Вопросы и ответы для самоподготовки:

1. Гемоглобин, химическая природа гема, строение глобина.

Гемоглобин сложный белок, относится к группе хромопротеидов, состоит из белковой части – глобина, и простетической группы – 4-х гемов, имеющих одинаковое строение. Глобин имеет 2 α–полипептидных цепи (по 141 остатку аминокислот), 2β-цепей (по 146 остатков аминокислоты). Рациональное название гема: 1,3,5,8- тетраметил, 2,4- дивинил, 6,7- дипропионовокислый железопорфин. Химическую природу гема см. тему «Сложные белки».

2. Синтез гемоглобина.

Гемоглобин синтезируется в клетках костного мозга. Все необходимые для синтеза гемоглобина составные части поступают с током крови.

Белковая часть молекулы синтезируется как и все простые белки из аминокислот матричным способом.

Синтез гема протекает в несколько стадий под влиянием различных ферментов:

1. Вначале происходит образование дельта-аминолевулиновой кислоты. Это реакция протекает в результате конденсации сукцинил-КоА и глицина в митохондриях под действием фермента аминолевулинатсинтетазы.

2.Следующая реакция протекает в цитоплазме. Происходит образование порфобилиногена в результате реакции конденсации двух молекул дельта-аминолевулиновых кислот.

3.Затем, в результате многоступенчатых реакций из четырех монопиррольных молекул порфобилиногена образуется протопорфирин 1Х, являющийся непосредственным предшественником гема.

4. Протопорфирин IX присоединяет молекулу железа (реакция осуществляется под влиянием фермента гемсинтетазы или феррохелатазы) и образуется гем, который затем ис­пользуется для биосинтеза всех гемопротеидов. Оба фермен­та, участвующие в синтезе ПБГ, регулируемые, они ингибируются гемом и НЬ. Поэтому гем не образуется в избытке или недостатке. Также строго в определенном количестве образу­ется и белковая часть Нb, т. к. ее синтез может происходить только в присутствии тема, и образующиеся полипептидные цепи тут же соединяются с гемом. При низкой концентрации гема, когда нарушается его синтез, образование гемоглобина также замедляется.

Каждая из образовавшихся полипетидных цепей глобина присоединяются кодному гему, образуя моном ер гемоглобиан. 4 таких мномера, объединивщись, образуют гемоглобин.

Основной функцией гемоглобина является перенос кислорода из легких к тканям и перенос углекислого газа от тканей к легким, участие в поддержке рН крови. Свои функции гемоглобин выполняет только в составе эритроцита. Продолжительность жизни эритроцита 110-120 дней. Затем эритроцит подвергается гемолизу

3. Распад гемоглобина. Превращение билирубина в желудочно- кишечном тракте. Свободный и связанный билирубин. Свойства.

При гемолизе эритроцитов гемоглобин попадает в кровь и соединяется с белком гаптоглобином, в виде комплекса гемоглобин-гаптоглобин (Нр-Нb) транспортируется в клетки макрофагально-моноцитарной системы (ММС): это Купферовы клетки печени, клетки лимфоузлов, селезенки, пейеровых бляшек в кишечнике.

Процесс начинается с окислительного расщепления метинового мостикамежду первым и вторым пиррольными кольцами и образуется вердоглобин. Затем от вердоглобина отщепляется глобин, железо и образуется биливердин (зеленого цвета), вещество линейной структуры. Железо соединяется с -глобулинами и в виде трансферина доставляется в печень и селезенку, где депонируется в виде ферритина. Глобин распадается так же как и все простые белки до аминокислот.

Биливердин восстанавливается за счет НАДФН₂ в неконьюгированный,

свободный билирубин, который не растворим в воде и является токсичным соединением. Свободный билирубин выходит из клеток ММС, соединяется с

альбуминами и поступает в гепатоциты. В крови он называется непрямым потому, что дает реакцию с реактивом Эрлиха не сразу, а после добавления в сыворотку крови кофеинового реактива или спирта для осаждения белка.

В Купферовых клетках печени распад гемоглобина также начинается с

образования вердоглобина, затем биливердина. В печени непрямой билирубин обезвреживается в гепатоцитах путем реакции конъюгации, соединяясь с одной или двумя молекулами глюкуроновой кислоты, образуя моно- или диглюкуронид билирубина. Такой билирубин называется конъюгированным и

связанным и прямым. Этот билирубин хорошо растовряется в воде, не обладает токсическими свойствами. Биливердин и прямой билирубин собираются в желчном пузыре, придавая желчи оливковый цвет и потому их относят к пигментам желчи. Желчь поступает в тонкий кишечник, но в желчном протоке прямой билирубин, теряя глюкуроновые кислоты, снова превращается в непрямой. Биливердин проходит через весь кишечник не изменяя своей химической структуры и удаляется с калом, окрашивая его в зеленоватый цвет, т.е. он является пигментом кала. А непрямой билирубин в кишечнике восстанавливается до мезобилиногена (уробилиногена), часть которого всасывается в воротную вену и возвращается в печень, где распадается до бесцветных моно- и дипирролов. Последние выводятся через почки вместе с мочой.

Большая часть мезобилиногена поступает в толстый кишечник, где под

влиянием ферментов микроорганизмов восстанавливается в стеркобилиноген. Часть стеркобилиногена, всасываясь в кровь через геморроидальные вены, попадает в почки. В моче под действием света и воздуха происходит окисление стеркобилиногена до стеркобилина, который придает моче желтый цвет, т.е. является пигментом мочи. Остальная часть стеркобилиногена окисляется в толстом кишечнике на свету до стеркобилина и вместе с биливердином является пигментом кала, придавая ему коричнево-зеленый цвет.

У грудных детей в кишечнике нет гнилостных бактерий, поэтому

билирубин не превращается в стеркобилиноген и выводится как таковой. Соответственно цвет кала у детей обусловлен биливердином и билирубином (желто-зеленый).

У детей в первые три месяца эмбрионального периода образуется эмбриональный гемоглобин. Затем он преобразуется в фетальный (гемоглобин F), который доминирует вплоть до рождения ребенка. После рождения в течение первого месяца жизни фетальный гемоглобин постепенно заменяется на гемоглобин взрослого (гемоглобин А), отличающегося составом полипептидных цепей. Эмбриональный и фетальный гемоглобин обладают более высоким сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином взрослого.

Пигменты желчи, кала и мочи.

При распаде гемоглобина образуются пигменты желчи, кала и мочи.

Пигменты желчи: биливердин (зеленого цвета), связанный билирубин (глюкурониды билирубина –желтого цвета). Цвет желчи зависит от соотношения этих пигментов.

Пигменты кала: биливердин (зеленого цвета), стеркобилин (коричневого цвета)

Пигмент мочи: стеркобилин

Цвет сыворотки крови тоже зависит в определенной степени от наличия в ней билирубина. В норме количество общего би­лирубина в крови равно 8—20 мкмоль/л, на долю непрямого билирубина приходится 75- 100%, а прямого от 0 до 25%. Количество прямого билирубина незначительно. Прямой билирубин про­ходит через пачечную ткань, и появляется в моче, непрямой билирубин в моче появиться не может, вследствие его нераст­воримости в воде.

Желтухи. Виды, причины возникновения, сравнительная характеристика биохимических показателей при гемолитической, механической, паренхиматозной желтухах и желтухе новорожденных.

При некоторых заболеваниях количество общего билиру­бина может увеличиваться, может измениться и соотношение между прямым и непрямым билирубином. Поэтому определе­ние в крови количества общего билирубина, а также обеих его форм имеет диагностическое значение при различных формах желтухи. Повышение содержания билирубина в кро­ви ведет к отложению его в тканях, в т. ч. в коже, и слизис­тых и вызывает окрашивание тканей в желтый цвет. Такое состояние называется желтухой и может быть вызвано раз­личными причинами.

Различают несколько видов желтух:

1. Механическая (обтурационная), подпеченочная желтуха связана с прекращением поступления желчи в кишечник. Причинами могут служить любой процесс, нарушающий отток желчи: желчекаменная болезнь, опухоль головки поджелудочной железы, воспалительный процесс в желчевыводящих протоках и т.д. В результате этого в крови повышается общий билирубин за счет прямого. Цвет мочи приобретает цвет пива, т.к. прямой билирубин растворим в воде и проходит в мочу, цвет кала - серовато-белым из-за отсутствия в нем пигментов.

2. Гемолитическая (надпеченочная) желтуха возникает при усилении гемолиза эритроцитов. Наблюдается при переливании несовместимой крови, при инфекционных заболеваниях, при токсикации некоторыми химическими веществами и т.д. Образуются большие количества непрямого би­лирубина, который не успевает обезвреживаться печенью, потому в крови увеличивается количество общего билирубина за счёт непрямого билирубина. Цвет фекалий из-за избыточного образования стеркобилина более темный, цвет мочи практически не меняется, т.к. непрямой билирубин не растворим в воде и не проходит в мочу.

3. Паренхиматозная (печеночная) желтуха возникает при повреждении

клеток печени вирусами, токсическими для печени препаратами, сопро-

вождается повышенной проницаемостью мембран гепатоцитов, в т. ч.

для прямого билирубина, поэтому он в большом количеств содержится в крови. Поражение печеноч­ных клеток приводит также к тому, что непрямой билирубин в меньшей степени обезвреживается. Поражение печеночных клеток приводит к тому, что в крови повышается и прямой и непрямой билирубин. Моча темная за счет появления в моче прямого билирубина, может появиться уробилин. Кал слабо окрашен, окраска зависит от степени повреждения печеночных клеток.

4. У новорожденных появляется физиологическая желтуха, интенсивность которой в норме начинает уменьшаться на вторые сутки, а через две недели проходит, у недоношенных детей держится дольше, т.к. у них наблюдается задержка смены фетального гемоглобина на гемоглобин взрослых. Эта желтуха связана с недостаточным образованием глюкуронилтрансферазы, фермента, обезвреживающего билирубин и с разрушением фетального гемоглобина.