БИОХИМИЯ_ЖИДКОСТЕЙ_И_ТКАНЕЙ_ЧЕЛОВЕКА_ЧАСТЬ_3

наблюдается гиперплазия околоушных желез, поэтому у таких больных активность альфа-амилазы повышается в 20-30 раз.

Лизоцим. Это мукополисахаридаза. Гидролизует α-N-ацетилмураминовую кислоту, входящую в состав стенки бактериальной клетки. Оказывает бактерицидное действие. Способствует регенерации и заживлению ран ротовой полости.

Щелочная и кислая фосфатазы. Эти ферменты отщепляют неорганический

пародонтите их активность понижается. Щелочная фосфатаза, повышая содержание неорганического фосфата, усиливает минерализацию эмали.

Ферменты, участвующие в свертывании крови и фибринолизе.

К ним относятся плазмин, активатор плазминогена, фибриназа, ингибитор фибринолиза. Они участвуют в образовании фибрина и регенерации ран в ротовой полости.

Нуклеазы. Расщепляют нуклеиновые кислоты (ДНК, Р НК) вирусов. Катепсины. Это кислые гидролазы, поступающие в слюну из поврежденных тканей ротовой полости и из лейкоцитов.

Пероксидазы.

Лактопероксидаза выделяется околоушными железами. Фермент с участием Н2О2 окисляет разные субстраты, в результате образуются цианиды, радониды, цианаты, гипоцианаты.

Миелопероксидаза. Выделяется лейкоцитами. С участием Н2О2 активирует галогены (йод, бром, хлор), превращает их в бактерицидные соединения:

Н2О2 + Н+ + CI- → Н2О + НОСI (гипохлорная кислота)

Определение активности пероксидаз в слюне используется как вспомогательный тест для диагностики и контроля за эффективностью лечения пародонтоза. Калликреины. Относятся к сериновым протеазам. Они в активном виде синтезируются и выделяются в слюну. Проникают в окружающие ткани и превращают кининогены в кинины (брадикинин). Кинины расширяют сосуды, повышают проницаемость капилляров и эмиграцию лейкоцитов.

Кининазы. В слюне есть разрушающие брадикинин кининазы. Они выделяются слюнными железами, микроорганизмами, эпителиальными клетками. При пародонтозе активность ферментов резко понижается.

Ингибиторы протеаз (ингибиторы трипсина). При хроническом тонзиллите их количество повышается. В качестве лекарственных препаратов («трасилол», «контрикал», «гордокс») используют ингибиторы протеиназ, которые получают из слюнных желез животных.

В слюне обнаружены ферменты гликолиза (альдолаза, гексокиназа), фосфоролиза, ферменты ЦТК, липаза, аминотрансферазы, ЛДГ, ферменты, расщепляющие гликозаминогликаны.

81

6. Неорганические составные части слюны.

Натрий, калий, хлор поддерживают осмотическое давление и ионную силу слюны. Входят в состав буферных систем (бикарбонатной, фосфатной, белковой).

Кальций. Содержание в слюне в норме 2,1-2,3 мМоль/л. 50% кальция находится в ионизированном виде, 15% составляет связанный с белками, цитратом и фосфатами кальций.

Фосфаты. Содержание в слюне в норме – 2,9-6,4 мМоль/л . 95% находится в составе неорганических соединений, 5% - в виде органического фосфата.

67-75% встречается в виде гидроксифосфата (НРО4)2-, небольшое количество в виде дигидрофосфата (Н2РО4)-. А остатки фосфата (РО4)3- встречаются еще меньше. Гидроксифосфатпродукт гидролиза гидроксилапатитов эмали зуба.

С возрастом в слюне уменьшается количество хлоридов, а содержание кальция увеличивается, что приводит к образованию зубных камней. Хлориды являются активатором альфа-амилазы и входят в состав миелопероксидазной системы.

Йодиды и роданиды.

Вслюне йодидов по сравнению с сывороткой крови содержится в 10-100 раз больше. В норме в слюне роданидов (тиоцианитов - CNS-) содержится очень мало. Но у курильщиков и при пародонтите его содержание увеличивается в 2-10 раз.

Тяжелые металлы. Если в организм попало много серебра, ртути, свинца, они выделяются в виде Ag+, Hg+, Hb2+. В десневой бороздке с участием

микроорганизмов они взаимодействуют с Н2S и образуют окрашенные в черный цвет сульфиды.

7.Механизмы поддержания кислотно-основного состояния ротовой жидкости.

Вслюне есть буферные системы (бикарбонатная, фосфатная, белковая). Бикарбонатная буферная система обеспечивает 80% всей буферной емкости

слюны. При закислении слюны увеличивается числитель (Н2СО3), а знаменатель (NaНСО3) уменьшается. В дальнейшем бикарбонатная буферная система взаимодействует с фосфатной:

Н2СО3 + Na2HPO4↔ NaHCO3 + NaH2PO4

Значение белкового буфера незначительно.

8.Мицеллярное строение слюны. Влияние рН слюны на минерализацию тканей зуба.

Слюна имеет мицеллярное строение. Мицелла состоит из нерастворимого

ядра, образованного Са3(РО4)2. Вокруг ядра расположены потенциалопределяющие ионы гидрофосфата (НРО4)2- . В адсорбционном и диффузном слоях расположены противоионы Са2+. Вокруг мицеллы есть белковый слой, обеспечивающий устойчивость мицеллы.

Устойчивость мицеллы зависит от рН и ионного состава слюны. Если рН среды изменяется в кислую сторону, заряд ядра мицеллы уменьшается в 2 раза и

устойчивость мицеллы понижается, диффузный слой уменьшается. Дигидрофосфат ионы (Н2РО4)- такой мицеллы не участвуют в реминерализации. Если рН слюны понижается до 6,2, слюна не насыщена кальцием и фосфатами и

82

превращается в деминерализующую жидкость. Если рН меняется в щелочную сторону, накапливаются (РО4)3- , образуется плохо растворимое соединение Са3(РО4)2 , что приводит к образованию зубного камня. В щелочной среде мицелла неустойчива. Таким образом, изменение кислотно-щелочного равновесия слюны влияет на процессы минерализации эмали.

9. Десневая жидкость.

Десневая жидкость заполняет десневую бороздку, окружающую зуб. Десневая жидкость является смесью транссудата крови и слюны. В норме суточное количество десневой жидкости 0,5-2,5 мл, рН -7,9-8,3. В десневой жидкости находятся иммуноглобулины, ферменты, лейкоциты, лизоцим, цитокины, лактоферрин и другие вещества, выполняющие защитную функцию. Но при патологии десневая жидкость может участвовать в механизме повреждения тканей пародонта.

10. Влияние питания на рН слюны.

Употребление продуктов, содержащих моно- и дисахариды в большом количестве может способствовать развитию ацидогенной ситуации. По их ацидогенному эффекту их можно расположить в следующей последовательности: сахароза, инвертный сахар, глюкоза, фруктоза, мальтоза, галактоза, лактоза. Из продуктов питания высоким ацидогенным потенциалом обладают: сахар, шоколад, пирожные, хлеб, кекс, карамель, мороженое. Молоко обладает низким ацидогенным эффектом. Орехи, сыр спсобствуют изменению рН слюны в щелочную сторону. Для профилактики развития ацидоза рекомендуют использование сахарозаменителей: ксилитол, сорбитол, палатинит, сластилин. Так как они устойчивы к действию микробов.

Упражнения и ситуационные задачи для самоконтроля.

1.Что такое смешанная слюна?

2.Каковы функции смешанной слюны?

3.Укажите рН смешанной слюны.

4.Назовите буферные системы смешанной слюны.

5.Как меняется минерализующая функция слюны при закислении рН?

6.К чему приводит подщелачивание слюны?

7.Назовите содержание белка в ротовой полости.

8.Какое количество кальция и неорганического фосфата в слюне?

9.Какие функции выполняют гистатины, слюнные цистатины, Statherinбелки

ибелки, богатые пролином?

10.К какому классу белков относятся муцины? Их роль.

11.Заряд мицеллы слюны уменьшился, защитные свойства муцинов снизились, слюна стала недонасыщенной. В какую жидкость превращается слюна?

12.Какую реакцию катализирует альфа-амилаза? Напишите реакцию.

ОБМЕН ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Вопросы и ответы для самоподготовки:

83

1. Этапы метаболизма лекарственных веществ.

Метаболизм лекарственных веществ слагается из нескольких этапов:

1.Всасывание, транспорт через биологические мембраны.

2.Перенос с кровью и распределение в тканях.

3.Метаболизм, собственно биотрансформация.

4.Выделение из организма.

2. Всасывание лекарственных веществ.

Оптимальное действие лекарственных веществ на организм зависит не только от выбора лекарственной формы, но и от путей поступления и всасывания. Одним из основных условий выбора лекарственной формы является знание условий биологической среды, с которой контактирует вводимое лекарственное вещество. Всасывание в ЖКТ зависит от гидрофильности и гидрофобности лекарственного препарата, а также от его кислотно-основных свойств и степени диссоциации. Зная физико-химические свойства лекарственных веществ можно предсказать, как тот или иной препарат будет всасываться в кровь, распределяться в организмах и тканях. Существует 4-е механизма с помощью которых ЛВ преодолевают полупроницаемые мембраны. Транспорт через мембраны может быть пассивным и активным.

3. Пассивная диффузия.

Пассивный транспорт идёт спонтанно, без затрат энергии. Различают простую диффузию, как вид пассивного транспорта, скорость этого процесса очень мала.

Простая диффузия (фильтрация) происходит при транспорте вещества из большей концентрации в меньшую (по градиенту концепции). Осуществляется фильтрация через «водные поры», имеющиеся между клетками эпидермиса, эпителия слизистой оболочки ЖКТ, роговицы, эндотелия, капилляров. Эпителиальные клетки разделены очень, узкими промежутками через которые проходят только молекулы, имеющие массу 100-150 дальтон (литий, эталон). «Водные поры» между клетками эндотелия капилляров значительно больше, и через них могут проходить молекулы, имеющие массу до 30 000 дальтон. При некоторых заболеваниях связанных с нарушением биологического окисления, при действии проникающей радиации в мембранах образуются и накапливаются перекисные соединения полиненaсыщенных жирных кислот. Это сопровождается деструкцией мембран и резким увеличением их проницаемости для различных ЛВ.

4. Простая диффузия.

Диффузия может, осуществляется и с помощью транспортных белков-- переносчиков. Такой вид носит название облегченной диффузии. Переносчики

-это высокомолекулярные белки, встроенные в липидный матрикс и определенным образом ориентированные в нем. Их назначение - обеспечение передвижения молекул, через липидный матрикс. Существует несколько типов переносчиков:

-вращающийся белок, соединяясь на поверхности мембран с ЛВ, перемещается, совершая вращения, и центр, с которым было связано ЛВ, оказывается внутри клетки;

84

- подвижный белок. Такой переносчик подвергается конформационным изменениям, в результате которых переносимое ЛВ извне перемещается внутрь клетки. Облегченной диффузией легко всасываются через мембраны жирорастворимые неионизированные вещества. Если вещество ионизировано оно плохо проникает через мембраны клеток. Этим путем всасываются не электролиты, имеющие малую молекулу (не более 0,35 нм). Например: производные мочевины, ЛВ хорошо растворимые в воде, имеющие малые размеры и не несущие полярный заряд. С помощью этого механизма также всасываются из кишечника витамин В12. катехоламины, поникают в нервные клетки.

Активный транспорт - осуществляется с помощью специальных носителей, специальных переносчиков белковой породы (белки-ферменты или транспортные белки).

5. Активный транспорт.

Активный транспорт требует затраты энергии и осуществляется обычно против градиента концентрации, т.е. вещества переносятся из среды меньшей концентрации в большую. Переносчики обладаю субстратной специфичностью и способны переносить соответствующие им естественные вещества, но в некоторых случаях, когда ЛВ имеют структурное сходство с эндогенными соединениями, то данные переносчики будут переносить и чужеродные соединения. Например: аминокислоты (глицин, метионин), леводопа проникает через гематоэнцефалический барьер.

6. Пиноцитоз.

Пиноцитоз - поглощение капелек межклеточной жидкости, содержащие различные вещества в растворенном состоянии в виде вакуолей, путем инвагинации клеточной мембраны. ЛВ, молекулярная масса которых превышает 1000Д, могут войти в клетку только с помощью пиноцитоза, например, тыквеол, витамин Е растворенный в жирах и т. д.

7. Пути поступления лекарственных веществ. Всасывание ЛВ из полости рта, желудка, кишечника, через кожу.

Особенности метаболизма лекарственных веществ зависимости от путей введения. Всасывание из полости рта - зависит от ионизации препарата и от рН среди (рН=6,8). Этот путь введения позволяет получить быстрый эффект при лечении жирорастворимыми средствами т.к. кроваток в слизистой оболочке очень обилен и препарат попадает непосредственно в системный кровоток, минуя печень. Всасывание изо рта происходит путем простой диффузии в слизистую оболочку и оттуда в кровь, не поступая в печень, поэтому этот способ введения ЛВ задерживает начало их трансформации и следовательно, увеличивает экспозицию их действия. Например: сублингвалыно или лингвалыно вводятся следующие ЛВ: нитроглицерин, валидол, глицин, виткал.

Всасывание из желудка - до настоящего времени считалось, что из желудка могут всасываться только вода и алкоголь. Сейчас установлено, что в желудке путем простой диффузии, легко всасываются ЛВ, имеющие характер кислот (салицилаты, барбитураты, аспирин и др.), т.к. при низких значениях рН

85

желудочного сока (рН 1,5-2,0), находятся в неионизированном состоянии. ЛВ имеющие свойства слабых оснований (хинин, амидопирин, эфедрин, теофиллин и др.) в желудке находятся в ионизированном состоянии и поэтому может наблюдаться их выделение из крови в просвет желудка.

Всасывание из тонкого кишечника - рН кишечного сока 8,0-9,0. поэтому здесь легко всасываются ЛВ, имеющие свойства слабых оснований (алкалоиды), находящиеся в таком состоянии рН.

ЛВ вводимые энтерально подвергаются действию ферментов ЖКТ, кислой среды желудка и щелочной кишечника. Присутствие в содержимом ЖКТ ионов железа, кальция, меди и др. металлов может привести к образованию нерастворимых комплексов с лекарством и уменьшить их всасывание.

Немаловажную роль при всасывании ЛВ играют циклические процессы, например: лекарства, всасываются в желудке или кишечнике, выделяются со слюной проглатываются и опять всасываются (характерно для сульфаниламидных препаратов и некоторых антибиотиков). Важным является цикл внутрипеченочной циркуляции, когда после абсорбции препарат выделяется желчью в виде глюкуронидов, подвергается гидролизу ферментами микрофлоры кишечника или кишечными ферментами и опять выделяются желчью (диэтилстильбестрол, хлорамфеникол), хинин всасывается в кишечнике, выделяется с желудочным соком и опять всасывается в кишечнике. ЛВ белковой природы (инсулин, гормоны) в ЖКТ подвергаются гидролизу под действием протеолитических ферментов и полностью утрачивают свое фармакологическое действие.

Всасывание через кожу - эпидермис многослойный липопротеиновый барьер, через который проходят только растворимые в липидах вещества. Дерма имеет пористую структуру и легко проницаемая, как для гидрофильных, так и для гидрофобных веществ. Ионизированные и неионизированные в липидах вещества могут проникать через волосяные луковицы и сальные железы, но очень медленно. Степень всасывания через кожу зависит от ее толщины, места, возраста и химического состава кожи, а также от разветвленности кровеносных сосудов - васкуляризации. Одним из основных, естественных полимеров кожи являются гиалуроновая кислота, мукополисахарид и важный элемент строения внеклеточного вещества. Благодаря чрезмерной гидрофильности образует дисперсионный матрикс с молекулами воды, играет важную роль в создании эластичности и тонуса кожных покровов. Обладает противовоспалительным эффектом, а также принимает участие в тканевой регенерации, миграции и пролиферации клеток (в том числе и фибробластов), участвующих в восстановлении тканей.

8. Роль печени в метаболизме лекарственных веществ.

Многообразие метаболических превращений ЛВ осуществляется в клетках. Органы способные принимать участие в клеточном метаболизме, располагаются по степени убывания метаболической активности: печень, легкие, ЖКТ, почки, кожа, ЦНС. В каждом из этих органов имеются ферменты способные провести биотрансформацию ЛВ, но значение печени в этих процессах намного выше, чем других органов и тканей.

86

9.Биотрансформация лекарственных веществ, ферменты, участвующие в этом процессе.

Клеточный метаболизм состоит из двух этапов -1 этап собственно биотрансформации в результате которого, может возрастать полярность, уменьшаться или исчезать гидрофобность, повышаться фармакологическая активность, падать или увеличиваться токсичность ЛВ, например, хлороформ (средство для наркоза) в результате биотрансформации приобретает свойства дифосгена, боевого отравляющего вещества;

II этап конъюгация. Образование конъогатов с различными эндогенными

веществами (глутатинон, глицин глукуроновая кислота, Н2 S04 и др.). Если ЛВ по своей химической природе гидрофильны, то они могут минуя 1 этап, сразу вступить в реакцию коньюгации.

10.Монооксигеназная система.

Обезвреживание ЛВ (собственно биотрансформация) протекает под действием микросомальных ферментов, которые называются монооксигеназной системой имеющей в своем составе (30 различных ферментов). Основными ферментами данной системы являются: ПФ, ФП (ФАД), ЦхР450, а в некоторых случаях и Цх

в5.

ПФП -------- НАДФН2

1

1

ФП (ФАД)Н2

1

1

вит. СН2 --------вит.С (2 Н + 2е)

1

1

Цх Р 450 (Fe2 + ) 1 1

Цх Р 450 (Fe3 +) + О2 ------2 О2-

О2- + 2Н ----Н2О ЛВ + О2- ---- ЛВОН

Основное место в монооксигеназной системе отводится ЦхР450. Система цитР450 принимает участие во многих процессах обмена веществ, например в биосинтезе стероидных гормонов, желчных кислот и эйкозаноидов, а также в образовании ненасыщенных жирных кислот.ЦитР450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление веществ разного типа с участием НАДФН и молекулярного кислорода (О2). При этом один атом кислорода присоединяется к субстрату, а второй освобождается в составе молекулы воды. В реакции

87

принимает участие флавопротеиды, выполняющий функцию переносчика восстановительного эквивалента с кофермента НАДФН + Н+ на собственно монооксигеназу, которая переносит электроны на молекулярный кислород.

В печени, а также в железах, продуцирующих стероидные гормоны, и в других органах встречаются разные формы фермента цитР450. Субстратная специфичность фермента печени невелика. Наиболее эффективно он катализирует окисление неполярных соединений с алифатическими или ароматическими кольцами. К ним относятся эндогенные субстраты организма, например стероидные гормоны, а также лекарственные вещества, инактивированные путем модификации. Превращение этилового спирта в печени также катализирует фермент цитР450 «микросомальная система окисления этанола». Так как спирт и лекарственные вещества являются субстратами одной и той же ферментативной системы, их совместное воздействие на организм может быть опасным для жизни. Поэтому фермент цитР450 представляет особый интерес для фармакологии.

Из множества цитР450-зависимых реакций здесь приводится только несколько примеров. Гидроксилирование ароматического кольца (а) играет центральную роль в метаболических превращениях медицинских препаратов и стероидов. При этом ангулярные метильные группы могут окисляться до гидроксиметильных (б). Эпоксидирование (в) приводит к высокореакционноспособным и часто токсичным продуктам. Примером является биотрансформация бензпирена в эпоксид, обладающий мутагенным действием. ЦитР450-зависимая реакция дезаминирования (г) приводит к отщеплению алкильных заместителей при гетероатомах (О, N или S) в виде альдегидов. двухвалентной формы и последующее присоединение молекулы О2 (2). Далее следует перенос электронов (3) и окисление атома железа, который восстанавливает связанный кислород в пероксид. От промежуточного продукта отщепляется ион гидроксила (4) с образованием молекулы воды и реакционноспособной формы кислорода. В этом радикале железо формально четырехвалентно. Активированный атом кислорода атакует связь С-Н субстрата с образованием гидроксигруппы (5). После освобождения продукта реакции (6) фермент возвращается в исходное состояние.

11.Реакция гидроксилирования, ферменты участвующие в этом процессе.

Наиболее широкий круг реакций, катализируемых системами микросомальных ферментов сводится к гидроксилированию т.е. к включению гидроксильной группы в состав молекулы субстрата. Гидроксилированию подвергаютсякак циклические , так и ациклические соединения. Этот процесс осуществляется с помощью ферментов монооксигеназной системы

12.Реакция сульфоокисления, ЛВ подвергающиеся сульфоокислению, ферменты участвующие в этом процессе.

Лекарственные вещества, содержащие двухвалентную серу, окисляются сульфоокислением. Сера из двухвалентной переходит в 4-х или 6-ти валентную.Данная ферментная система также сложна, как и предыдущая и

состоит из аналогичных ферментов. Антисептическое средство салициловая кислота, являющаяся феноловым производным, метаболизируется у людей, как по пути конъюгации (40%), так и частично путём гидроксилирования с образованием гентизиновой кислоты (1-5%) и около 60% выделяется в низменном виде.

88

13.Окислительное дезаминирование, ферменты, участвующие в данном процессе.

Врезультате окислительного дезаминирования от лекарственного вещества уходит аминогруппа (NH2) и в место неё образуется кетогруппа (=0) Антидепрессант фенамин в основном метаболизируется путём гидроксилирования с образованием п - оксиамфетамина и окислительного дезаминирования с образованием бензилметилкетона с последующим окислением в бензойную кислоту. У человека метаболитами амфетамина служит бензойная кислота -20% бензилметилкетон -3% п - оксиамфетамин -3% и 30% препарата выделяется в неизменном виде.

14.Реакция дезалкилирования, механизм дпнной реакции.

Многие лекарственные вещества содержат в своём составе алкинырадикалы предельных углеводородов. В результате сложных ферментативных реакций при трансформации лекарственных соединений алкины отщепляются в виде соответствующих альдегидов, кетонов или чаще карбоновых кислот, остаток лекарственного вещества при этом восстанавливается. В некоторых случаях возможно дезалкилирование и путём восстановления при наличии о - алкилов (дезаминирование) путём восстановления, реакция трансметилирования. Аналгезирующее и жаропонижающее средство фенацетин (l-этокеи-4- ацетаминобензол) метаболизируется главным образом посредством дазалкилирования в п - ацетомидофенол, который выделяется в виде глюкуронидных и сульфатных конъгатов, и в меньшей степени преобразуются дезалкилированием в п - афенитедин и гидроксилированием в 2-окси -фенацетин. Стимулятор центральной нервной системы ипрониазид (N- изопропилникотиновый гидразид) метаболизируется в основном посредством гидролиза в изоникотиновую кислоту и изопропил гидразин, а частично - путём N -алкилирования в изоназид и ацетон.

15.Реакция гидролиза, механизм данной реакции.

Вмикросомах, цитоплазме и других образованиях клетки есть много ферментов, ускоряющих процессы трансформации лекарственных веществ путём гидролиза. Обычно так трансформируются лекарства, построенные по типу сложных эфиров или амидов, но могут гидролизоваться соединения, имеющие гликозидную, пептидную и другие связи.

Гидролиз - очень важный путь инактивации многих препаратов. При гидролизе происходит расщепление сложно-эфирной связи с при соединением воды. Эстеразы, катализирующие этот процесс имеют более или менее выраженную субстратную специфичность.

Вкачестве примера может служить превращение ипрониазида, метаболизирующего в основном путем гидролиза.

Процессам окисления, восстановления и гидролиза могут подвергаться циклические и ациклические соединения. В некоторых случаях реакции могут привести или к образованию цикла - циклизация. Например, окислительная циклизация высоконепредельных жирных кислот в простагландины; или наоборот к разрыву цикла - децикли:шция. Например, образованию витаминов Д при УФО стеринов. Чужеродные соединения метеболизируются в организме и посредством

90