7. Роль ренин-ангиотензин-альдостероновой системы в регуляции водно-минерального обмена.

Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин.Ренин - протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль конечной части афферентных (приносящих) артериол, входящих в почечные клубочки .Юкстагломерулярные клетки особенно чувствительны к снижению перфузионного давления в почках. Уменьшение АД (кровотечение, потеря жидкости, снижение концентрации NaCl) сопровождается падением перфузионного давления в приносящих артериолах клубочка и соответствующей стимуляцией высвобождения ренина.

Субстратом для ренина служит ангиотензиноген. Ангиотензиноген - α2-глобулин, содержащий более чем 400 аминокислотных остатков. Образование ангиотензиногена происходит в печени и стимулируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин гидролизует пептидную связь в молекуле ангиотензиногена и отщепляет N-концевой декапептид (ангиотензин I), не имеющий биологической активности.

Под действием карбоксидипептидилпептидазы, или антиотензин-превращающего фермента (АПФ), выявленного в эндотелиальных клетках, лёгких и плазме крови, с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется октапептид - ангиотензин II.

Ангиотензин II, связываясь со специфическими рецепторами, локализованными на поверхности клеток клубочковой зоны коры надпочечников.и ГМК, вызывает изменение внутриклеточной концентрации диацилглицерола и инозитолтрифосфата. Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение из ЭР ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С, опосредуя тем самым специфический биологический ответ клетки на действие ангиотензина П.

При участии аминопептидаз ангиотензин II превращается в ангиотензин III - гептапептид, проявляющий активность ангиотензина II. Однако концентрация гептапептида в плазме крови в 4 раза меньше концентрации октапептида, и поэтому большинство эффектов являются результатом действия ангиотензина П. Дальнейшее расщепление ангиотензина II и ангиотензина III протекает при участии специфических протеаз (ангиотензиназ).

Ангиотензин II оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников, который, в свою очередь, вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается. Кроме этого, ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает мощное сосудосуживающее действие и тем самым повышает АД.

8. Микроэлементы, распространение и роль.

1. ЖЕЛЕЗО.

Содержание в организме. У взрослого человека содержиться 4,2 г железа, 70-80% его включено в гемоглобин, 5-10% - в миоглобин, около 1% находится в дыхательных ситемах, остальное – резервное железо.Пищевые источникиСуточная потребность: 10 мг для мужчин, 12-15 мг для женщин.Обмен. Гемовое железо всасывается в составе порфиринового макроцикла, негемовое – в виде ионов Fe2+. Для оптимального усвоения железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Среди пищевых факторов увеличивает всасывание железа витамин С, аминокислоты, моносахара, снижают – фосфаты и полифенольные соединения (например, кофе). Из просвета кишечника железо всасывается в комплексе с мукозным трансферрином, а в крови транспортируется трасферрином, белком фракции b-глобулинов. Основным белком депонирующим железо в тканях является ферритин, состоящий из 24 субъединиц и связывающий до 4300 ионов железа. В организме существуют 3 метаболических цикла железа: 1. плазма-костный мозг-эритроциты-плазмв; 2. плазма-ферритин-плазма; 3. плазма-миоглобин-железо-содержащие ферменты-плазма. Все три цикла связаны между собой ерез железо плазмы крови. из организмы железо выводится в составе слущенного эпителия тонкой кишки.Функции железа. 1. транспорт электронов; 2. транспорт и депонирование кислорода; 3. участие в формировании активных центров оксидоредуктаз.

ЦИНК.

Является одним из основных эссенциальных микроэлементов в питании человека и животных. Содержание в организме. В организме человека содержится 2-3 г цинка, 60% которого находится в скелетных мышцах. У мужчин 15 мг цинка содержится в предстательной железе.Пищевые источники: печень, какао, мясо, птица, бобовые, пшеничные отруби и крупы, твердые сыры, креветки, орехи грецкие, рыба.Суточная потребность: 10-22 мг, беременные –10-30 мг, кормящие женщины – 13-54 мг.Обмен. Абсорбция солей цинка из пищи составляет 50%, белковая диета повышает всасывание цинка, а высоко содержание фосфатов и кальция, наоборот, снижает, причем кальций тормозит всасывание цинка только в присутствии фитиновой кислоты, содержащейся в хлебных злаках и образующей с ионами кальция и цинка нерастворимые комплексы. Цинк транспортируется от ЖКТ в печень в комплексе с альбумином, экскретируется в основном из ЖКТ, где он представлен неабсорбированным цинком пищи и эндогенным цинком, выделенным с желчью.Биологическая роль. В настоящее время цинк найден в более, чем в 200 ферментах. Цинк играет важную роль в синтезе белка и нуклеиновых кислот. Он необходим для стабилизации ДНК, РНК и рибосом, обеспечивает обратный процесс денатурации ДНК, входит в состав аминоацил-тРНК-синтетаз и факторов элонгации трансляции. Цинк обнаружен в составе обратной транскриптазы. Роль цинка в стабилизации ДНК состоит в следующем. В нативной ДНК цинк связан с фосфатными группами. При расхождении цепей ДНК цинк образует координационные комплексы с азотистыми основаниями ДНК, удерживая их на определенном расстоянии и способствуя быстрому восстановлению двойной спирали. Цинк способствует усилению синтеза коллагена при заживлении и ран и стабилизации мембран лизосом; снижает транспорт электронов и митохондриальное дыхание. Цинк необходим для образования гексамеров и других кристаллических форм инсулина, в виде которых гормон депонируется, и пролонгирует его физиологическое действие. Цинк влияет на функцию вкусового анализатора; является составной частью алкогольдегидрогеназы и карбоангидразы. Ряд проявлений биологической активности цинка связано с его высоким сродством к тиогруппам, которые цинк стабилизирует предупреждая ох оксление ионами меди и железа.Препараты цинка используется в лечении гепато-церебральной дистрофии, препятствуя всасыванию и усвоению меди, в лечении гнездного облысения (алопеции), гипогонадизма, в комплексной терапии дейтей с церебральными параличами, а также как вяжущее и дезинфецирующее средство при кожных заболеванях

Отсутствие цинка в питании или глубокий его дефицит приводят к развитию специфического микроэлементоза, основными проявлениями которого являются гипогонадизм, замедление роста (карликовость), нарушение оссификации костей, патологические изменения кожи. Относительная недостаточность цинка проявляется: кожными проявлениями (дерматит, экзема, угревая сыпь, плохое заживление ран), аллопеции, медленному росту волос, поражения слизистых оболочек (стоматит, гингивит, хейлит, язвы, эрозии), иммунодефицитом, ухудшению толерантности к глюкозе, замедлению роста и полового созревания детей, угнетением сперматогенеза, гиперхолестеринемией, отклонениями со стороны нервной системы (гиперактивность или депрессия, ухудшение памяти, извращение обоняния и вкуса, анорексия). Недостаточность цинка приводит к тому, что оказывается незанятым много молекулярных сайтов его связывания, что может спровоцировать в организме накопление кадмия и свинца в опасных количествах.Причины недостаточности цинка: потребление в качестве основного продукта питания бездрожжевого теста из муки тонкого помола (высокий уровень фитина – гексафосфатный эфир инозита), кровопотери, вызванные кишечными гельминтами; потоотделение вызванное высокой температурой внешней среды, алкоголизм, тяжелые циррозы печени, хронические заболевания кишечника с нарушением всасывания, беременность, инфекционные болезни, хирургические вмешательства, тяжелые ожоги, вегетарианство.

3. МЕДЬ.

Содержание в организме. В организме человека содержится в среднем 75-150 мг меди, окколо 50% этого количества находится в мышцах и костях. Кроме того, высоко содержание меди в печени, в головном мозге, сердце и почках.Пищевые источники. Печень, продукты моря, зернобобовые, гречневая и овсяная крупа, орехи. Очень низкое содержание меди в молочных продуктах.Суточная потребность. 80 мкг/кг для детей раннего возраста, 40 мкг/кг – для более старших детей, 30 мкг/кг – для взрослых.Обмен. Медь всасывается в верхних отделах кишечника и частично в желудке в комплексе с a-аминокислотами и с участием специфически транспортных белков. Всасывание меди значительно снижается под влиянием сульфидов, образующих с ней нерастворимые соли. В комплексе с сывороточным альбумином медь поступает в печень, где включается в состав особого белка – церулоплазмина.Биологическая роль. Известно более 30 белков и ферментов , в состав которых входит медь. Медь входит в состав цитохромоксидазы – терминального звена митохондриальной цепи переноса электронов, играющей важную роль в процессах биологического окисления и окислительного фосфорилирования генерации АТФ; моноаминооксидазы, катализирующей окислительное дезаминирование катехоламинов, серотонина и др., а также лизина (лизилоксидаза). Последний процесс определяет образование поперечных сшивок в молекуле коллагена и эластина. Медь участвует в построении тирозиназы, катализирующей превращение тирозина в дофамин и меланины. Отсутствие или недостаточная активность итрозиназы приводит к альбинизму, а ее черезмерная активность – к развитию меланомы (быстропрогрессирующего рака кожи). Церулоплазмин содержит 8 атомов меди и обладает антиоксидантными свыойствами, участвует в метаболизме железа, окисляя двухвалентное железо в трехвалентное, способное транспортироваться трансферрином.Причины возникновения недостаточности меди: молочная диета, парентеральное питание, кормление детей молочными смесями с низким содержанием меди, синдром мальабсорбции (нарушенного всасывания), нефротический синдром, белково-калорийная недостаточность. Симптомы недостаточности – возникновение дефектного коллагена, нарушается образование волокон соединительной ткани сосудов, скелета и других органов, отмечается похудание, вялость.При возникновении в организме избытка меди развивается гепато-церебральная дистрофия, или болезнь Вильсона-Коновалова, характеризующейся накоплением меди в головном мозге, печени, что приводит к нарушению функций центральной нервной системы. Более того, изменения уровня меди обнаружено при шизофрении и эпилепсии. Препараты меди используют для снижения возбудимости при психических заболеваниях.

4. МАРГАНЕЦ.

В организме человека содержится 12-20 мг марганца, наиболее высоко содержание металла в мозге, печени, почках поджелудочной железе.Содержание металла в организме регулируется путем изменения скорости его экскреции ( в соновном желчью). Усвояемость марганца колеблется от 37% до 63% его содержания в рационе. Высокое содержание кальция и фосфора в диете препятствует всасывания марганца. В крови марганец транспортируется b1-глобулином (трансманганин).Пищевые источники. Наиболее богаты марганцем злаковые, бобовые, орехи, кофе и чай, невысокий уровень его в мясе, рыбе, морепродуктах, молоке, яйцах.Суточная потребность составляет 2-3 мг, рекомендуемый уровень его потребления – 5-10мг.Биологическая роль. В большинстве случаев марганец не является кофактором ферментов, но способен оказывать активирующее воздействие на их каталитическую активность (аллостерический активатор). К таким ферментам относятся аргиназа, фосфатаза, изоцитратдегидрогеназа, РНК- и ДНК-полимераза и др. Существуют, однако, ферменты, для которых присутствие марганца обязательно. Это мукополисахарид-полимераза и галактозилтрансфераза, участвующие в биосинтезе хондроитинсульфата, одного из основных компонентов хрящевой ткани. Третий фермент – пируваткорбоксилаза – играет ведущую роль в регуляции гликонеогенеза. Марганец принимает участие в регуляции углеводно-липидного обмена, активно стимулируя синтез холестерина. У животных марганец участвует в синтезе витамина С.Недостаточность марганца проявляется выраженной гипохолестеринемией, похуданием, дерматитом, тошнотой, рвотой, в эксперименте обнаружено уменьшение островков Лангерганса. Снижение уровня марганца отмечено в крови и тканях больных сахарным диабетом.

5. ЙОД.

В организме человека содержится 15-20 мг йода, 8 мг сконцентрировано в щитовидной железе. Всасывается в кишечнике в виде неорганических йодидов.Пищевые источники содержание йода в продуктах зависит от уровня йода в почве и в воде данной местности. Очень богаты йодом морская капуста, морская рыба и ракообразные. В мясе, молочных продуктах содержание йода составляет 7-16 мкг/100 г съедобно части. Для профилактике зоба в эндемических областях используют иодированную поваренную соль.Суточная потребность составляет 100-150 мкг.Биологическая роль. Йод – единственный из известных микроэлементов, участвующих в биосинтезе гормонов (тироксина – гормона щитовидной железы). Тироксин контролирует состояние энергетического обмена, уровень теплопродукции; активно воздействие на физическое и психическое развитие, оказывает выраженное влияние на все виды обменов в организме человека. Молекулярный механизм действия тироксина связан с его активным влиянием на процессы биологического окисления и окислительного фосфорилирования.Содержание йода в крови значительно снижается при гипотиреозе, повышается – при гипертиреозе. При избытке тироксина снижается интенсивность образования АТФ. Недостаточность йода приводит к развитию эндемического зоба.

6. МАГНИЙ.

Содержание магния в организме человека не более 20 мг.Пищевые источники овощи и фрукты, особенно абрикосы, персики, цветная капуста, помидоры и картофель. Суточная потребность 1,5 г магния.Биологическая роль. Магний является активатором многих ферментов, входит в состав киназ, осуществляющих перенос фосфатной группы от молекулы АТФ на различные субстраты (фосфотрансферазы). Ионы магния связывают между собой субъединицы рибосомы в процессе биосинтеза белка.Недостаток магния проявляется в переутомлении, раздражении, середечно-сосудистыми заболеваниями, в частности, возникновением инфаркта миокарда.

БИОХИМИЯ ПЕЧЕНИ

9. Роль печени в обмене белков и аминокислот. Печень играет центральную роль в обмене белков. Она выполняет следующие основные функции: синтез специфических белков плазмы; образование мочевины и мочевой кислоты; синтез холина и креатина; трансаминирование и дезаминирование аминокислот, что весьма важно для взаимных превращений аминокислот, а также для процесса глюконеогенеза и образования кетоновых тел. Все альбумины плазмы, 75–90% α-глобу-линов и 50% β-глобулинов синтезируются гепатоцитами. Лишь γ-гло-булины продуцируются не гепатоцитами, а системой макрофагов, к которой относятся звездчатые ретикулоэндотелиоциты (клетки Купфера). В основном γ-глобулины образуются в печени. Печень является единственным органом, где синтезируются такие важные для организма белки, как протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин.При заболеваниях печени определение фракционного состава белков плазмы (или сыворотки) крови нередко представляет интерес как в диагностическом, так и в прогностическом плане. Известно, что патологический процесс в гепатоцитах резко снижает их синтетические возможности. В результате содержание альбумина в плазме крови резко падает, что может привести к снижению онкотического давления плазмы крови, развитию отеков, а затем асцита. Отмечено, что при циррозах печени, протекающих с явлениями асцита, содержание альбуминов в сыворотке крови на 20% ниже, чем при циррозах без асцита.Нарушение синтеза ряда белковых факторов системы свертывания крови при тяжелых заболеваниях печени может привести к геморрагическим явлениям.При поражениях печени нарушается также процесс дезаминирования аминокислот, что способствует увеличению их концентрации в крови и моче. Так, если в норме содержание азота аминокислот в сыворотке крови составляет примерно 2,9–4,3 ммоль/л, то при тяжелых заболеваниях печени (атрофические процессы) эта величина возрастает до 21 ммоль/л, что приводит к аминоацидурии. Например, при острой атрофии печени количество тирозина в суточном количестве мочи может достигать 2 г (при норме 0,02–0,05 г/сут).В организме образование мочевины в основном происходит в печени. Синтез мочевины связан с затратой довольно значительного количества энергии (на образование 1 молекулы мочевины расходуется 3 молекулы АТФ). При заболевании печени, когда количество АТФ в гепатоцитах уменьшено, синтез мочевины нарушается. Показательно в этих случаях определение в сыворотке отношения азота мочевины к аминоазоту. В норме это отношение равно 2:1, а при тяжелом поражении печени составляет 1:1Большая часть мочевой кислоты также образуется в печени, где много фермента ксантиноксидазы, при участии которого оксипурины (гипо-ксантин и ксантин) превращаются в мочевую кислоту. Нельзя забывать о роли печени и в синтезе креатина. Имеются два источника креатина в организме. Существует экзогенный креатин, т.е. креатин пищевых продуктов (мясо, печень и др.), и эндогенный креатин, синтезирующийся в тканях. Синтез креатина происходит в основном в печени, откуда он с током крови поступает в мышечную ткань. Здесь креатин, фосфорилируясь, превращается в креатинфосфат, а из последнего образуется креатинин.

Аминокислоты:

Для синтеза белков используются аминокислоты, образующиеся при метаболизме эндогенных (в первую очередь мышечных) и пищевых белков, а также синтезируемые в самой печени. Большинство аминокислот, поступающих в печень по воротной вене, метаболизируются до мочевины (за исключением разветвленных аминокислот - лейцина , изолейцина и валина ).

Некоторые аминокислоты (например, аланин ) в свободном виде поступают обратно в кровь. Наконец, аминокислоты используются для синтеза внутриклеточных белков гепатоцитов, сывороточных белков и таких веществ, как глутатион , глутамин , таурин , карнозин и креатинин . Нарушение метаболизма аминокислот может привести к изменению их сывороточных концентраций. При этом уровень ароматических аминокислот и метионина , метаболизирующихся в печени, повышается, а разветвленных аминокислот, используемых скелетными мышцами , - остается нормальным или понижается.Предполагают, что нарушение соотношения этих аминокислот играет роль в патогенезе печеночной энцефалопатии , однако это не доказано.Аминокислоты разрушаются в печени при помощи реакций трансаминирования и окислительного дезаминирования. При окислительном дезаминировании из аминокислот образуются кетокислоты и аммиак . Эти реакции катализируются оксидазой L-аминокислот . Однако у человека активность этого фермента низка, и поэтому основной путь распада аминокислот следующий: сначала происходит трансаминирование - перенос аминогруппы с аминокислоты на альфа-кетоглутаровую кислоту с образованием соответствующей альфа-кетокислоты и глутаминовой кислоты , - а затем уже окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты . Трансаминирование катализируется аминотрансферазами (трансаминазами) . Эти ферменты в большом количестве содержатся в печени; они также обнаруживаются в почках, мышцах, сердце, легких и ЦНС. Наиболее изучена АсАТ . Ее сывороточная активность повышается при различных болезнях печени (например, при острых вирусном и лекарственном гепатитах ). Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты катализируется глутаматдегидрогеназой . Образующиеся в результате трансаминирования альфа-кетокислоты могут вступать в цикл Кребса , участвовать в метаболизме углеводов и липидов. Кроме того, с помощью трансаминирования в печени синтезируются многие аминокислоты, за исключением незаменимых аминокислот .Распад некоторых аминокислот идет по иному пути: так, глицин дезаминируется с помощью глициноксидазы . При тяжелом поражении печени (например, обширном некрозе печени ) метаболизм аминокислот нарушается, содержание их в крови в свободной форме повышается, и в результате может развиться гипераминоацидемическая аминоацидурия.