Новая папка (2)_1 / 11

инициации транскрипции. Другая последовательность, СААТ, расположенная 5а oU пар основании от стартовой точки, служит сайтом узнавания для РНК-полимеразы. Третий, дистальный, элемент локализован за 80-100 нуклеотидов, имеет характерную последовательность (Puпурин). До сих пор неизвестно, требуются ли для образования глобинов «энхансеры» (усилители)-генетические элементы, влияющие на эффективность транскрипции независимо от их позиции или ориентации.

Последовательности, расположенные за геном. Терминация транскрипции осуществляется примерно через 1000 пар оснований после 3-го экзона гена р-глобина (рис. 4.40). Сигналом расщепления РНК эндонуклеазой служит последовательность AAUAA, к которой затем присоединяется polyA-«хвост» длиной в 220 нуклеотидов. Она незакодирована в ДНК и необходима для стабилизации мРНК, которая переносит генетическую информацию от ядерных генов к рибосомам, где в результате соединения аминокислот в нужной последовательности происходит синтез глобинов (рис. 4.41).

Полиморфизм ДНК в области глобиновых генов. [972; 1253]. При картировании генов у-8-р-кластера с помощью рестрикционного анализа была обнаружена значительная вариабельность последовательности ДНК у различных индивидов (рис. 4.40). Все известные варианты Р-глобинового комплекса генов возникли в результате одиночных нуклеотидных замен и обозначаются как присутствующие ( + ) или отсутствующие ( —). Среди 17 полиморфных сайтов в (3-кластере 12 локализованы во фланкирующих последовательностях, 3 внутри нитронов, 1 внутри псевдогена и только 1 внутри кодирующей части гена (3-глобина (синонимическая замена). Такое расположение закономерно, поскольку мутации в кодирующих областях скорее могут вызвать нежелательные эффекты. Большая часть ДНК, расположенной между структурными генами, не экспрессируется, поэтому изменения нуклеотидной последовательности в этих районах обычно не имеют функциональных последствий. Различные полиморфные сайты имеют древнее происхождение, поскольку они обнаружены у всех расовых групп (табл. 4.13). Заметим, однако, что некоторые варианты встречаются только у негров, у других расовых групп их нет.

Два случая полиморфизма ДНК в сеглобиновом локусе относятся к гиперва-риабельным районам, состоящим из различного числа случайно повторенных фрагментов ДНК длиной 36 нуклеотидов (разд.

2.3.3.9).

Специфическое сочетание полиморфных сайтов в генном кластере (или генетическом локусе) называется гаплотипом. Например, расположение пяти сайтов возможного полиморфизма можно записать. Совокупность четырех основных гаплотипов, различающихся между собой минорными вариациями в 5 сайтах гена р-глобина, (табл. 4.14) была названа «остов».

Отличительной чертой вариабельности ДНК в р-глобиновом кластере является неравновесие по сцеплению полиморфных сайтов. Если бы в течение многих поколений происходила свободная рекомбинация, сочетание полиморфных сайтов было бы случайным, а число различных гаплотипов составило 2", где «-количество возможных сайтов полиморфизма. В действительности обнаруживается лишь несколько гаплотипов. Например, имеет место сильное неравновесие по сцеплению восьми сайтов полиморфизма в 5- фланкирующей области гена 8-глобина (сайты 1-8 на рис. 4.44), вследствие чего 94% всех хромосом в популяции содержит лишь четыре гаплотипа из всех возможных. Сходным образом, для пяти других полиморфных сайтов, локализованных в гене р-глобина и его З-фланкирующей области (сайты 12-17

на рис. 4.44), только четыре гаплотипа на участке длиной 18 т.п.н. характеризуют 90% всех хромосом. При сравнении этих двух кластеров полиморфных сайтов неожиданно оказалось, что их сочетания полностью подчиняются случайному распределению. Проще всего это можно объяснить, предположив, что между кластерами имеется горячая точка рекомбинации участок, в котором рекомбинация происходит с высокой частотой. Такая рекомбинация уже продемонстрирована в одной из семей. Точные границы этой области с высокой частотой рекомбинации пока не определены.

Варианты гемоглобинов. Варианты гемоглобина возникают вследствие различных мутационных событий в конкретном глоби-новом гене. Чаще всего разные варианты гемоглобина отличаются друг от друга одной аминокислотой в глобиновой цепи. Описано около 350 таких единичных замен [119]. Эти аминокислотные замены вызываются замещением всего одного нуклеотида в триплете. Например, при замене GUA и GAA смысл кодона меняется и место валина в глобиновой цепи занимает глутаминовая кислота (рис. 4.45). Если новая аминокислота отличается от исходной по заряду, измененный гемоглобин будет аномальным по электрофоретическим свойствам. Мутации, которые не влияют на заряд полипептида, обычно удается обнаружить только в том случае, если они существенно нарушают функционирование гемоглобина и

приводят к болезни. Большинство мутаций гемоглобина независимо от того, меняют они заряд молекулы или нет, не влияют на функции гемоглобина и не приводят к патологии. Как правило, аминокислотные замены в участках полипептидной цепи, которые в молекуле гемоглобина обращены наружу, оказывают меньшее воздей кислоту - только заменой GUA на GUG. Следовательно, исходные индивиды, у которых произошли указанные мутации, различались по 67-му кодону валина Р-цепи глобина.ствие на функцию, чем замены аминокислот во внутренних частях цепей или в участках присоединения тема. Замены, нарушающие нормальную спиральную структуру цепи, часто вызывают нестабильность гемоглобина. Замены аминокислот в участках, которыми субъединицы контактируют друг с другом, влияют на сродство к кислороду [1320]. Большинство гемоглобиновых вариантов-редки. Лишь немногие, например гемоглобины HbS, НЬС иНЬЕ, встречаются чаще других.

В кодирующей области гена полиморфизм тоже регистрируется. Известно, что генетический код вырожденный (табл. 2.12), т. е. несколько триплетов кодируют одну и ту же аминокислоту (см. рис. 4.45). Анализ двух различных замен в 67-м положении цепи р-глобина (рис. 4.45) показал, что два индивида, у которых произошли мутации, и появились новые формы гемоглобина, должны были различаться по исходным триплетам, кодирующим валин в 67-м по-ложении (рис. 4.45). Таким образом, у разных индивидов различные кодоны могут кодировать одну и ту же аминокислоту.

31. Гемоглобинопатии. Анемические гипоксии.

Важность первичной структуры белков для формирования их конформации и функции можно проследить на примерах наследственных заболеваний, связанных с изменением первичной структуры гемоглобина. В настоящее время известно около 300 вариантов НЬА, имеющих в первичной структуре ?- или ?-цепей лишь небольшие изменения. Некоторые из них почти не влияют на функцию белка и здоровье человека, другие снижают функцию белка и особенно в экстремальных ситуациях снижают возможность адаптации человека, третьи - вызывают значительные нарушения функций НbА и развитие анемии, что приводит к тяжёлым клиническим последствиям.

В аномальных гемоглобинах изменения могут затрагивать аминокислоты: находящиеся на поверхности белка; участвующие в формировании активного центра;

замена которых нарушает общую трёхмерную конформацию молекулы; изменяющие четвертичную структуру белка и его регуляторные свойства.

1. Замена аминокислоты на поверхности гемоглобина А

Ещё в 1904 г. чикагский врач Джеймс Херрик описал у студента тяжёлую анемию с обнаружением в его крови множества удлинённых, похожих на полумесяц, эритроцитов. Заболевание получило название "серповидно-клеточной анемии", и только в 1949 г. Лайнус Полинг и его сотрудники доказали, что оно вызвано изменением первичной структуры НЬА.

В молекуле гемоглобина S (так назван аномальный гемоглобин) мутантными оказались 2 ?-цепи, в которых глутамат, высокополярная отрицательно заряженная аминокислота в положении 6 была заменена валином,

Вдезоксигемоглобине S имеется участок, комплементарный другому участку таких же молекул, содержащему изменённую аминокислоту. В результате молекулы дезоксигемоглобина начинают "слипаться", образуя удлинённые фибриллярные агрегаты, деформирующие эритроцит и приводящие к образованию аномальных эритроцитов в виде серпа (рис. 1-40).

Воксигемоглобине S комплементарный участок "замаскирован" в результате изменения конформации белка. Недоступность участка препятствует соединению молекул оксигемоглобина S друг с другом. Следовательно, образованию агрегатов HbS способствуют условия, повышающие концентрацию дезоксигемоглобина в клетках (физическая работа, гипоксия, уменьшение рН, условия высокогорья, полёт на самолёте).

Так как "серповидные" эритроциты плохо проходят через капилляры тканей, они часто закупоривают сосуды и создают тем самым локальную гипоксию. Это повышает концентрацию дезоксигемоглобина S в эритроцитах, скорость образования агрегатов гемоглобина S и ещё большую деформацию эритроцитов. Нарушение доставки О2 в ткани вызывает боли "даже некроз клеток в данной области.

Серповидно-клеточная анемия - гомозиготное рецессивное заболевание; проявляется только в том случае, когда от обоих родителей наследуются 2 мутантных гена ?-цепей глобина. После рождения ребёнка болезнь не проявляется до тех пор, пока значительные количества HbF не заместятся на HbS. У больных выявляют клинические симптомы, характерные для анемии: головокружение и головные боли, одышка, учащённое сердцебиение, боли в конечностях, повышенную восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

Гетерозиготные индивидуумы, имеющие один нормальный ген НЬА, а другой ген HbS, в крови имеют лишь следовые количества серповидных клеток и нормальную продолжительность жизни; клинические симптомы болезни у них обычно не проявляются.

Рис. 1-40. Ассоциация молекул дезоксигемоглобина S.

Для диагностики наличия HbS в эритроцитах человека используют метод электрофореза, основанного на движении заряженных белков в электрическом поле. Так как в HbS отрицательно заряженные группы глутамата в ?-цепях заменены незаряженным валином, HbS в щелочной среде будет двигаться медленнее, чем НЬА.

Высокая частота гена HbS среди жителей Африки (до 40% населения в некоторых районах) обусловлена тем, что гетерозиготы менее чувствительны к малярии, чем люди с нормальным гемоглобином A. Plasmodium falciparum - возбудитель малярии, облигатную часть своего жизненного цикла он проводит в эритроцитах. Так как эритроциты гетерозиготных по HbS людей имеют более короткий срок жизни, чем нормальные эритроциты, возбудитель малярии не успевает закончить необходимую стадию развития. Это создаёт избирательное преимущество для гетерозиготных по HbS людей в тех областях, где малярия вызывает гибель многих людей.

Серповидно-клеточная: анемия - первый описанный пример молекулярной болезни.

Почти все встречающиеся замены аминокислот на поверхности молекулы гемоглобина безвредны. Гемоглобин S - редкое исключение.

2. Изменения аминокислотного состава в области активного центра гемоглобина

Между гемом и белковой частью гемоглобина существует около 60 межатомных контактов. Большинство мутаций, нарушающих в той или иной мере эти контакты, приводят к развитию гемоглобинопатии и анемии. Гемоглобин М - вариант гемоглобина А, где в результате мутации в гене ?- или ?-цепи происходит замена Гис Е7 или Гис F8 тирозином. В результате Fe2+ окисляется в Fe3+ и стабилизируется в этой форме. Гемоглобин, содержащий в теме Fe3+, называют метгемоглобином (отсюда и название - гемоглобин М). Вместо О2 к Fe3+ присоединяется Н2О. Обычно изменения затрагивают либо ?-, либо ?-цепи, в результате гемоглобин может переносить не более двух молекул О2. У гетерозиготных людей отмечают цианоз, связанный с нарушением транспорта О2, а гомозиготность по этому гену приводит к летальному исходу. Гемоглобин Хаммерсмита - вариант гемоглобина А, где в положении D1 вместо фенил-аланина (гидрофобной аминокислоты) находится серии (гидрофильная аминокислота). Фен D1 входит в неполярное

окружение тема. Замена его на гидрофильную аминокислоту приводит к нарушению прочности связывания тема с глобином; в "гидрофобный карман", где размещается гем, способна проникать вода, окисляющая Fe2+ до Fe3+, в результате чего развивается анемия.

3.Изменения аминокислотного состава, деформирующие третичную структуру гемоглобина

Во всех нормальных гемоглобинах и в миоглобине в месте пересечения двух ?-спиралей В и Е находится аминокислота глицин. Так как глицин вместо радикала содержит атом водорода, в этом месте две спирали плотно прилегают друг к другу.

В гемоглобине Ривердейла-Бронкса (вариант гемоглобина А) вместо глицина в положении В6 находится аминокислота аргинин, имеющая объёмный радикал. В результате он не умещается в столь узком пространстве, молекула меняет конформацию и становится нестабильной.

4.Замены аминокислот в области контактов димеров ?1?2, ?2?2, нарушающие аллостерические регуляторные функции гемоглобина

Почти все варианты гемоглобина А, где происходит замена аминокислот в области контакта димеров ?1?2, ?2?2, проявляют пониженную кооперативность и нарушенное сродство гемоглобина к О2.

Так, гемоглобин Кемпси - вариант гемоглобина А, где в положении G1 ?-цепи аспарагиновая кислота заменена на аспарагин. В норме аспарагиновая кислота участвует в образовании водородной связи, стабилизирующей дезокси-гемоглобин. В результате замены эта связь не образуется, что нарушает стабильность конформации дезоксигемоглобина, и сродство гемоглобина к О2 повышается. У больных развивается анемия с выраженным цианозом.

32. Белковые фракции крови и клинико-диагностическое значение их определения (при воспалительном процессе, циррозе печени и нефротическом синдроме). Диспротеинемии.

Белковые фракции – количественное соотношение фракций общего белка сыворотки крови: альбуминов, α-1- глобулинов, α-2-глобулинов, β-глобулинов и γ-глобулинов.

Фракция альбуминов однородна, в норме составляет 50-65% от общего количества белка. Глобулиновые фракции по составу более разнородны.

Фракция α-1-глобулинов включает в себя альфа-1-антитрипсин (основной компонент этой фракции) – ингибитор протеолитических ферментов, альфа-1-кислый гликопротеин (орозомукоид) – обладает широким спектром функций, в зоне воспаления способствует фибриллогенезу, альфа-1-липопротеины(функция – участие в транспорте липидов), протромбин и транспортные белки: тироксинсвязывающий глобулин, транкортин (функция – связывание и транспорт кортизола и тироксина соответственно).

Фракция α-2-глобулинов преимущественно включает белки острой фазы – альфа-2 макроглобулин, гаптоглобин, церулоплазмин, а также аполипопротеин В. Альфа-2-макроглобулин, являющийся основным компонентом фракции, участвует в развитии инфекционных и воспалительных реакций. Гаптоглобин – это гликопротеин, который образует комплекс с гемоглобином, высвобождающемся из эритроцитов при внутрисосудистом гемолизе. Церулоплазмин специфически связывает ионы меди, а также является оксидазой аскорбиновой кислоты, адреналина, диоксифенилаланина (ДОФА), способен инактивировать свободные радикалы. Альфа-липопротеины участвуют в транспорте липидов.

Фракция β-глобулинов содержит трансферрин (главный плазменный белок – переносчик железа), гемопексин (связывает гемм/метгем, вследствие чего предотвращает выведение его почками и потерю железа), компоненты комплемента (которые учавствуют в реакциях иммунитета), бета-липопротеины (принимают участие в транспорте холестерина и фосфолипидов) и часть иммуноглобулинов.

Фракция γ-глобулинов состоит из иммуноглобулинов (соответственно порядку количественного убывания – IgG, IgA, IgM, IgE). Функционально иммуноглобулины представляют собой антитела, обеспечивающие гуморальный иммунитет.

Изменение соотношения белковых фракций плазмы крови наблюдается при многих заболеваниях при нормальном содержании общего белка (диспротеинемии). Диспротеинемии отмечаются чаще, чем изменение общего количества белка. При наблюдении в динамике могут характеризовать стадию заболевания, его длительность, эффективность проводимых лечебных мероприятий.

Характерные варианты сдвигов содержания белковых фракций.

Острофазный ответ (изменения, связанные с воспалением и некрозом тканей) – повышение содержания α-1- и α-2-глобулинов. Наблюдается при острой вирусной инфекции, острой пневмонии, остром бронхите, остром пиелонефрите, инфаркте миокарда, травмах (включая хирургические), новообразованиях.

Хроническое воспаление – увеличение содержания γ-глобулинов (ревматоидный артрит, хронический гепатит).

Нефротический синдром – повышение концентрации в крови α-2-глобулинов (происходит за счет накопления альфа-2-макроглобулина на фоне потери альбумина и других белков при фильтрации в почечных клубочках).

Цирроз печени – значительное увеличение белков гамма-фракции.

Диспротеинемия — нарушение нормального соотношения между фракциями белков; наблюдается при болезнях печени (острый и хронический гепатит, цирроз), почек (острый и хронический гломерулонефрит, амилоидоз, нефротический синдром), крови (лейкоз), воспалительных и аллергических заболеваниях, ревматизме, инфаркте миокарда.

33. Энзимодиагностика: механизмы изменения уровня активности ферментов в крови;

Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания (или синдрома) на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. Принципы энзимодиагностики основаны на следующих позициях:

при повреждении клеток в крови или других биологических жидкостях (например, в моче) увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов повреждённых клеток; количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения;

активность ферментов в биологических жидкостях, обнаруживаемых при повреждении клеток, стабильна в течение достаточно длительного времени И отличается от нормальных значений; ряд ферментов имеет преимущественную или абсолютную локализацию в определённых органах (органоспецифичность); существуют различия во внутриклеточной локализации ряда ферментов.

1. Причины, приводящие к увеличению количества ферментов в крови

Ферменты плазмы крови можно разделить на 2 группы. Первая, относительно небольшая группа ферментов активно секретируется в плазму крови определёнными органами. Например, печень синтезирует неактивные предшественники ферментов свёртывающей системы крови. Ко второй относят большую группу ферментов, высвобождающихся из клеток во время их нормального функционирования. Обычно эти ферменты выполняют свою функцию внутри клетки и не имеют физиологического значения в плазме крови. У здорового человека активность этих ферментов в плазме низкая и достаточно постоянная, так как постоянно соотношение скоростей высвобождения их из клеток и скоростей разрушения.

При многих заболеваниях происходит повреждение клеток, и их содержимое, в том числе и ферменты, высвобождаются в кровь. К причинам, вызывающим высвобождение внутриклеточного содержимого в кровь, относят нарушение проницаемости мембраны клеток (при воспалительных процессах) или нарушение целостности клеток (при некрозе). Определение в крови активности ряда ферментов хорошо налажено в биохимических лабораториях, что используют для диагностики заболеваний сердца, печени, скелетной

мускулатуры и других тканей. Уровень активности ферментов в плазме коррелирует со степенью повреждения клеток.

Для энзимодиагностики имеют большое значение знания о субклеточной локализации ферментов. Так, появление в плазме крови ферментов, имеющих только цитозольную локализацию, свидетельствует о воспалительном процессе; при обнаружении митохондриальных или ядерных ферментов можно говорить о более глубоких повреждениях клетки, например о некрозе.

Однако повышение концентрации ферментов не всегда связано с повреждением тканей. При избыточной клеточной пролиферации, например при онкопролиферативных процессах, при повышенной скорости синтеза некоторых ферментов в клетках или при нарушенном клиренсе (способности вьпюдиться почками) наблюдают повышение концентрации в крови определённых ферментов. Врачам следует учитывать, что нормальные значения активности ферментов в крови детей и беременных женщин отличаются от показателей, характерных для взрослых здоровых людей.

2. Изоферменты

Ферменты, катализирующие одну и ту же химическую реакцию, но отличающиеся по первичной структуре белка, называют изофермен-тами, или изоэнзимами. Они катализируют один и тот же тип реакции с принципиально одинаковым механизмом, но отличаются друг от друга кинетическими параметрами, условиями активации, особенностями связи апофермента и кофермента.

Природа появления изоферментов разнообразна, но чаще всего обусловлена различиями в структуре генов, кодирующих эти изоферменты. Следовательно, изоферменты различаются по первичной структуре белковой молекулы и, соответственно, по физико-химическим свойствам. На различиях в физико-химических свойствах основаны методы определения изоферментов.

По своей структуре изоферменты в основном являются олигомерными белками. Причём та или иная ткань преимущественно синтезирует определённые виды протомеров. В результате определённой комбинации этих протомеров формируются ферменты с различной структурой - изомерные формы. Обнаружение определённых изоферментных форм ферментов позволяет использовать их для диагностики заболеваний.

Изоформы лактатдегидрогеназы. Фермент лак-татдегидрогеназа (ЛДГ) катализирует обратимую реакцию окисления лактата (молочной кислоты) до пирувата (пировиноградной кислоты) (см. раздел 7). Лактатдегидрогеназа - олигомерный белок с молекулярной массой 134 000 Д, состоящий из 4 субъединиц 2 типов: М (от англ, muscle - мышца) и Н (от англ, heart - сердце). Комбинация этих субъединиц лежит в основе формирования 5 изоформ лактатдегидрогеназы (рис. 2-35, А). ЛДГ1 и ЛДГ2 наиболее активны в сердечной мышце и почках, ЛДГ4 и ЛДГ5 - в скелетных мышцах и печени. В остальных тканях имеются различные формы этого фермента.

Изоформы ЛДГ отличаются электрофоретической подвижностью, что позволяет устанавливать тканевую принадлежность изоформ ЛДГ (рис. 2-35, Б).

Рис. 2-35. Изоформы лактатдегидрогеназы. А - строение различных изоформ ЛДГ; Б - распределение на электрофореграмме и относительные количества изоформ ЛДГ в различных органах; В - содержание изоформ ЛДГ в плазме крови в норме и при патологии (электрофореграммы - слева и фотометрическое сканирование - справа).

Появление в эволюции различных изоформ ЛДГ обусловлено особенностями окислительного метаболизма тканей. Изоферменты ЛДГ4 и ЛДГ5 (М-типы ЛДГ) работают эффективно в анаэробных условиях, ЛДГ, и ЛДГ2 (Н-типы) - в аэробных, когда пируват быстро окисляется до СО2 и Н2О, а не восстанавливается до молочной кислоты.

При ряде заболеваний исследуют активность ЛДГ в плазме крови. В норме активность ЛДГ составляет 170520 ЕД/л. Повышение активности наблюдают при острых поражениях сердца, печени, почек, а также при мегалобластных и гемолитических анемиях. Однако это указывает на повреждение лишь одной из перечисленных тканей.

Для постановки диагноза необходимо исследование изоформ ЛДГ в плазме крови методом электрофореза. На рис. 2-35, В представлены электрофореграммы плазмы крови здорового человека, больного инфарктом миокарда и больного гепатитом. Выявление в плазме крови тканеспецифичес-ких изоформ ЛДГ используют в качестве диагностического теста повреждения данной ткани.

Изоформы креатинкиназы. Креатинкиназа (КК) катализирует реакцию образования креатинфосфата: Молекула КК - димер, состоящий из субъединиц двух типов: М (от англ, muscle - мышца) и В (от англ, brain - мозг). Из этих субъединиц образуются 3 изофермента - ВВ, MB, MM. Изофермент ВВ находится преимущественно в головном мозге, ММ - в скелетных мышцах и MB - в сердечной мышце. Изоформы КК имеют разную электрофоретическую подвижность (рис. 2-36).

Активность КК в норме не должна превышать 90 МЕ/л. Определение активности КК в плазме крови имеет диагностическое значение при инфаркте миокарда (происходит повышение уровня МВ-изоформы). Количество изоформы ММ может повышаться при травмах и повреждениях скелетных мышц. Изоформа ВВ не может проникнуть через гематоэнцефалический барьер, поэтому в крови практически не определяется даже при инсультах и диагностического значения не имеет.

34. Энзимодиагностика при инфаркте миокарда и заболеваниях печени. Энзимодиагностика при инфаркте миокарда

Примерно 30% больных инфарктом миокарда имеют атипичную клиническую картину этого заболевания. Поэтому необходимо проводить дополнительные методы исследования для подтверждения повреждения сердечной мышцы.

При инфаркте миокарда наблюдают достоверные изменения в крови активности ферментов КК, ЛДГ и аспартатаминотрансферазы - ACT, которые зависят от времени, прошедшего от начала развития инфаркта и от зоны тканевого повреждения. Типичную кривую изменения активности этих ферментов можно видеть на рис. 2-37. После закупорки (окклюзии) коронарного сосуда в крови вначале отмечают повышение активности

ККизоформы MB, однако фермент быстро удаляется из кровотока. Обнаружение повышенной активности

ККв плазме крови - основной энзимодиагностический критерий инфаркта миокарда. Если у пациента с загрудинными болями не обнаружено изменения в активности КК, диагноз инфаркта миокарда маловероятен. Дополнительным подтверждением диагноза инфаркта миокарда служит обнаружение активностей ферментов ACT и ЛДГ в крови больных. Динамика изменений этих активностей также представлена на этом рисунке. Активность ACT в норме составляет 5-40 МЕ/л. При инфаркте миокарда активность ACT повышается через 4-6 ч; максимум активности наблюдают в течение

Рис. 2-37. Изменение активности ферментов в плазме крови при инфаркте миокарда.

2-3 дней. Уровень ЛДГ также увеличивается в плазме крови через несколько часов после закупорки кровеносного сосуда; максимум активности наблюдают на 3-4-й день, затей наступает постепенная нормализация активности. Уровень повышения активности ЛДГ коррелирует с размерами повреждения сердечной мышцы.

Аланинаминотрансфераза (АЛТ, АлАТ) – норма, результат при заболеваниях печени Нормальная активность АЛТ в крови мужчин равна 10-40 Ед/л, у женщин – 12-32 Ед/л.Различные уровни

повышения активности АЛТ выявляются при острых гепатитах, циррозе печени, обтурационной желтухе и при приеме гепатотоксических препаратов (яды, некоторые антибиотики).

Резкое повышение активности АЛТ в 5-10 и более раз является несомненным признаком острого заболевания печени. Причем такое повышение выявляется еще до того как проявятся клинические симптомы (желтуха, боли и прочее). Увеличение активности АЛТ можно засечь за1-4 недели до проявления клиники и начать соответствующее лечение, не дав развиться заболеванию в полной мере. Высокая активность фермента при таком остром заболевании печени после проявления клинических симптомов держится недолго. Если нормализация активности ферментане происходит в течение двух недель, это говорит о развитии массивного повреждения печени.

Максимальная активность АСТ выявлена в сердце, печени, мышцах и почках. В норме у здорового человека активность АСТ составляет 15-31 Ед/л у мужчин и 20-40 Ед/л у женщин.

Активность АСТ возрастает при некрозе печеночных клеток. Причем в данном случае имеет место прямо пропорциональная зависимость между концентрацией фермента и степенью повреждения гепатоцитов: то есть чем выше активность фермента, тем сильнее и обширнее повреждения гепатоцитов. Увеличение активности АСТ также сопровождает острый инфекционный и острый токсический гепатит (отравления солями тяжелых металлов и некоторыми лекарствами).

Соотношение активности АСТ/АЛТ называется коэффициент де Ритиса. Нормальное значение коэффициента де Ритиса равно 1,3. При повреждениях печени значение коэффициента де Ритиса снижается. Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – норма, результат при заболеваниях печени ЛДГ является широко распространенным ферментом в организме человека. Степень его активности в

различных органах в убывающем порядке: почки>сердце>мышцы>поджелудочная железа>селезенка> печень>сыворотка крови. В сыворотке крови присутствует 5 изоформ ЛДГ. Поскольку ЛДГ содержится и в эритроцитах, то кровь для исследования не должна содержать следы гемолиза. В плазме крови активность ЛДГ на 40% ниже, чем в сыворотке. Нормальная активность ЛДГ в сыворотке крови составляет 140-350 Ед/л.

При каких патологиях печени увеличено содержание изоформ В связи с широкой распространенностью ЛДГ в различных органах и тканях, повышение общей активности

ЛДГ не имеет большого значения для дифференциальной диагностики различных заболеваний. Для диагностики инфекционного гепатита используют определение активности изоформ ЛДГ 4 и 5 (ЛДГ4 и ЛДГ5). При остром гепатите активность ЛДГ5 в сыворотке крови повышается в первые недели желтушного периода. Повышение совокупной активности изоформ ЛДГ4 и ЛДГ5 выявляется у всех больных инфекционным гепатитом в первые 10 суток. При желчнокаменной болезни без закупорки желчных ходов повышения активности ЛДГ не обнаружено. При ишемии миокарда происходит увеличение активности общей фракции ЛДГ за счет явления застоя крови в печени.

Щелочная фосфатаза (ЩФ) – норма, результат при заболеваниях печени Щелочная фосфатаза располагается в мембране клеток канальцев желчных ходов. Эти клетки канальцев

желчных ходов имеют выросты, которые образуют, так называемую, щеточную каемку. Щелочная фосфатаза располагается именно в этой щеточной каемке. Поэтому при повреждении желчных ходов щелочная фосфатаза высвобождается и выходит в кровь. В норме активность щелочной фосфатазы в крови колеблется в зависимости от возраста и пола. Так у здоровых взрослых людей активность щелочной фосфатазы лежит в пределах 30-90 Ед/л. Активность этого фермента повышается в периоды активного роста – при беременности и у подростков. Нормальные показатели активности щелочной фосфатазы у подростков достигают 400 Ед/л, а у беременных женщин – до 250 Ед/л.

При каких патологиях печени увеличено содержание При развитии обтурационной желтухи активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови возрастает в 10 и

более раз. Определение активности ЩФ используют в качестве дифференциально-диагностического теста

именно обтурационной желтухи. Менее значительное повышение активности щелочной фосфатазы в крови выявляется также при гепатитах, холангитах, язвенных колитах, кишечных бактериальных инфекциях и тиреотоксикозе.

Глутаматдегидрогеназа (ГлДГ) – норма, результат при заболеваниях печени

Внорме глутаматдегидрогеназа присутствует в крови в небольших количествах, так как является митохондриальным ферментом, то есть, расположен внутриклеточно. Степень увеличения активности данного фермента выявляет глубину поражения печени.

Увеличение концентрации глутаматдегидрогеназы в крови является признаком начала дистрофических процессов в печени, вызванных эндогенными факторами или экзогенными. К эндогенным факторам относят опухоли печени или метастазы в печень, а к экзогенным –токсины, повреждающие печень (тяжелые металлы, антибиотики и т.д.), и инфекционные заболевания.

Коэффициент Шмидта Совместно с аминотрансферазами рассчитывают коэффициент Шмидта (КШ). КШ = (АСТ+АЛТ)/ГлДГ. При

обтурационной желтухе коэффициент Шмидта равен 5-15, при остром гепатите – более 30, при метастазах опухолевых клеток в печень – около 10.

Сорбитолдегидрогеназа (СДГ) – норма, результат при заболеваниях печени

Внорме в сыворотке крови сорбитолдегидрогеназа выявляется в следовых количествах, а её активность не превышает 0,4 Ед/л. Активность сорбитолдегидрогеназы увеличивается в 10-30 раз при всех формах острого гепатита. Сорбитолдегидрогеназа является органоспецифическим ферментом, который отражает повреждение мембран гепатоцитов при первичном развитии острого процесса или при обострении хронического.

γ-глутамилтрансфераза - нормы, при каких патологиях печени увеличено содержание Данный фермент имеется не только в печени. Максимальная активность γ-глутамилтрансферазы выявляется

в почках, поджелудочной железе, печени и предстательной железе. У здоровых людей в норме концентрация γ-глутамилтрансферазы составляет у мужчин – 250-1800 нмоль/л*с, у женщин – 167-1100 нмоль/с*л. У новорожденных детей активность фермента в 5 раз выше, а у недоношенных – в 10 раз.

Активность γ-глутамилтрансферазы повышается при заболеваниях печени и желчевыводящей системы, а также при диабете. Наиболее высокая активность фермента сопровождает обтурационную желтуху и холестаз.Активность γ-глутамилтрансферазы при данных патологиях увеличивается в 10 и более раз. При вовлечении печени в злокачественный процесс происходит увеличение активности фермента в 10-15 раз, при хронических гепатитах – в 7 раз.γ-глутамилтрансфераза очень чувствительна к алкоголю, что используется для дифференциальной диагностики между вирусными и алкогольными поражениями печени.

Определение активности этого фермента является наиболее чувствительным скрининговым тестом, который предпочтительнее определения активности аминотрансфераз (АСТ и АЛТ) или щелочной фосфатазы. Информативно определение активности γ-глутамилтрансферазы и при заболеваниях печени у детей. Фруктозо-монофосфат-альдолаза (ФМФА) – норма, результат при заболеваниях печени

Внорме в крови содержится в следовых количествах. Определение активности ФМФА используют для диагностики острого гепатита. Однако в большинстве случаев определение активности данного фермента используют для выявления профессиональной патологии у людей, которые работают с токсичными для печени химическими веществами.

При остром инфекционном гепатите активность фруктозо-монофосфат-альдолазы возрастает в десятки раз, а при воздействии токсинов в низких концентрациях (хроническом отравлении токсинами) – только в 2-3 раза.

35. Свёртывающая система крови. Этапы образования фибринового сгустка.

При повреждении кровеносного сосуда инициируется каскад реакций, в результате которого образуется сгусток крови - тромб, предотвращающий кровотечение. Основную роль в свёртывании (коагуляции) крови играют тромбоциты и ряд белков плазмы крови.

В остановке кровотечения различают 3 этапа. На первом этапе происходит сокращение кровеносного сосуда. Затем к месту повреждения прикрепляются тромбоциты, которые, наслаиваясь друг на друга, образуют тромбоцитарную пробку (белый тромб). Белый тромб является непрочным и может закупорить только

небольшой кровеносный сосуд. На третьем этапе растворимый белок плазмы крови фибриноген превращается в нерастворимый белок фибрин, который откладывается между тромбоцитами, и формируется прочный фибриновый тромб. Такой тромб содержит эритроциты и поэтому называется красным тромбом.

Образованию фибринового тромба предшествует каскад протеолитических реакций, приводящий к активации фермента тромбина, который и превращает фибриноген в фибрин. Все белки, участвующие в свёртывании крови, называют факторами свёртывания. Они синтезируются в основном в печени и клетках крови в виде неактивных предшественников, обозначаются римскими цифрами, но имеют и тривиальные названия (табл. 14-1). Большинство этих белков активируется в каскаде ферментативных реакций свёртывания крови. Активные формы этих белков обозначают такими же римскими цифрами, но с добавлением буквы "а".

А. Образование фибринового тромба

Образование фибринового тромба начинается с превращения растворимого белка плазмы крови фибриногена в нерастворимый фибрин.

Фибриноген (фактор I) - гликопротеин с молекулярной массой 340 кД. Он синтезируется в печени и содержится в плазме крови в концентрации 8,02-12,9 мкмоль/л (2 - 4 г/л). Молекула фибриногена состоит из шести полипептидных цепей, которые связаны друг с другом дисульфидными связями. Состав полипептидных цепей молекулы фибриногена обозначают Аα2, Вβ2, γ2 Заглавные буквы соответствуют тем участкам, которые отщепляются под действием тромбина при превращении фибриногена в фибрин. Фрагменты А в цепях Аα и В в цепях Вβ содержат большое количество остатков аспартата и глутамата. Это создаёт сильный отрицательный заряд на N-концах молекул фибриногена и препятствует их агрегации.

Молекула фибриногена состоит из трех глобулярных доменов, по одному на каждом конце молекулы (домены Д) и один в середине (домен E). Домены отделены друг от друга участками полипептидных цепей, имеющими стержнеобразную конфигурацию. Из центрального домена E выступают N-концевые фрагменты А и В цепей Аα и Вβ (рис. 14-8).

Вобразовании фибринового тромба можно выделить 4 этапа.

1.Превращение фибриногена в мономер фибрина. Сначала молекулы фибриногена освобождаются от отрицательно заряженных фрагментов А и В, в результате чего образуются мономеры фибрина. Превращение фибриногена (фактор I) в фибрин (фактор 1а) катализирует фермент тромбин (фактор Па). В каждой молекуле фибриногена тромбин гидролизует четыре пептидные связи аргинилглицил, две из которых соединяют фрагменты А с α-цепью,

Рис. 14-8. Строение фибриногена. Фибриноген состоит из шести полипептидных цепей: Аα2, Вβ2 и γ2. А, В - отрицательнозаряженные фрагменты, благодаря которым молекулы фибриногена не агрегируют. Д, E - глобулярные домены молекулы фибриногена. Домены отделены участками полипептидных цепей, имеющими стержнеобразную конфигурацию. Из центрального глобулярного домена E выступают N- концевые участки фрагментов А и В цепей Аα2 и Вβ2.

а две другие - В с β-цепью в Аα2- и Вβ2-цепях фибриногена. Мономер фибрина, образующийся из фибриногена, имеет состав (α, β, γ)2.

2.Образование нерастворимого геля фибрина. На втором этапе образуется нерастворимый полимерный фибриновый сгусток - гель фибрина. В результате превращения фибриногена в фибрин-мономер в домене E открываются центры связывания с доменами D. Причём домен E содержит центры агрегации, формирующиеся только после частичного протеолиза фибриногена под действием тромбина, а домен D является носителем постоянных центров агрегации. Первичная агрегация молекул фибрина происходит в