3.6. Патология мышечной ткани

1. Биохимические изменения при заболеваниях мышц (прогрессирующих мышечных дистрофиях, атрофии мышц в результате их денервации, тенотомии, полимиозита и т. д.): 1) снижение количества миофибриллярных белков, 2) увеличение концентрации протеинов стромы и некоторых саркоплазматических белков, 3) уменьшение величин АТФ и креатинфосфата, 4) падение АТФазной активности миозина, 5) изменения в фосфолипидном составе мышц: при росте значений сфингомиелина и лизофосфатидилхолина наблюдается снижение уровня фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, 6) нарушение метаболизма креатина (синтез креатинфосфата и образование креатинина), 7) рост активности АлАТ и АсАТ в сыворотке крови при обширных травмах, гангрене конечностей и прогрессивной мышечной дистрофии.

2. Нарушение метаболизма сердечной мышцы при ишемической болезни сердца. При ишемии (нарушении кровоснабжения) повышаются концентрации катехоламинов (действуют через ц-АМФ), которые ускоряют анаэробные процессы гликогенолиза и гликолиза за счет имеющегося в сердечной мышце гликогена. Скоро его запасы истощаются, гликолиз замедляется вследствие внутриклеточного ацидоза, который ингибирует фосфофруктокиназу.

Содержание АТФ и креатинфосфата снижается в результате угнетения окислительного фосфорилирования в митохондриях. Повреждение целостности мембран приводит к выходу ионов, в том числе калия. Дефицит энергоресурсов и изменение ионного баланса обусловливают торможение функциональной активности мышечных клеток и их постепенную гибель. Параллельно выявляются сдвиги во фракционном составе протеинов миокарда (резкое снижение содержания миофибриллярных белков и накопление протеинов стромы). Нарушение обменов углеводов, белков и липидов (свободные жирные кислоты не окисляются, а преимущественно включаются в триацилглицериды) при инфаркте миокарда находит отражение в жировой инфильтрации сердечной мышцы. В этих условиях активность АсАТ сыворотки крови резко возрастает (в 20-30 раз) уже через 3-5 часов после наступления инфаркта. Максимум активности АлАТ и АсАТ приходится на конец первых суток, а уже через 2-3 дня при благоприятном исходе болезни уровень сывороточных трансаминаз возвращается к норме. Напротив, при затяжном процессе или при наступлении повторного инфаркта миокарда регистрируется новый пик повышения активности этих ферментов. При различного рода коронарной недостаточности (стенокардия, пороки сердца и др., кроме инфаркта миокарда) гипертрансаминаземия либо не наблюдается, либо незначительна.

Для своевременной диагностики инфаркта миокарда используют чаще определение активности креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы, лактат- и α-гидроксибутиратдегидрогеназ в сыворотке крови (наиболее чувствительные тесты).

Глава 4. ÍеđвнАя ткань

Нервная система уникальная биологическая структура, главное назначение которой управление функциями организма. Естественно, нейрохимия – самая сложная из областей современной биохимии.

Основная структурно-функциональная единица – нейрон; число этих клеток составляет 10¹²-10¹⁵, они образуют сложные межнейрональные комплексы по функциональному принципу. Наряду с ними большую роль играют различные клетки нейроглии (астроциты, олигодендроциты, клетки эпендимы и микроглии), метаболически тесно связанные с нейронами.

Сложнейшая система межнейрональных и периферических связей осуществляется через специфические образования – синапсы, обеспечивающие передачу и модуляцию сигнала с помощью химических и электрических механизмов.

Характерная особенность нервной ткани – высокая интенсивность энергетического метаболизма. По потреблению кислорода и глюкозы мозг занимает первое место среди крупных органов человека. Причем глюкоза служит почти единственным субстратом окисления и не может быть заменена другими. Поскольку углеводные резервы мозга весьма незначительны, то эта ткань чрезмерно чувствительна к гипогликемии и гипоксии.

Íà äîëþ липидов приходится до 50% сухой массы нервной ткани, при этом фосфолипиды составляют около половины, а холестерол и гликолипиды примерно 25% от общего количества липидов. Для нервной ткани характерны специфические липиды: ганглиозиды, галактоцереброзиды, полифосфоинозитиды. Среди высших жирных кислот мозга преобладают пальмитат, стеарат, олеинат, арахидонат. Обращает на себя внимание высокое содержание ганглиозидов, особенно в мембранах нервных окончаний. Специфические липидные компоненты миелина – цереброзиды и сульфоцереброзиды, много в нем плазмалогенов.

Гипоксия и чрезмерные функциональные нагрузки усиливают свободнорадикальное окисление липидов нейрональных мембран, что вызывает их повреждение, приводящее к выходу из клетки ионов, биологически активных веществ (медиаторов, пептидов, ферментов и др.). Одни из них (например, лизосомальные энзимы) вызывают альтерацию соседних клеток, другие (структурные белки) играют роль вторичных антигенов. При цитотоксическом повреждении значительно страдают окислительно-восстановительные процессы.

Метаболизм аминокислот в нервной ткани имеет ряд специфических черт. Эти вещества широко используются для синтеза белков, пептидов, нейромедиаторов и других биологически активных веществ. Некоторые аминокислоты сами служат нейромедиаторами (глицин, глутаминовая кислота). Головной мозг характеризуется высокой концентрацией аминокислот глутаминовой группы. Глутамат, аспартат, N-ацетиласпартат, ГАМК составляют 75% пула свободных аминокислот. Эти соединения выполняют особую роль. Кроме нейромедиаторов, они могут служить источниками энергии, участвовать в обезвреживании аммиака. Вследствие высокой интенсивности этих процессов глутаминовая кислота, подвергаясь реакциям переаминирования, преобразуется в α-кетоглутарат – метаболит цикла трикарбоновых кислот. Или же работает известная цепь обезвреживания аммиака:

á-кетоглутарат глутамат глутамин

Соли глутамата используются в качестве пищевой приправы, но у некоторых лиц регистрируется повышенная чувствительность к нему (могут появиться ощущение жжения, напряжение мышц лица, боли в грудной клетке, голове, депрессия – эти симптомы известны как “синдром китайских ресторанов“, т.к. эта соль широко используется в китайской кухне). Многие аналоги глутамата токсичны.

Ароматические аминокислоты имеют особое значение как предшественники катехоламинов и серотонина.

В нервной ткани синтезируются различные белки, в том числе нейроспецифические, которые участвуют в генерации и проведении нервного импульса, процессах переработки и хранения информации, клеточном узнавании, рецепции и др.. Особую группу представляют сократительные белки нервной ткани (нейротубулин, нейростенин, актиноподобные белки – кинезин и др.), которые обеспечивают ориентацию и подвижность цитоструктурных образований (микротрубочек, нейрофиламентов), активный транспорт компонентов нейрона. Кроме того, в формировании миелина, в процессах клеточной адгезии, нейрорецепции участвуют специфические гликопротеиды.

Передача сигнала в химическом синапсе осуществляется нейромедиаторами, которые представлены 4 группами: моноамины (серотонин, дофамин, гистамин, норадреналин), аминокислоты (медиаторы возбуждения: аспартат, глутамат; тормозные медиаторы: глицин, таурин, ГАМК), пуриновые (аденозин, АТФ), пептиды (нейропептид У, вещество Đ, соматостатин, люлиберин).

В механизмах формирования памяти участвуют как “классические” медиаторы, так и большое число нейропептидов; среди последних – вазопрессин, фрагменты АКТГ, введение которых в небольших дозах значительно стимулирует процессы, связанные с запоминанием и извлечением информации из памяти. Имеются сведения о том, что при обучении в мозге животных вырабатываются определенные олигопептиды, которые при введении необученным индивидам способны возбуждать у них выработку аналогичного навыка. Однако конкретные механизмы такого “транспорта памяти ” пока не известны.

Гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) (от греческого haimatos – кровь и enkephalos – мозг) – физиологический механизм, регулирующий обмен веществ между кровью, спино-мозговой жидкостью и мозгом. ГЭБ осуществляет защитную функцию, препятствуя проникновению в ЦНС некоторых ксенобиотиков, введенных в кровь, или продуктов нарушенного обмена веществ, образовавшихся в самом организме. От проницаемости ГЭБ в направлении кровь → мозг и мозг → кровь для различных веществ зависит в значительной степени состояние нервных клеток головного и спинного мозга, особо чувствительных даже к небольшим колебаниям состава и физико-химических свойств окружающей среды. Через различные участки ГЭБ из крови в ЦНС проникают те или иные соединения, необходимые для питания и деятельности нервных образований, различающихся как строением, так и химическим составом. В осуществлении барьерных функций особая роль межклеточному матриксу, находящемуся между клетками стенок капилляров, представленному протеогликанами.

ËÈÒÅĐÀÒÓĐÀ

Березов Т.Т., Коровкин Б.Д. Биологическая химия М.: Медицина, 1998 – 708 с.

Бохински Đ. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987 – 854 с.

Гистология (введение в патологию). Под ред. Э.Г. Улумбекова и Ю.А. Челогиева – М,: Медицина, 1997 – 947 с.

Крю Ж. Биохимия. Медицинские и биологические факты М.: Мир, 1979 – 510 с.

Ленинджер А. Основы биохимии (в 3^õ томах). Пер. с англ. – М.: Мир, 1985 – 1018 с.

Минченко Б.И., Беневолонский Д.С., Тищенина Đ.С. Биохимические показатели нарушений в костной ткани. Часть I. Đезорбция кости. / Клин. лаб. диагностика ¹1, 1999 г., - С. 8 – 16.

Основы физиологии человека / под ред. Б.И. Ткаченко (в 2х томах). – Санкт-Петербург. Международный фонд истории науки. - 1994 – 980 с.

Строев Е.А. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1986 – 479 с.

Явербаум П.М., Васильев В.Г. Биохимия соединительной ткани, кости, зуба и слюны. – Иркутск: ИГМИ, 1992 – 29 с.

Компьютерная верстка: П.П. Терешков

Ответственный за выпуск: А.Ц. Гомбоева