глутамата.

9. СИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ БУДЕТ НЕВОЗМОЖЕН БЕЗ:

1) орнитина;

2) аспартата;

3) АТФ;

4) глутамата;

5) аргинина;

6) глюкозы.

10. ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ИНФАРКТА МИОКАРДА ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ КРЕАТИНКИНАЗЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ, ПОТОМУ ЧТО:

1) она не активна в мышце;

2) она приводит к освобождению энергии, необходимой для сокращения мышцы;

3) она освобождается из мышцы при некрозе ее клеток;

4) это тканеспецифичный фермент.

6. Домашнее задание для уяснения темы занятия

(смотрите методические указания к занятию №5)

7. Рекомендации по выполнению НИРС, в том числе список тем, предлагаемых кафедрой.

7.1. Проделать лабораторную работу и сделать выводы.

7.2. Подготовить реферат по теме:

- значение витамина В6 в трансаминировании аминокислот;

- виды дезаминирования аминокислот, значение в организме;

- биологическое значение трансаминирования. Диагностическое значение аминотрансфераз в клинической практике.

Занятие № 7

1. Тема: «Азотистые вещества крови. Пигментный обмен. Желтухи. Определение билирубина. Контроль по теме «Азотистый обмен»

2. Форма организации занятия: лабораторное занятие.

3. Значение темы: Данная тема включает обмен разных веществ, но всех их объединяет то, что они в своем составе содержат азот. Нуклеиновые кислоты – это носители генетической информации обо всех белках, работающих в организме. Нарушения в обмене нуклеиновых кислот и их функционировании приводят к серьезным последствиям, которые выражаются в виде первичных энзимопатий, а также таких болезней как подагра и других. Одним из конечных продуктов распада гемоглобина является билирубин, при накоплении которого в организме возникают желтухи. Азотистые вещества крови, в частности ее белки, имеют большое значение для жизнедеятельности.

4. Цели обучения:

- общая: обучающийся должен обладать общекультурными компетенциями ОК-1, ОК-5 и профессиональными компетенциями ПК-1.

- учебная:

знать: обмен нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Матричные синтезы. Азотистые вещества крови. Патология обмена азотсодержащих веществ.

уметь: определять содержание билирубина в сыворотке крови; анализировать полученные лабораторные данные; решать ситуационные задачи;

владеть: приемами работы на фотоэлектроколориметре (КФК).

5. План изучения темы:

5.1. Контроль исходного уровня знаний.

5.1.1. Тесты:

1. ВЫБЕРИТЕ ОДИН НЕПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ.

ДЛЯ СИНТЕЗА ГЕМА НЕОБХОДИМЫ

1) АТФ;

2) сукцинил-КоА;

3) глицин;

4) пиридоксальфосфат;

5) Fe2+.

2. ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ.

СВОЙСТВА СВЯЗАННОГО БИЛИРУБИНА:

1) токсичен;

2) нетоксичен;

3) хорошо растворим в воде;

4) проникает через почечный фильтр;

5) не проникает через почечный фильтр.

3. ВЫБЕРИТЕ ОДИН ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ.

СВЯЗАННЫЙ БИЛИРУБИН ОБРАЗУЕТСЯ В ПЕЧЕНИ ПУТЕМ КОНЪЮГАЦИИ С:

1) глюкуроновой кислотой;

2) гиалуроновой кислотой;

3) глюкозой;

4) аскорбиновой кислотой;

5) гепарином.

4. ГЕМОГЛОБИН СИНТЕЗИРУЕТСЯ В

1) головном мозге;

2) красном костном мозге;

3) печени;

4) селезенке.

5. ГЛОБИН РАСПАДАЕТСЯ ДО АМИНОКИСЛОТ ПОД ДЕЙСТВИЕМ

1) пепсина;

2) пептидаз;

3) амилазы;

4) липазы.

6. ПЕЧЕНЬ ВЫПОЛНЯЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ:

1) пищеварительную;

2) метаболическую;

3) депонирующую;

4) барьерную;

5) гомеостатическую;

6) детоксикационную;

7) терморегуляторную.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО АЗОТА ИСПОЛЬЗУЮТ В ДИАГНОСТИКЕ ЗАБОЛЕВАНИЙ:

1) тяжелый цирроз печени

2) туберкулез

3) опухоли мочевого пузыря

4) панкреатит

8. ГИПЕРАЗОТЕМИЯ

1) повышение остаточного азота

2) повышение содержания белков в крови

3) повышение содержания аммиака в крови

4) повышение солей мочевой кислоты в крови

Правильный ответ: 1

9. БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ ВЫПОЛНЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ:

1) определяют онкотическое давление;

2) обеспечивают вязкость крови;

3) энергетическая;

4) обеспечивают свертываемость крови.

10. ПРИЧИНЫ ГИПОАЛЬБУМИНЕМИИ:

1) потеря из кровяного русла;

2) снижение синтеза в печени;

3) увеличение распада;

4) связывания с другими белками крови.

5.2. Основные понятия и положения темы

Переваривание нуклеопротеинов

Нуклеиновый компонент отделяется от белка в кислой среде желудка. В кишечнике РНК и ДНК гидролизуются под действием панкреатических ферментов - рибонуклеазы (РНК-азы) и дезоксирибонуклеазы (ДНК-азы). Продукты гидролиза полинуклеотидов - мононуклеотиды под действием нуклеотидаз и нуклеозидаз расщепляются на азотистые основания, пентозы (рибоза или дезоксирибоза) и фосфорную кислоту, которые всасываются.

Обмен нуклеотидов

Катаболизм пуриновых нуклеотидов

Катаболизм пуриновых нуклеотидов включает реакции гидролитического отщепления фосфатного остатка, рибозного остатка и аминогруппы. В результате этих реакций из АМФ образуется гипоксантин, из ГМФ - ксантин; которые под действием ксантиноксидазы превращаются в мочевую кислоту.

Образование мочевой кислоты происходит главным образом в печени. Мочевая кислота - основной продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов у человека. В организме ежесуточно образуется 0,5 - 1 г мочевой кислоты, которая выводится через почки.

Мочевая кислота плохо растворима в воде и жидких средах организма. В норме ее концентрация на пределе растворимости и составляет 0,1 – 0,4 ммоль/л. Если концентрация мочевой кислоты становится выше нормальной, происходит отложение ее солей (уратов) в суставах и почках. Повышение концентрации мочевой кислоты в крови называется гиперурикемией. Хроническое повышение уровня мочевой кислоты приводит к развитию подагры. Классическая подагра обусловлена тремя факторами - увеличенным синтезом мочевой кислоты, снижением содержания в плазме уратсвязывающего белка и замедленным выведением с мочой.

Клинические проявления подагры:

1. Повторяющиеся приступы острого воспаления суставов, чаще всего мелких (подагрический криз); обычно болезнь начинается с воспаления первого плюснефалангового сустава большого пальца ноги. Подагрический криз связан с отложением кристаллов мононатриевой соли мочевой кислоты в суставе.

2. Подагрические узлы (тофусы), возникают в результате местного отложения и накопления уратов; локализация - мелкие суставы, сухожилия, хрящи, кожа. Иногда кожа над тофусом атрофируется, разрушается и из тофуса высыпается порошок, состоящий из уратов. Ураты могут откладываться и в почечных лоханках, образуя почечные камни.

Для лечения подагры применяют аллопуринол – аналог гипоксантина. Аллопуринол является конкурентным ингибитором ксантиноксидазы. Его прием снижает содержание в крови мочевой кислоты.

Биосинтез пуриновых нуклеотидов

Синтез пуриновых нуклеотидов происходит двумя путями:

1. de novo, то есть из низкомолекулярных веществ. Для синтеза пурина необходимы: углекислый газ, глицин, формилтетрагидрофолат (активная форма фолиевой кислоты), глутамин, аспартат. Сборка пуринового азотистого основания происходит на 5-фосфорибозил-1-пирофосфате, кото-рый образуется из рибозо-5-фосфата при участии АТФ. В результате синтезируется инозиновая кислота, из которой далее – АМФ и ГМФ. Образования нуклеозиддифосфатов или нуклеозидтрифосфатов происходит под действием киназ с затратой АТФ.

2. Синтез пуриновых нуклеотидов с использованием готовых азотистых оснований. Требует мало энергии. Однако большого значения не имеет. Если этот путь заторможен, тогда возникает болезнь Леша-Нихана. При этой болезни у детей наблюдаются симптомы подагры, церебральные параличи, нарушение интеллекта, попытки наносить себе раны.

Дезоксирибонуклеотиды – предшественники ДНК – образуются из рибонуклеотидов при участии тиоредоксинредуктазы, белка - тиоредоксина и НАДФН.

Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов

Превращения пиримидиновых оснований в результате дезаминиро-вания и декарбоксилирования идет до b-аланина, углекислого газа, аммиака и b-аминоизомасляной кислоты. b-аланин используется для синтеза дипептидов мышц - карнозина и ансерина - или выделяется с мочой, а также окисляется как обычный аланин.

Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов

Пиримидиновое основание синтезируется из карбамоилфосфата и аспарагиновой кислоты. Первоначальным соединением является дигидрооротовая кислота, из которой в дальнейшем образуются оротовая, оротидиловая и уридиловая кислоты (УМФ). Другие пиримидиновые нуклеотиды образуются из УМФ.

Синтез УМФ регулируется по механизму отрицательной обратной связи: УТФ является аллостерическим ингибитором первого фермента этой метаболической цепи - карбамоилфосфатсинтетазы. Этот механизм предотвращает избыточный синтез не только УМФ, но и всех других пиримидиновых нуклеотидов.

Оротацидурией называется состояние, связанное с выделением с мочой больших количеств оротовой кислоты (до 1,5г, что в 1000 раз превышает норму). Болезнь связана с недостаточностью фермента, катализирующего синтез УМФ. В результате возникает недостаточность пиримидиновых нуклеотидов, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот, а оротовая кислота накапливается. При отсутствии лечения наследственная оротацидурия приводит к развитию необратимого резкого отставания умственного и физического развития. Для лечения этого заболевания применяют уридин, что обеспечивает образование УМФ и, следовательно, других нуклеотидов.

Строение гемоглобина

Гемоглобин относится к хромопротеидам. Состоит из белка глобина и простетической группы, представленной 4-мя гемами. Глобин – тетрамер, образованный двумя a- и двумя b-полипептидными цепями. Гем содержит 4 пиррольных кольца, соединенных метиновыми мостиками, 4 метильных группы, 2 винильных радикала, 2 остатка пропионовой кислоты и двухвалентное железо, которое присоединено к азотам пиррольных колец. Гем присоединяется к гистидиновому остатку глобина. Гемоглобин выполняет транспортную функцию, переносит газы.

Распад гемоглобина

За сутки в организме человека распадается около 9г гемпротеидов, главным образом в результате распада гемоглобина эритроцитов. Эритроциты живут 100-120 дней, распад их происходит либо в кровеносном русле, либо в селезенке. Гемоглобин, освобождающийся из эритроцитов в крови, связывается гаптоглобином и в виде комплекса гемоглобин-гаптоглобин попадает в клетки системы мононуклеарных фагоцитов, главным образом селезенки. Гемоглобин окисляется в метгемоглобин (Fe3+). Гаптоглобин при этом отщепляется и переходит в кровь, а гемоглобин подвергается распаду. Под действием гемоксигеназы происходит окислительное расщепление метинового мостика гема, кольцевая структура гема разрывается и образуется вердоглобин.

Вердоглобин теряет:

- железо, которое связывается белком-переносчиком трансферрином и доставляется с кровью в костный мозг;

- глобин, который гидролизуется катепсинами селезенки до аминокислот.

Таким образом, вердоглобин превращается в биливердин (пигмент зеленого цвета), при восстановлении которого образуется билирубин - пигмент красно-желтого цвета. Это свободный билирубин (непрямой, неконъюгированный). Свободный билирубин - токсичен и плохо растворим в воде, не проникает через почечный барьер. Непрямым билирубин называется потому, что с реактивом Эрлиха он дает непрямую реакцию (после предварительной обработки крови сыворотки спиртом). Свободный билирубин, поступая в кровь, связывается белком плазмы альбумином и с током крови поступает в клетки печени, где он легко проникает через мембрану клеток, освобождаясь от альбумина.

В печени билирубин под действием фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы связывается с глюкуроновой кислотой, при этом образуются билирубинглюкурониды или связанный (конъюгированный, прямой билирубин). Связанный билирубин – нетоксичен, растворим в воде, проникает через почечный барьер. Прямой билирубин с реактивом Эрлиха дает прямую реакцию. Билирубинглюкурониды могут диффундировать в кровеносные капилляры в незначительных количествах, поэтому в плазме на их долю приходится 25% от общего билирубина, а на долю свободного - 75%.

В желчных протоках происходит отщепление остатков глюкуроновой кислоты от связанного билирубина и в таком виде он поступает в кишечник, где подвергается многократному восстановлению под действием ферментов микрофлоры. В тонком кишечнике билирубин превращается в мезобилирубин, затем мезобилиноген (или уробилиноген), который всасывается в тонком кишечнике и через воротную вену поступает в печень, где уробилиноген необратимо разрушается до моно - и дипирролов. В толстом кишечнике мезобилиноген восстанавливается анаэробными бактериями до стеркобилиногена. Большая часть стеркобилиногена выделяется с фекалиями и быстро окисляется кислородом воздуха до стеркобилина, определяя цвет фекалий.

Небольшие количества стеркобилиногена всасываются в прямой кишке и через систему геморроидальных вен, минуя печень, поступают с током крови в почки, которые выводят его с мочой. Стеркобилиноген мочи окисляется в стеркобилин, частично определяя нормальный соломенно-желтый цвет мочи.

В норме содержание общего билирубина в сыворотке крови составляет 8-20,5 мкмоль/л (из них 75% свободного). Стеркобилиноген выделяется у человека в основном с калом (примерно 300 мг в сутки) и в незначительных количествах с мочой (около 1-4 мг в сутки).

У новорожденных, не имеющих кишечной микрофлоры, выделяющийся билирубин окисляется до биливердина, окрашивающего кал в зеленоватый цвет.

Нарушения пигментного обмена

В организме под влиянием различных факторов может нарушаться образование, превращение и выведение билирубина. Повышение содержания билирубина в крови ведет к отложению его в тканях, в том числе в коже и слизистых, и вызывает их окрашивание в желто-коричневый цвет. Эти состояния называют желтухами.

Различают:

·  гемолитическую (или надпеченочную) желтуху,

·  паренхиматозную (или печеночную) желтуху,

·  обтурационную (механическую или подпеченочную желтуху).

Кроме того, выделяют физиологическую желтуху новорожденных и гемолитическую болезнь новорожденных.

Гемолитическая (надпеченочная) желтуха - возникает при массивном внутрисосудистом или тканевом распаде эритроцитов (переливание несовместимой по группе и резус-фактору крови и т. д.). Большое количество свободного билирубина, поступающего из клеток ретикулоэндотелиальной системы в кровоток, не успевает обезвреживаться в печени, поэтому в крови сохраняется высокий уровень этого билирубина. Фекалии из-за избытка выделяемого стеркобилина интенсивно окрашиваются, в моче содержится много стеркобилина, окрашивающего мочу в интенсивный оранжево-желтый цвет.

Паренхиматозная (печеночная) желтуха возникает вследствие повреждения клеток печени (вирусами, токсическими гепатотропными соединениями, при циррозах), приводящего к снижению образования связанного билирубина. Однако, в результате повреждения паренхимы печени желчь, а вместе с ней и связанный билирубин, поступает не только в желчные капилляры, но и в кровь. Таким образом, в крови при печеночной желтухе увеличивается содержание как связанного, так и свободного билирубина. Фекалии из-за небольшого количества выделяющегося стеркобилина слабо окрашены, в моче содержится уробилин, так как поврежденная ткань печени не способна окислить всосавшийся мезобилиноген. Моча приобретает цвет «крепко заваренного чая» из-за появления в моче связанного билирубина.

Механическая (подпеченочная) желтуха возникает при нарушении оттока желчи в кишечник (желчнокаменная болезнь, опухоль головки поджелудочной железы). Из-за переполнения желчных путей происходит выход связанного билирубина из клеток печени обратно в кровь. В крови резко повышается содержание связанного билирубина, который, как хорошо растворимое соединение, выделяется в больших количествах с мочой, в результате моча приобретает цвет «крепко заваренного чая». Кал, в котором отсутствуют желчные пигменты, приобретает серовато-белый, глинистый цвет. В моче уробилиногенов и стеркобилиногенов нет.

Физиологическая желтуха новорожденных. У плода и у новорожденного количество эритроцитов и содержание гемоглобина в эритроцитах в расчете на единицу массы тела больше, чем у взрослых. В течение нескольких недель после рождения количество гемоглобина в крови новорожденного приближается к величине, характерной для взрослых. В этот период относительная скорость распада эритроцитов больше, чем в последующее время. В то же время имеется возрастной недостаток фермента конъюгации билирубина – глюкуронилтрансферазы, что приводит к повышению свободного билирубина в крови. Физиологическая желтуха новорожденных обычно проходит через 2 недели по мере увеличения количества глюкуронилтрансферазы. У недоношенных детей она продолжается дольше. Иногда у детей появляются судороги или необратимые расстройства нервной системы. Чтобы повысить активность глюкуронилтрансферазы, иногда прибегают к введению фенобарбитала,

который увеличивает количество фермента и уменьшает проявления желтухи.

Гемолитическая болезнь новорожденных развивается при резус-конфликте или при несовместимости по группе крови матери и плода. Гемолитическая болезнь новорожденных наблюдается у резус-отрицательных матерей, беременных резус-положительным плодом. Резус-фактор плода, попадая в кровь матери, способствует выработке антител на него. Антитела, попадая в кровь плода, взаимодействуют с резус-фактором, вызывая разрушение эритроцитов. Максимальный синтез и выброс антител происходит перед родами и в момент родов. При повторных беременностях резус-положительным плодом гемолиз эритроцитов может начаться уже внутриутробно. Длительное повышение свободного билирубина в крови оказывает токсическое влияние на развивающийся мозг. В тяжелых случаях гемолитической болезни новорожденных прибегают к заменному переливанию крови.

Биосинтез гемоглобина

Синтез белковой части (глобина) происходит обычным путем на рибосомах. Для образования гема требуются: железо, глицин, сукцинил-КоА, витамины В6, В12 и В9 (фолиевая кислота).

Гем является регулятором синтеза полипептидных цепей глобина. При низком содержании гема в ретикулоцитах активизируется ингибитор инициации синтеза белка и образование глобина замедляется. Накопление гема сопровождается торможением ингибитора и активацией синтеза белка.

Белки плазмы крови

Белки являются важной составной частью крови и выполняют следующие функции:

1) определяют онкотическое давление;

2) обеспечивают вязкость крови;

3) обеспечивают свертываемость крови;

4) участвуют в регуляции кислотно-основного равновесия;

5) выполняют транспортную функцию (переносят липиды, НЭЖК, металлы, билирубин, гемоглобин, гор­моны, лекарственные вещества);

6) обеспечивают иммунитет (антитела, интерферон и др.);

7) питательная функция (белки являются резервом аминокислот).

Белки плазмы обычно делят на альбумины, глобулины и фибриноген.

Из 9-10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится примерно 7,4%. Концентрация белков в плазме крови составляет 63-85г/л. Из них на долю альбуминов приходится 57%, a1-глобулинов - 5%, a2 - глобулинов - 9%, b-глобулинов - 13%, g-глобулинов - 16%.

Альбумины

Альбумины являются самыми легкими белками плазмы крови ( Мол. масса 70000). Это простые, высокогидро­фильные белки. Образуются в гепа­тоцитах печени. Выполняют следующие функции:

–  играют важную роль в поддержании коллоидно-ос­мо­ти­чес­кого давления крови (на 3/4 оно созда­ется аль­буминами);

–  транспортируют многие вещества, в том числе билирубин, катионы металлов и красок, НЭЖК, холестерин и др.;

–  служат богатым и быстро реализуемым резервом аминокислот.

Снижение содержания альбуминов в плазме крови приводит к гипопро-теинемии, так как на долю альбуминов приходится больше половины всех белков плазмы.

Причины гипоальбуминемии:

–  снижение биосинтеза альбуминов из-за белкового голодания; на­рушения переваривания и вса­сывания белков в ЖКТ; локального поврежде­ния печени (повреждения гепатоцитов);

–  потеря белка из кровяного русла из-за патологии почек; увеличения проницаемости сосудов; че­рез ЖКТ;

–  увеличение распада белков из-за активации катепсинов.

Снижение концентрации альбуминов до 30 г/л вызывает отеки.

Глобулины

Это целая группа белков, которые могут быть разделены электрофорети­чески на подгруппы. a и b-гло­булины вырабатываются в ретикулоэндотели­альной системе, в том числе купферовскими клетками печени.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6