shpory_po_bkh_zachet_may

1. Функции крови:

- гомеостаз

- Транспортная

- Дыхательная

- Трофическая функция (белков, липидов, углеводов)

- Терморегуляторная

- Защитная – обеспечивает энергией иммунитет

- Коррелятивная функция - взаимодействие и взаимосвязь между различными органами;

- Обеспечение водно-солевого обмена между жидкой средой организма и тканями;

- Гуморальное влияние на ткани, связанное с транспортом бав,

- Осуществление креаторных связей

- Контроль качества мышечного состава.

рН артериальной крови =7.4, венозной =7.35, р СО2 - парциальное давление углекислоты в крови 36 - 46 мм рт.ст.); плотность: 1,05 – 1,06; осмолярность плазы: 280 – 300 мосм/л.

триглицериды: 0,4 – 1,8 ммоль/л; холестерин: 3,64 – 6,76; глюкоза: 3,8 – 6,11; общий белок: 65 – 80 г/л;

мочевина:2,6 – 8,2 ммоль/л; мочевая кислота:0,24 – 0,3;

натрий:140 – 145; калий: 4,0; кальций: 2,5; хлор: 10,5;

магний: 0,8 – 1,5; бикарбонаты: 27.

При гипернатриемии синдром гипергидратацией организма.

Гипонатриемия сопровождается дегидротацией.

Гиперкалиемия наблюдается при ОПН, гипоальдостеронизме.

При обратном ( гипоальдостеронизме) состоянии возникает гипокалиемия, увеличивается выделение калия с мочой, и оно сочетается с задержкой натрия в организме.

Гиперкальциемия наблюдается при опухолях костей, аденоме паращитовидных желез. Кальций в этих случаях метаболизируется из костей в плазму.

Гипокальциемия наблюдается при паратиреозе, и сопровождается судорогами ( тетания).

Уровень Mg в плазме даже при его значительных потерях длительное время может оставаться стабильным, пополняясь из мышечного депо.

Гипофосфатемия характерна для рахита.

2. Белки плазмы крови:

Альбумины крови обеспечивают 80% онкотического давления крови за счет высокой гидрофильности, небольшого размера молекул и значительной концентрации в плазме, при дефиците А развиваются отеки и вода из плазмы устремляется в ткани.

Альбумины выполняют транспортную функцию и переносят гормоны, ЖК, билирубин,ХС, сульфаниламиды, ионы кальция. магния.

Глобулины при высаливании делятся на 2 фракции: -эуглобулины ( в основном состоят из γ –глобулинов) и псевдоглобулины ( a + ß + γ ).

Альфа1-глобулины: альфа-1-антитрипсин, тироксинсвязывающий белок, ЛПВП, орозомукоид (увеличивается при воспалении), альфа- фетопротеин( возрастает при беременности) и гликопротеиды.

Альфа-2 глобулины: макроглобулин, участвующий в реализации опухолевой агрессии, гаптоглобин, церуллоплазмин- медь-переносящий белок.

ß глобулины: ЛПНП, трансферрин, гемосидерин, С- реактивный белок.

γ –Глобулины: иммуноглобулины Ig G, M,E,A, D.

Методы фракционирования:

1.Высаливание( осаждение белков из раствора при добавлении солей различных концентраций. При высаливании белков плазмы крови с помощью сульфата аммония, Г выпадают в осадок при 50% насыщении, а А при 100% насыщении. На процесс высаливания влияет рН и температура, и этот метод малоэффективен.

2.Электрофорез – создается электрическое поле. Причем различные белковые фракции обладают различной электрофоретической подвижностью, и поэтому по- разному мигрируют в электрическом поле. Первой выделяется фракция глобулинов, затем альбуминов.

3.Иммуноэлектрофорез используют для определения белков при концентрации 10 ^-6- -10^-9 г/л. Иммуноэлектрофорез проводят в сочетании с реакцией преципитации в одной среде, что позволяет достигать значительной аналитической чувствительности

Гиперпротеинемия- - увеличение общего содержания белков плазмы, потеря воды организмом, а следовательно и плазмой( при ожогах, диареях, рвоте) приводит к увеличению концентрации белка в крови.

Чаще развивается относительная гиперпротенэмия. Абсолютная встречается реже (при инфекционном или токсическом раздражении РЭС, за счет увеличения γ- глобулинов в крови). Абсолютная наблюдается при миеломной болезни, за счет появления в плазме патологических белков, не существующих в норме (парапротеинемия).

Гипопротеинемия-(ГП) снижение общего количества белка плазмы, в основном за счет снижения альбуминов. Это важный симптом Нефротического синдрома, токсического гепатита.

При многих заболеваниях часто изменяется процентное соотношение отдельных белковых фракций, хотя общее содержании белка может оставаться в норме. Это состояние называется диспротеинемия.

3. Плазма крови - это многокомпонентная жидкость, все азотсодержащие вещества плазмы в совокупности образуют единый общий пул азота, который делится на 2 фракции:

-азот белковый

-азот небелковый (остаточный - ОА), он образуется в фильтрате после осаждения белков. Содержание небелкового азота в плазме составляет 15-20ммоль/л.

В состав ОА входит азот конечных продуктов обмена белков (это низкомолекулярные соединения).

Мочевина составляет 50% ОА. Уровень мочевины отражает количество остаточного азота. Азот свободных аминокислот - 25%.Эти аминокислоты имеют как экзогенное, так и эндогенное происхождение.

Азот мочевой кислоты составляет 8% от ОА.

Креатин – креатинин - 2.5%. Аммиак и индикан - 0.5%.

В ОА входят также: азот билирубина, нуклеотидов (АМФ, ГМФ ЦМФ и др.), биогенных аминов, продуктов метаболизма аминокислот, азотистых оснований, холина, коротких пептидов.

Диагностическое значение ОА.

Остаточный азот используют для оценки экскреторной функции почек, потому что нарушение его уровня в крови указывает на патологию почек.

Уровень ОА может повышаться при увеличении потреблении белка с пищей (особенно животного происхождения), при увеличении катаболизма периферических тканей (гнойно-воспалительные процессы, диабет, ожоги, голодание, лучевая болезнь, стресс, нарушение выделительной функции почек).

Уровень ОА может снижаться, в основном за счет снижения мочевины, при вегетарианской диете, а также при циррозе печени.

Повышение уровня ОА в крови называется азотемией. Последняя в зависимости от причины ее возникновения бывает: ретенционная и продукционная.

Ретенционная азотэмия наступает в результате недостаточного выделения азотсодержащих продуктов с мочой при нормальном их поступлении в кровоток. Она может быть почечной и внепочечной.

При почечной ретенционной азотемии, уровень ОА увеличивается, вследствие ослабления экскреторной функции почек. Это происходит в основном за счет мочевины. В этом случае на азот мочевины приходится 90% небелкового азота крови (вместо50%).

Внепочечная ретенционная азотемия может возникать в результате недостаточности кровообращения, снижения АД, и как следствие снижения почечного кровотока.

Продукционная азотемия наблюдается при избыточном поступлении азотсодержащих продуктов в кровь.

Нарастание содержания мочевины в крови до 15-20ммоль/л является признаком нарушения функции почек средней тяжести, до 33-35 ммоль/л – тяжелой, а свыше 50 ммоль/л очень тяжелой, с неблагоприятным прогнозом.

Коэффициент или отношение азота мочевины крови к остаточному азоту крови:

К = (N₂ мочевины крови/ N₂ остаточного азота) _* 100%

В норме К ниже 48%. При ОПН он повышается до 90%, а при нарушении мочевинообразовательной функции печени снижается до 45%.

4. КОС - соотношение концентраций водородных и гидроксильных ионов.

1.Принцип изоосмолярности- осмотическое давление ткани и межклеточной жидкости постоянно. Суммарная осмотическая активность тканей в норме составляет 3 10 милиосмо молей. Эта величина складывается из 2х составляющих:

осмотическое давление катионов и осмотическое давление анионов.

2.Принцип электронейтральности - суммарный заряд катионов и анионов равен «0», или суммарный заряд является нейтральным и равным по модулю 310 (155 катионов и 155 анионов). Перемещение ионов через мембраны должно происходить в строгом соответствии с этими принципами.

3. Принцип постоянства рН - при любом соотношении ионов, рН должно быть постоянным.

Физико-химические механизмы регуляции КОС обусловлены буферными системами организма. Буферы присутствуют во всех жидкостях организма и при изменении рН действуют немедленно (в течение 1 секунды). Они соединяются с избытком кислот или оснований и образуются вещества, которые мало влияют на рН.

Буферные системы (БС) крови представлены БС плазмы крови (44% буферной ёмкости крови) и БС эритроцитов (56%). Основные БС плазмы - гидрокарбонатная и белковая, основные БС эритроцитов - гемоглобиновая, гидрокарбонатная, фосфатная.

Физиологические механизмы регуляции КОС в основном представлены дыхательными и почечными.

1) Дыхательная система - в течение 1-2 мин удаляет или задерживает СО₂ в прямой зависимости от рН артериальной крови. При метаболическом ацидозе повышение в крови содержания Н+ приводит к стимуляции дыхательного центра и гипервентиляции, при метаболическом алкалозе увеличение содержания оснований сопровождается гиповентиляцией.

2) Почки. Их функция состоит в удалении нелетучих кислот. В сутки почки должны удалять 40-60 ммоль ионов водорода. Если содержание таких кислот возрастает, то при нормальной функционировании почек выделение Н+ с мочой может значительно увеличиваться. Напротив, при повышении рН выведение почками Н+ уменьшается.

Нарушения КОС могут быть компенсированные (рН удерживается в физиологических пределах), субкомпенсированные (незначительное изменение рН) и декомпенсированные (значительное изменение рН).

Понижение рН крови называют ацидозом, а повышение - алкалозом.

Каждый из этих двух типов подразделяется ещё на несколько разновидностей в зависимости от причины сдвига рН. Если причина кроется в лёгких, то такое состояние называется респираторным ацидозом или алкалозом. Если вне лёгких - то нереспираторным (иногда просто метаболическим).

5. Метаболический ацидоз обусловлен накоплением в тканях и плазме нелетучих органических кислот. Это происходит по разным причинам:

1.Приема с пищей большого количества кислых агентов

2.В результате эндогенного образования большого количества органических кислот (ПВК, лактат, ЖК).

3.Нарушении ацидо- и аммониогенеза в почках

4. При потере щелочных агентов (рвота, понос).

Метаболический ацидоз может возникнуть при диабете, голодании и лихорадке. Однако истинной причиной метаболического ацидоза (алколоза) является нарушения, связанные с энергообменом.

АДФ ^3- + Фн + Н⁺ ------- АТФ^4- -------- АДФ ^3- + Фн + Н⁺

Данная реакция протекает в митохондриях при помощи ионной помпы, создающей дельту µН+ . Т.о. митохондрия это единственная органелла, препятствующая закислению, путем синтеза АТФ. Метаболический ацидоз возникает вследствие преобладания АТФ-азной реакции (т.е. распада АТФ) над АТФ- синтетазной (т.е. синтезом АТФ), образующиеся при распаде АТФ протоны накапливаются и снижают рН.

Метаболический алкалоз с этой точки зрения возникает вследствие преобладания АТФ- синтетазной реакции, а так же при накоплении идентичных эквивалентов в плазме различным путем: при потере желудочного сока, при всасывании щелочных компонентов кишечного сока.

Протоны, необходимые для синтеза АТФ, образуются при окислении ГЛ. ЖК. Синтез АТФ - это кислород, зависимый процесс. Образовавшиеся протоны без кислорода для синтеза АТФ не используются, именно поэтому при метаболическом ацидозе (нагрузке ЖК, глюкозой, и при недостаточном поступлении О2) АТФ-азная реакция преобладает над АТФ-синтетазной.

6. Респираторный алкалоз возникает при резком увеличении дыхательной функции легких (гипервентиляции). Например при вдыхании чистого О₂, компенсаторной одышке.

В этих случаях СО₂ интенсивно удаляется из крови и рCO₂. Это приводит к тому, что равновесие в уравнении смещается влево:

СО₂ + Н₂О ------ Н₂СО₃ ----- Н⁺ + НСО₃ ^-,

снижается концентрация протонов, а рН увеличивается.

Респираторный ацидоз наступает при увеличении минутного объема дыхания (при бронхите, астме, асфиксии механического порядка). Это приводит к гиповентиляции и гиперкапнии, т.е. повышению рСО₂ крови. При этом равновесие реакции вправо (в сторону образования Н⁺), концентрация ионов водорода возрастает и рН соответственно снижается.

Метаболический ацидоз обусловлен накоплением в тканях и плазме нелетучих органических кислот. Это происходит по разным причинам:

1.Приема с пищей большого количества кислых агентов

2.В результате эндогенного образования большого количества органических кислот (ПВК, лактат, ЖК).

3.Нарушении ацидо и аммониогенеза в почках

4. При потере щелочных агентов (рвота, понос).

7. Механизмы коррекции нарушений КОС.

При накоплении в тканях Н+, происходит связывание его с тканевыми буферами. При истощении буферной емкости ткани, срабатывает второй физико- химический механизм- эффект разбавления, т.е. протоны удаляются из ткани и попадают в кровь. Транспорт протонов за пределы клетки осуществляется за счет натрий- калий-АТФ-азы и сопряжен с выходом из клетки 2К⁺ и импортом в клетку 3Na⁺.

На ранний стадиях ацидоза транспорт натрия и калия идет в обратном направлении: Калий в клетку, а натрий из клетки. Этот транспорт вызывает деполяризацию мембраны. Этот процесс энергозависим, т. к. сопровождается рассеиванием дельта µNa⁺ (форма депонирования энергии). Небольшие концентрации протонов, проникших из плазмы забуфериваются при помощи внеклеточных буферов.

Большие концентрации протонов приводят к истощению буферной емкости крови сдвигу рН. При этом включаются респираторные механизмы компенсации, т.е при сдвиге рН на 0.1 происходит стимуляция дыхательного центра (через каротидные синусы). Это ведет к увеличению частоты дыхания в 1,5 - 2 раза. При этом улучшается газообмен. О₂ активно проникает в ткани, улучшая их оксигенацию, при этом стимулируются блокированные Н⁺- АТФ-синтетазные реакции, за счет которых происходит поглощение Н⁺ и состояние ацидоза купируется. Протон при этом транспортируется в эритроциты, где связывается с Нb.

Если этих респираторных механизмов недостаточно, то включается деятельность других экскреторных систем. В первую очередь, удаление Н⁺ с мочой. В почках включается ацидо- и аммониогенез, в результате которых происходит подкисление мочи (за счет поступления Н⁺), и одновременно подщелачивание крови (за счет поступления НСО₃- в плазму).

В печени снижение рН ингибирует биосинтез мочевины.

NH₃ + HCO₃^- --- мочевина

реакция обратима.

При снижении рН отмечается дефицит HCO_{3 ,} поэтому и тормозится биосинтез мочевины и весь аммиак поступает в почки на образование катиона аммония.

У больных с хроническими формами ацидоза может возникать явление остеопороза (деминирализации костей), кость поглощает протоны в обмен на ионы Са⁺⁺.

В зависимости от происхождения, ацидозы (алкалозы) - респираторный или метаболический - будут формировать компенсаторные механизмы с противоположным знаком.

Если имеет место респираторный ацидоз, то используется механизм освобождения организма от избытка кислот. Вся нагрузка по обеспечению компенсации ложится на почки, которые рефлекторно усиливают выделение Н⁺ в мочу (активация ацидо- и аммониогенеза), а также усиливают поступление HCO₃^- в плазму.

Увеличение бикарбонат аниона влечет развитие метаболического алкалоза.

! Респираторный ацидоз компенсируется метаболическим алкалозом, и наоборот.

8. Респираторный ацидоз наступает при увеличении минутного объема дыхания (при бронхите, астме, асфиксии механического порядка). Это приводит к гиповентиляции и гиперкапнии, т.е. повышению рСО₂ крови. При этом равновесие реакции вправо (в сторону образования Н⁺), концентрация ионов водорода возрастает и рН соответственно снижается.

Метаболический ацидоз обусловлен накоплением в тканях и плазме нелетучих органических кислот.

Лабораторная диагностика:

рН крови ниже 7,35

рН мочи падает ниже 5,5

парциальное давление двуокиси углерода в артериальной крови не достигает 40 мм рт. ст.

При простом метаболическом ацидозе оно может уменьшаться примерно на 1-1,3 мм рт. ст. на каждый мэкв/л снижения уровня HCO3 в плазме.

Большее падение парциального давления СО₂ указывает на одновременный респираторный ацидоз.

Уровень бикарбоната в сыворотке крови 22-26 ммоль/л, в острой стадии и более более 26 ммоль/л в хронической стадии.

9. Главная функция эритроцита - транспорт газов: перенос О₂ и СО₂. Он возможен благодаря большому содержанию гемоглобина и высокой активности фермента карбоангидразы.

Двояковогнутая форма эритроцитов имеет большую площадь поверхности по сравнению с клетками сферической формы такого же размера. Это облегчает газообмен между клеткой и внеклеточной средой. Кроме того, такая форма, а также особенности строения мембраны и цитоскелета обеспечивают большую пластичность эритроцитов при прохождении ими мелких капилляров.

Зрелые эритроциты не имеют ядер, рибосом, митохондрий, лизосом. Поэтому обмен эритроцитов имеет ряд особенностей:

1. В зрелых эритроцитах не идут реакции биосинтеза белков.

2. Образование энергии - только путем гликолиза, субстрат - только глюкоза.

В эритроцитах существуют механизмы предохранения гемоглобина от окисления:

1. Активно протекает ГМФ-путь распада глюкозы, дающий НАДФ^.H₂

2. Высока концентрация глютатиона - пептида, содержащего SH-группы.

Приблизительно 90% сухого вещества эритроцитов составляет гемоглобин, белок с повышенным содержанием железа.

При недостаточном поступлении железа с пищей или избыточной потребности (беременность) развивается железодефицитная анемия.

10. Важную роль в сохранении формы и способности к обратимой деформации эритроцитов играют липиды и белки плазматической мембраны.

Липиды бислоя плазматической мембраны эритроцитов, так же, как плазматические мембраны других клеток, содержат глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Увеличение содержания холестерола в составе мембраны, которое может наблюдаться при некоторых заболеваниях, снижает её текучесть и эластичность, а следовательно, и способность к обратимой деформации. Это, в свою очередь, затрудняет движение эритроцитов через капилляры и может способствовать развитию гемостаза.

Спектрин с анкирином образуют гибкую сетевидную структуру, которая обеспечивает сохранение их формы при прохождении через узкие капилляры сосудов.

Интегральный белок полосы 3 - белок-переносчик ионов С1- и НСО3- через плазматическую мембрану эритроцитов по механизму пассивного антипорта. Мембранный фермент Nа+, К+-АТФ-аза обеспечивает поддержание градиента концентраций Na+ и К+ по обе стороны мембраны. При снижении активности Na+, К+-АТФ-азы концентрация Na+ в клетке повышается, так как небольшие ионы могут проходить через мембрану простой диффузией. Это приводит к увеличению осмотического давления, увеличению поступления воды в эритроцит и к его гибели в результате разрушения клеточной мембраны - гемолизу.

Са2+-АТФ-аза - ещё один мембранный фермент, осуществляющий выведение из эритроцитов ионов кальция и поддерживающий градиент концентрации этого иона по обе стороны мембраны.

Антиоксидантную защиту осуществляет ферментативная система эритроцита предотвращающая токсическое действие активных форм кислорода (О^-2 и н₂О₂) и разрушение мембран эритроцитов.

Глутатион - трипептид, состоящий из глютаминовой кислоты, глицина и цистеина. Мощный антиоксидант, который и предотвращает образование свободных радикалов, и предохраняет клетки от их повреждающего воздействия.

Глютатион нейтрализует кислородсодержащие молекулы до того, как они повредят клетки.

Вместе с селеном он образует фермент глютатионпероксидазу, которая нейтрализует перекись водорода.

Глютатион защищает не только отдельные клетки, но и стенки артерий, мозг, сердце, иммунокомпетентные клетки, почки, хрусталик, печень, легкие и кожу от повреждающего действия свободных радикалов.

Он играет большую роль в предупреждении рака (особенно рака печени), преждевременного старения.

11. Hb, его строение, свойства. Производные Hb, виды Hb. Аномальные Hb. Сравнительная характеристика Hb и миоглобина.

Гемоглобин— сложный железосодержащий белок животных и человека, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Гемоглобин является сложным белком класса хромопротеинов, то есть в качестве простетической группы здесь выступает особая пигментная группа, содержащая химический элемент железо — гем. Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α₁, α₂, β₁ и β₂. Субъединицы соединены друг с другом по принципу изологического тетраэдра.

Главная функция гемоглобина состоит в переносе дыхательных газов: кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким.

Монооксид углерода (CO) связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород, образуя карбоксигемоглобин (HbCO).

Некоторые процессы приводят к окислению иона железа в геме до степени окисления +3. В результате образуется форма гемоглобина, известная как метгемоглобин (HbOH). В обоих случаях блокируются процессы транспортировки кислорода.

Нормальным содержанием гемоглобина в крови человека считается: у мужчин 130—170 г/л (нижний предел −120, верхний предел −180 г/л), у женщин 120—150 г/л; у детей нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и подвержен значительным колебаниям.

Миоглоби́н — кислород-связывающий белок скелетных мышц и мышцы сердца.

Миоглобин высокотоксичен при его нахождении в свободном состоянии в плазме крови: крупные молекулы миоглобина могут закупоривать канальцы почек и приводить к их некрозу.

Конкурируя с гемоглобином эритроцитов за связывание с кислородом в лёгких и не выполняя функцию отдавания кислорода тканям, свободный миоглобин ухудшает кислородное снабжение тканей и приводит к развитию тканевой гипоксии.

Самоотравление организма свободным миоглобином и как следствие острая почечная недостаточность и тканевая гипоксия — одна из главных причин смерти при синдроме длительного сдавливания, встречающемся при тяжелых травмах со сдавлением или размозжением значительных количеств мышечной ткани.

12. Дыхательная функция крови — транспорт О₂ и СО₂ — осуществляется благодаря большому содержанию, высокой активности фермента карбоангидразы, большой концентрации 2,3-диФГК, наличию АТФ. Эти соединения, главным образом 2,3-дифосфоглицериновая кислота, связываясь с дезоксигемоглобином, уменьшают его сродство с О₂, что способствует отдаче тканям.

Виды гипоксии.

Гипоксическая (экзогенная) — при снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (низкое атмосферное давление или закрытые помещения);

Дыхательная (респираторная) — при нарушении транспорта О2 из атмосферы в кровь (дыхательная недостаточность);

Гемическая (кровяная) — при снижении кислородной емкости крови (анемия; инактивация гемоглобина угарным газом или окислителями);

Циркуляторная — при недостаточности кровообращения (сердца либо сосудов), сопровождается снижением артериовенозной разницы по О2;

Тканевая (гистотоксическая) — при нарушении использования О2 тканями (пример: цианиды блокируют цитохромоксидазу — фермент дыхательной цепи митохондрий);

Перегрузочная – вследствие чрезмерной функциональной нагрузки на орган или ткань (в мышцах при тяжелой работе, в нервной ткани во время эпилептического приступа);

Смешанная — любая тяжелая/длительная гипоксия приобретает тканевой компонент (гипоксия → ацидоз → блокада гликолиза → отсутствие субстрата для окисления → блокада окисления → тканевая гипоксия).

Аноксия — это состояние, при котором ткани человеческого организма получают недостаточное количество О2. Может развиться при снижении атмосферного давления на больших высотах, недостаточности кровообращения, уменьшении содержания Er или Hb в крови, а также при различных заболеваниях ССС, например, в случае сердечной недостаточности. Кроме того, может возникать вследствие недостаточного обогащения крови О2 в легких из-за различных дыхательных нарушений или таких заболеваний, как пневмония, при которых уменьшается эффективная дыхательная поверхность лёгочной ткани. При истинной общей аноксии вскоре наступает смерть.

Гипоксия – несоответствие энергопродукции энергетическим потребностям клетки. Основное звено патогенеза — нарушение окислительного фосфорилирования в м/х, имеющее 2 последствия:

1. Нарушение образования АТФ → энергодефицит → нарушение энергозависимых процессов, а именно: сокращения — контрактура всех сократимых структур, синтеза — белков, липидов, нуклеиновых кислот, активного транспорта — потеря потенциала покоя, поступление в клетку ионов кальция и воды.

2. Накопление лактата и кислот ЦТК→ ацидоз, вызывающий:

блокаду гликолиза, единственного пути получения АТФ без кислорода; повышение проницаемости плазматической мембраны; активацию лизосомальных ферментов в цитоплазме с последующим аутолизом клетки.

13. Хромопротеины — сложные белки, состоящие из простого белка и связанного с ним окрашенного небелкового компонента — простетической группы.

Среди хромопротеидов различают гемопротеиды - они содержат в качестве простетической группы железо (гемоглобин), магнийпорфирины и флавопротеины.

Хромопротеины являются важнейшими участниками аккумулирования энергии, начиная от фиксации солнечной энергии в зелёных растениях и утилизации её до превращений в организме животных и человека. Хлорофилл (магнийпорфирин) вместе с белком обеспечивает фотосинтетическую активность растений, катализируя расщепление молекулы воды на водород и кислород (поглощением солнечной энергии). Гемопротеины (железопорфирины), напротив, катализируют обратную реакцию — образование молекулы воды, связанное с освобождением энергии.

Поступающий с пищей гемоглобин в желудочно-кишечном тракте распадается на глобин и гем. Глобин как белок гидролизуется до аминокислот, которые всасываются в просвете кишечника.

Гем окисляется в гематин и выводится с калом.

Изменения в первичной структуре цепей гемоглобина, т.е. замена отдельных АК остатков на другие, является причиной возникновения ряда врожденных заболеваний. Образование значительных количеств аномальных гемоглобинов может обусловливать нарушение дыхательной функции крови.

14. Биосинтез гема (до порфобилиногена), его регуляция. Порфирии, гемоглобинопатии, таллассемии.

Первая реакция биосинтеза гемма происходит в митохондриях путем конденсации гли и сукценил-КоА при участии пиридоксаль-фосфат-содержащего фермента (синтетазы d-аминолевулиновой кислоты).

Эта реакция регуляторная в синтезе гемма.

Их митохондрий d-аминолевулиновая кислота тринспортируется в цитозоль, где димеризуется с образованием пиррольного кольца порфобилиногена.

Порфирии – патологические состояния, которые развиваются при дефектах ферментов и нарушении биосинтеза гемма и проявляются увеличеснием содержания в крови и моче промежуточных продуктов биосинтеза гемма.

Гемоглобинопатия — наследственное изменение или нарушение структуры белка гемоглобина, обычно приводящее к клинически или лабораторно наблюдаемым изменениям в его кислород-транспортирующей функции либо в строении и функции эритроцитов.

К наиболее часто встречающимся гемоглобинопатиям относятся серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия, персистенция фетального гемоглобина.

Талассэмии – группа наследственных заболеваний с нарушением биосинтеза гемма, в результате гемоглобин, свойственный взрослым на 50 – 90% заменяется фетальным гемоглобином, в результате – гипоксия, гемолитические анемии, усиленное всасывание железа и отложение его во внутренних органах.

15. Эндогенный гемоглобин разрушается главным образом в печени, а также в селезенке, костном мозге и других органах.

Начальный этап распада гемоглобина - разрыв метинового мостика и образование вердоглобина. Вердоглобин еще содержит в своем составе железо и глобин.

Процесс начинается с окисления гема и разрыва системы порфириновых колец. Двухвалентное железо гемоглобина превращается при этом в трехвалентное.

Это вердоглобин - от него спонтанно отщепляется белок глобин и освобождается железо.

Дальнейшие превращения приводят к потере железа и глобина, в результате чего происходит развертывание порфиринового кольца и образование желчного пигмента биливердина.

Глобин гидролизуется до АК, а железо соединяется с белком и в виде ферритина откладывается в организме как запасная форма железа.

Оставшаяся небелковая часть биливердина восстанавливается в билирубин. Билирубин транспортируется кровью в печень, где освобождается от белка и обезвреживается путем образования диглюкуронидов.

Образующийся же в печени билирубин находится в связанной форме. Из печени билирубин поступает в желчный пузырь и подвергается превращениям.

Дальнейшие продукты восстановления получили название уробилиногеновых тел. Почти весь выделяющийся печенью билирубин превращается в стеркобилиноген.

У здорового человека ежедневно образуется 250-300 мг билирубина, который почти полностью удаляется из организма.

Содержание билирубина в крови до 20,5 мкмоль\л.

Повышение содержания билирубина сопровождается развитием желтухи.

Железо, освобождающееся в клетках ретикуло-эндотелия при распаде гемоглобина, не удаляется из организма, а используется в синтезе нового хромопротеида - ферритина, выполняющего роль депо железа в организме.

2/3 общего количества ферритина содержится в печени.

Из печени железо ферритина транспортируется к месту синтеза гемоглобина (костный мозг) в виде железосодержащего белка - трансферина.

16. Желтуха — симптомокомплекс, характеризующийся желтушным окрашиванием кожи и слизистых оболочек, обусловленный накоплением в тканях и крови билирубина.

Этиологическая классификация:

• чрезмерное разрушение эритроцитов и повышенной выработки билирубина (гемолитическая анемия)— гемолитическая или надпечёночная желтуха;

• нарушение улавливания клетками печени билирубина и связывания его с глюкуроновой кислотой (гепатит, цирроз печени)— паренхиматозная или печёночноклеточная желтуха;

• наличие препятствия к выделению билирубина с желчью в кишечник (желчно-каменная болезнь или опухоль) и обратного всасывания связанного билирубина в кровь — механическая или подпечёночная желтуха.

Лабораторная диагностика:

Норма билирубина в крови:

общий билирубин – ниже 20,5 мкмоль/л,

свободный (непрямой билирубин) – ниже 17,1 мкмоль/л,

связанный (прямой билирубин) – ниже 4,3 мкмоль/л.

Надпеченочная желтуха: повышен неконъюгированный билирубин и уробилиноген, цвет мочи и стула нормальный, общий и конъюгированный билирубин в норме.

Печеночная желтуха: увеличены общий и конъюгированный билирубин, неконъюгированный может быть в норме или повышен, цвет мочи темный, кал – обесцвечен.

Подпеченочная желтуха - увеличены общий и конъюгированный билирубин, неконъюгированный в норме, уробилиноген снижен, цвет мочи – темный, кал обесцвечен.

17. Процесс всасывания железа является основным в поддержании гомеостаза железа. Железо всасывается как в виде гема (10% поглощаемого железа), так и в негемовой (9%) форме с помощью ворсинок верхней части тонкого кишечника. Сбалансированная ежедневная диета содержит около 5-10 мг железа (гемового и негемового), но всасывается лишь 1-2 мг. Гемовое железо содержится лишь в небольшой части пищевого рациона (мясные продукты). Оно очень хорошо всасывается (на 20-30%) и на его усвоение не влияют другие компоненты пищи. Большая часть пищевого железа - негемовое (оно содержится в основном в листовых овощах).

Гемовое железо. Всасывается как железопорфириновый комплекс с помощью специальных рецепторов. Не подвержено влиянию различных факторов в просвете кишечника

Негемовое железо. Всасывается как разновидность железа поступающего из солей железа. На процесс абсорбции в кишечнике оказывает влияние ряд факторов: концентрация солей железа, пищевые продукты, рН, лекарственные препараты. Всасывается в виде железа, образующегося из комплексов Fe (III). Находется под влиянием обмена таких железосвязывающих белков, как трансферрин, муцины, интегрины, и мобилферрин.

Оксигеназа гема, специальный фермент, стимулирует распад комплекса железа и порфирина.

В клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, во время процесса всасывания, закисное железо Fe(II) превращается в окисное железо Fe(III) для того, чтобы быть включенным в состав трансферрина и транспортироваться по всему организму.

Транспортировка. Трансферрин, синтезируемый в печени, отвечает за транспортировку не только всосавшегося в кишечнике железа, но и железа, поступающего из разрушенных эритроцитов для повторного использования.

Хранение. Железо хранится в организме в виде ферритина и гемосидерина. Ферритин обнаруживается практически во всех клетках, обеспечивая легкодоступный резерв для синтеза железосодержащих соединений и представляя железо в растворимой, неионной и, безусловно, нетоксичной форме.

Регуляция. Когда организм насыщен железом, то есть, им «заполнены» все молекулы апоферритина и трансферрина, уровень всасывания железа в желудочно-кишечном тракте уменьшается. Напротив, при сниженных запасах железа, степень его абсорбции увеличивается настолько, что поглощение становится значительно больше, чем в условиях пополненных запасов железа.

Повышенное всасывание и нарушение обмена железа, которое сопровождается его избыточным отложением в тканях и органах носит название гемохроматоза (тяжелое наследственное заболевание).

Дефицит железа приводит к развитию железодефицитной анемии.

Избыточное поступление железа с водой и пищей может оказывать токсическое действие, угнетать антиоксидантную систему организма.

Гемосидероз избыточное отложение гемосидерина в тканях организма. Возможные причины гемозидероза — усиленный распад эритроцитов, нарушение утилизации этого пигмента в процессе эритроцитопоэза, усиленное всасывание его в кишечнике, нарушение обмена железосодержащих пигментов.

18. Особенности метаболизма лейкоцитов.

Биохимическая основа фагоцитоза. Респираторный взрыв.

Клетки, выполняющие защитные функции - способны к фагоцитозу. В лейкоцитах много активных протеаз, расщепляющих чужеродные белки. В момент фагоцитоза увеличивается выработка перекиси водорода и увеличивается активность пероксидазы, что способствует окислению чужеродных частиц (антибактериальное действие).

Лейкоциты богаты внутриклеточными низкоспецифичными протеиназами - катепсинами, локализованными в лизосомах. Катепсины способны к практически тотальному протеолизу белковых молекул. В лизосомах лейкоцитов в значительных количествах содержатся и другие ферменты: например, рибонуклеазы и фосфатазы. Способность некоторых клеток крови к фагоцитозу - одна из защитных функций крови. В фагоцитозе участвуют 2 типа лейкоцитов - нейтрофилы и моноциты.

Образование фагосомы начинается с взаимодействия специфических рецепторов фагоцитов с бактерией или комплексом антиген - антитело.

Активация рецепторов, передающих сигнал в клетку с участием инозитолфосфатной системы, инициирует процессы, определяющие фагоцитарный ответ клетки. Он включает в себя формирование фагосомы, слияние её с лизосомой, образование фаголизосомы, активацию кисло-родзависимых бактерицидных механизмов уничтожения микробов и выработку клетками токсичного для микробов оксида азота, а также действие кислороднезависимых механизмов уничтожения микроорганизмов.

Взаимодействие белков интегринов с рецепторами эндотелиальных клеток капилляров приводит к адгезии нейтрофилов, которые далее мигрируют в ткань. Моноциты также могут выходить из кровяного русла, и тогда их называют макрофагами.

Оба типа фагоцитов захватывают и разрушают бактерии. Макрофаги, кроме того, утилизируют старые повреждённые клетки и клеточные оболочки, в том числе эритроциты.

Активация кислородзависимых бактерицидных механизмов уничтожения микробов.

Ферментный комплекс мембраны фагосом - NADPH-оксидаза восстанавливает О₂, образуя супероксидный анион: 2 О₂ + NADPH → 2 O^2- + NADP⁺ + H⁺ .

Супероксидный анион спонтанно или при участии фермента супероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода:

О^2- + О^2- + 2Н⁺ → Н₂О₂ + О₂.

Под действием миелопероксидазы, проникающей в фагосому при её слиянии с лизосомой, из пероксидов в присутствии галогенов (йоди-дов и хлоридов) образуются дополнительные токсичные окислители - гипойодид и гипохлорид.

Н₂О₂ + Cl^- + H⁺ → НОСl + H2O .

Все эти молекулы являются сильными окислителями и оказывают бактерицидное действие. Резкое увеличение потребления кислорода фагоцитирующей клеткой называется "респираторным взрывом".

Активные формы кислорода инициируют свободнорадикальные реакции, разрушающие липиды клеточных мембран поглощённых фагоцитами бактерий.

19. Особенности метаболизма тромбоцитов.

Тромбоциты и их роль в организме.

Тромбоциты имеют дисковидную форму диаметром от 2 до 5 мкм, толщиной около 0,5 мкм. В крови содержится 180-320 х 10⁹ /л. Образуются в костном мозге.

Значение тромбоцитов в организме:

1) Участвуют в гемостазе (содержат тромбоцитарные факторы свёртывания).

2) Участвуют в транспорте креаторных веществ, важных для сохранения сосудистой стенки, стимулируют восстановление эндотелия.

3) Возможно, фагоцитируют низкомолекулярные соединения.

Мембрана тромбоцитов содержит рецепторы, необходимые для активации тромбоцитов, их адгезии (приклеиванию к субэндотелию) и агрегации. Мембрана содержит фосфолипидный фактор 3, формирующий активные коагуляционные комплексы с плазменными факторами свертывания крови. В мембрану встроены гликопротеины, ответственные за адгезию тромбоцитов к коллагену, имеются рецепторы к фактору Виллебранда. Гранулы цитоплазмы содержат АТФ, кальций, серотонин, катехоламины. Кальций регулирует адгезию, образование тромбоксана А₂, АДФ, способствует агрегации. Серотонин и катехоламины обеспечивают сокращение сосудов в местах их повреждений.

20. Функциональной и структурной единицей почек является нефрон, в почке человека содержится примерно 1 млн нефронов.

Нефрон состоит из почечного тельца, где происходит фильтрация, и системы канальцев, в которых осуществляются реабсорбция (обратное всасывание) и секреция веществ.

Почечное тельце состоит из клубочка и капсулы Боумена-Шумлянского. Здесь осуществляется ультрафильтрация плазмы крови, которая приводит к образованию первичной мочи.

Клубочек представляет собой группу сильно фенестрированных (окончатых) капилляров, получающих кровоснабжение от афферентной артериолы. Гидростатическое давление крови создаёт движущую силу для фильтрации жидкости и растворённых веществ в просвет капсулы Боумена-Шумлянского. Непрофильтровавшаяся часть крови из клубочков поступает в эфферентную артериолу.

Процесс мочеобразования в нефронах складывается из трех этапов.

Ультрафильтрация (гломерулярная или клубочковая фильтрация). В клубочках почечных телец из плазмы крови в процессе ультрафильтрации образуется первичная моча, изоосмотическая с плазмой крови. Поры, через которые фильтруется плазма, имеют эффективный средний диаметр 2,9 нм. При таком размере пор все компоненты плазмы крови с низкой молекулярной массой свободно проходят через мембрану. Так как большинство белков плазмы крови имеют достаточно высокую молекулярную массу, они удерживаются гломерулярной базальной мембраной и содержание белков в ультрафильтрате незначительно.

Реабсорбция. Первичная моча концентрируется (примерно в 100 раз по сравнению с исходным объемом) за счет обратной фильтрации воды. Одновременно по механизму активного транспорта в канальцах реабсорбируются практически все низкомолекулярные вещества, особенно глюкоза, аминокислоты, а также большинство электролитов. Реабсорбция аминокислот осуществляется с помощью группоспецифичных транпортных систем (переносчиков), с дефектом которых связан ряд генетически обусловленных наследственных заболеваний (цистиноз, глицинурия, синдром Хартнупа).

Секреция. Большинство веществ, подлежащих выведению из организма, поступают в мочу за счет активного транспорта в почечных канальцах. К таким веществам относятся ионы H⁺ и К⁺, мочевая кислота и креатинин, лекарственные вещества, например пенициллин.

21. Снижение скорости клубочковой фильтрации до 50 – 30 мл\мин приводит к развитию почечной недостаточности (азотэмии и уремии).

Причины: гипотония, шок, дегидратация, сердечная недостаточность.

Повышение клубочковой фильтрации наблюдается на ранних этапах развития сахарного диабета, гипертонической болезни, нефротического синдрома.

Для определения скорости клубочковой фильтрации используют метод клиренса, в качестве маркеров используют инулин, эндогенный и экзогенный креатинин.

Показатель канальцевой реабсорбции рассчитывают по следующей формуле:

R = (F - V) / F x 100%,

где R — канальцевая реабсорбция; F — клубочковая фильтрация;

V — минутный диурез.

В норме при обычном водном режиме канальцевая реабсорбция составляет 98–99%.

Ее снижение может происходить практически при любых заболеваниях почек. Однако если при тубулоинтерстициальных заболеваниях (пиелонефрит, гидронефроз, поликистоз почек) это наблюдается на ранних стадиях, то при заболеваниях с преимущественным поражением клубочков (гломерулонефрит, диабетический гломерулосклероз) канальцевая реабсорбция уменьшается позже, чем клубочковая фильтрация.

Для исследования секреторной функции почек определяют клиренс фенолового красного, который вводят внутревенно. В норме этот показатель составляет 94%.

Креатинин – продукт необратимого распада креатина, его содержание в моче отражает метаболизм мышечной ткани. Так как ежедневно выделяемое количество креатина является постоянной величиной для каждого человека (оно прямо пропорционально его мышечной массе), креатинин может служить маркёром интенсивности почечной фильтрации.

Практическое значение имеет также количественная оценка экскреции мочевой и щавелевой кислот. Обе кислоты фильтруются в почечных клубочках. Предполагается, что мочевая кислота подвергается почти полной реабсорбции, а увеличение ее экскреции связано с усилением секреции. Снижение секреции с повышением уровня мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) может быть признаком заболевания почек.

22. Активный транспорт через мембрану связан с гидролизом АТФ.

Особое значение первично активного транспорта в том, что с его помощью растворенные вещества могут перемещаться против электрохимического градиента. Энергию, необходимую для этого вида транспорта, предоставляет АТФ, гидролиз молекулы которой обеспечивается связанной с мембраной АТФ-азой.

Фермент АТФ-аза является также составной частью транспортной системы, присоединяющей и перемещающей растворенные вещества через мембрану.

Реабсорбция аминокислот в почечных канальцах происходит по механизму активного транспорта, против электрохимического и концентрационного градиентов, сопряженного с Na+. Профильтровавшиеся в клубочках аминокислоты на 90% реабсорбируются клетками проксимального канальца почки. Процесс активного транспорта является энергозависимым. Известны 4 транспортные системы активного транспорта различных аминокислот, аналогичные тем, которые действуют в кишечнике.

Глюкоза поступает из просвета канальца в клетки проксимального канальца с помощью специального переносчика, который должен присоединить ион Ма^4+. Перемещение этого комплекса внутрь клетки осуществляется пассивно по электрохимическому и концентрационным градиентам дли ионов Nа⁺. Низкая концентрация натрия в клетке, создающая градиент его концентрации между наружной и внутриклеточной средой, обеспечивается работой натрий-калиевого насоса базальной мембраны. В клетке этот комплекс распадается на составные части. Внутри почечного эпителия создается высокая концентрация глюкозы, поэтому в дальнейшем по этому градиенту концентрации глюкоза переходит в интерстициальную ткань. Этот процесс осуществляется с участием переносчика за счет облегченной диффузии.

В норме при обычной концентрации глюкозы в крови вся глюкоза реабсорбируется. При избытке глюкозы может произойти максимальная загрузка всех канальцевых систем транспорта. В таком случае вся глюкоза не может реабсорбироваться и появляется в конечной моче, возникает глюкозурия.

23. Объём мочи. Объём суточной мочи в норме колеблется от 500 мл до 2500 мл. Индивидуальный объём мочи прямо зависит от количества принятой воды и пищи, а также от потерь с дыханием, потом и стулом. Соотношение между дневным и ночным диурезом в норме составляет 4:1 – 3:1. Нарушение этого соотношения, называемое никтурией, наблюдается при различных заболеваниях почек и сердца.

При выделении суточной мочи в объёме менее 400 мл говорят об олигурии, менее 100 мл – анурии, более 2,1 л – полиурии. Длительная анурия ведёт к отравлению мочевиной – уремии. Задержка выделения мочи наблюдается при тяжелых поражениях паренхимы почек, мочекаменной болезни (при закупорке мочеточника), отравлении тяжёлыми металлами, сильном эмоциональном стрессе.

Плотность мочи в норме составляет 1015-1022 г/л. В течение суток она колеблется в довольно широких пределах. Плотность мочи зависит от её объёма (чем он больше, тем выше плотность). Бледная, соломенно-жёлтого цвета, моча имеет меньшую плотность и выделяется в большем количестве. Постоянно низкие значения плотности указывают на нарушение концентрационной функции почек, что наблюдается при хроническом нефрите и сморщенной почке. Изостенурия (выделение мочи с одинаковой относительной плотностью) свидетельствует о тяжёлой почечной недостаточности. При несахарном диабете выделяется большое количество мочи с низкой плотностью (1,001-1,004), что связано с нарушением реабсорбции воды в канальцах. При СД, несмотря на большой объём мочи, она имеет высокую плотность из-за присутствия в ней осмотически активного вещества – глюкозы. Высокую плотность моча имеет при олигоурии, что характерно для заболевания острым нефритом.

Цвет мочи. В норме цвет мочи представляет собой различные оттенки жёлтого благодаря присутствию пигментов. Цвет мочи может изменяться в зависимости от наличия красящих веществ: розово-красный цвет наблюдается при гематурии, после коричневый или красно-бурый– при высокой концентрации желчных пигментов.

Прозрачность мочи. В норме моча прозрачна, при стоянии образуется лёгкий осадок. Мутность мочи обуславливается присутствием м/о при воспалительных процессах в мочевой системе, эпителиальными клетками, слизью, кровью, усиленным выведением солей.

Реакция мочи. В норме у человека, питающегося смешанной пищей, моча имеет кислый характер (рН= 5,3-6,5), причём преимущественно мясная пища делает мочу более кислой, молочно-растительная диета – щелочной. Снижение рН мочи наблюдается при ацетонемии (СД, голодание), защелачивание мочи – при воспалительных процессах в мочевыводящих путях.

24. Мочевина. Синтезируемая печенью мочевина является главным соединением азота, образующимся при распаде аминокислот и пиримидиновых оснований. Её количество непосредственно определяет уровень интенсивности обмена белков: 70 г белка приводит к образованию 30 г мочевины. Количество выделяющейся мочевины увеличивается при потреблении богатой белками пищи и при усилении катаболизма белков в организме (злокачественные опухоли, лихорадка, гипертиреоз и другие гормональные нарушения). Снижение её наблюдается при нарушении азотвыделительной функции почек (нефриты), а также при заболеваниях печени.

Мочевая кислота является конечным продуктом распада пурино

Креатинин – продукт необратимого распада креатин, его содержание в моче отражает метаболизм мышечной ткани. Так как ежедневно выделяемое количество креатина является постоянной величиной для каждого человека (оно прямо пропорционально его мышечной массе), креатинин может служить маркёром интенсивности почечной фильтрации.

Креатин в моче взрослого человека практически отсутствует. Важное диагностическое значение креатинурия имеет при миопатиях (прогрессирующей мышечной дистрофии), а также заболеваниях печени и эндокринной патологии.

Аминокислоты. Количество выделяемых с мочой свободных аминокислот зависит от питания и функционального состояния печени.

Гипераминоацидурия наблюдается при инфекционных заболеваниях и травмах, злокачественных опухолях, эндокринной патологии, миопатии.

Некоторые метаболиты аминокислот, определяемые в моче, могут служить для диагностики врождённых нарушений аминокислотного обмена:

Фенилкетонурия обусловлена наследственной недостаточностью печёночной фенилаланинмонооксигеназы, вследствие чего блокируется превращение фенилаланина.

Алкаптонурия характеризуется резким увеличением содержания в моче метаболита тирозина – гомогентизиновой кислоты из-за недостаточности оксидазы гомогентизиновой кислоты. Такая моча при стоянии на воздухе приобретает тёмный цвет.

Безазотистые органические компоненты мочи представлены преимущественно кислотами (щавелевой, молочной, лимонной, янтарной, масляной, валериановой, ацетоновыми телами и др. – не более 1 г).

Гормоны. На основании количественного определения метаболитов многих гормонов (катехоламинов, стероидов, серотонина), содержащихся в моче, можно судить об интенсивности гормонопродукции в организме.

Обнаружение небольших количеств хорионического гонадотропина, который образуется при наступлении беременности и выделяется в кровь, является основанием для иммунологической диагностики беременности.

25. Наличие белка, сахара или гемоглобина в моче всегда является свидетельством патологии.

Протеинурия. Этот симптом наблюдается при заболеваниях почек, которые сопровождаются структурно-функциональным нарушением гломерулярных мембран, например, при нефритах, нефрозах. Как физиологическое явление протеинурия встречается при беременности.

Внепочечная протеинурия встречается при заболеваниях мочевыводящих пуей (циститах, уретритах, простатитах).

Ферменты. В моче в незначительной концентрации присутствуют различные ферменты (липаза, α-амилаза, РНК-азы, ЛДГ, протеазы, фосфатазы). При ряде заболеваний их концентрация в моче возрастает, повышение содержания α-амилазы свидетельствует о развитии острого панкреатита.

Глюкозурия. Она наблюдается при превышении максимума реабсорбции глюкозы в почечных канальцах, например, при СД, когда выделение глюкозы с мочой может достигать нескольких граммов в сутки. Помимо диабета глюкозурия может отмечаться у больных тиреотоксикозом, при сильном стрессе, назначении глюкокортикоидов.

Гемоглобинурия. Этот симптом отмечается при тяжелом внутрисосудистом гемолизе.

Гематурия – появление эритроцитов в моче, бывает двух видов:

1. внепочечная – при травмировании мочевыводящих путей.

2. Почечная – при нарушении проницаемости почечных клубочков (острый нефрит).

Кетонурия. Кетонурия является следствием повышенного катаболизма липидов. Образующееся вследствие этого высокое содержание ацетил-КоА в тканях, например, при сахарном диабете и голодании, приводит к интенсивному образованию кетоновых тел, которые поступают в кровь и выделяются с мочой.

Желчные пигменты. В норме моча содержит уробилин (точнее, стеркобилин). Концентрация билирубина в ней очень низка. Резкое возрастание содержания билирубина в моче, которая при этом приобретает «цвет пива», наблюдается при механической желтухе. Увеличение его концентрации характерно и для паренхиматозной желтухи (гепатиты). В мочу поступает обычно прямой билирубин (диглюкуронид билирубина – маленькая молекула). Непрямой билирубин может появляться в моче только при тяжёлом нарушении клубочковой фильтрации (одновременно с протеинурией).

Концентрация уробилина значительно увеличивается при гемолитической желтухе (из-за усиленного распада гемоглобина и поступления большого количества уробилиногена в кишечник) и паренхиматозной желтухе (из-за нарушения способности гепатоцитов разрушать мезобилиноген и уробилиноген).

Порфирины. При злокачественной анемии и заболеваниях печени их количество в моче может увеличиваться на порядок и выше. Существуют врождённые порфирии, при которых имеется сверхпродукция некоторых порфиринов.

26. Почечный клиренс (почечное очищение). Это наиболее используемый показатель, по которому определяют скорость почечной экскреции отдельных веществ из крови.

Клиренс определяется как объем плазмы крови, который в единицу времени может быть очищен от конкретного вещества.

Клиренс инулина, полифруктазана с Μ ≈ 6 кДа, который хорошо отфильтровывается, но не подвергается активной реабсорбции и секреции, служит показателем скорости клубочковой фильтрации. Нормальное значение скорости клубочковой фильтрации, определенное по инулину, составляет 120 мл/мин.

Клиренс эндогенного креатинина

(проба Реберга) – показатель

Эффективности работы почек по

очищению крови от креатинина и

выведению его с мочой.

Фактически, данная проба

показывает способность почек по

очищению от вредных веществ.

Клиренс креатинина - это объем

плазмы крови, который очищается

от креатинина за 1 минуту при

прохождении через почки.

Снижение клиренса креатинина

свидетельствует о поражении почек.

27. Гомеостатическая функция почек.

1. Почки участвуют в регуляции ОЦК и АД через ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС).

Основные эффекты: повышение ОЦК, повышение тонуса артериального русла, повышение АД.

Основной целью активации РААС является поддержание системного АД и достаточного кровотока в таких жизненно важных органах, как головной мозг, сердце, почки и печень. РААС играет роль "скорой помощи" при кровотечении, падении артериального давления, инфаркте миокарда и других острых ситуациях.

2. Важнейшим механизмом, способствующим сохранению натрия в организме, является образование в почках аммиака. NH3 используется вместо других катионов для нейтрализации кислых эквивалентов мочи.

3. Основными механизмами в регуляции кислотно-основного равновесия являются процесс реабсорбции натрия и секреция ионов водорода, образуемых с участием карбангидразы.

Карбангидраза (кофактор Zn) ускоряет восстановление равновесия при образовании угольной кислоты из воды и углекислоты:

Н₂О + СО₂ ⇄ Н₂СО₃ ⇄ Н⁺ + НСО₃ ^–

При кислых значениях рН повышается Р_СО2 и вместе с этим – концентрация СО₂ в плазме крови. СО₂ уже в большем количестве диффундирует из крови в клетки почечных канальцев. В почечных канальцах под действием карбангидразы образуется углекислота, диссоциирующая на протон и ион бикарбоната. Н⁺ -ионы с помощью АТФ-зависимого протонного насоса или путём замены на Na⁺ транспортируются в просвет канальца. Здесь они связываются с НРО₄^2- с образованием Н₂РО₄^-. С противоположной стороны канальца (граничащей с капилляром) с помощью карбангидразной реакции образуется бикарбонат, который совместно с катионом натрия поступает в плазму крови.

Если активность карбангидразы угнетена, почки теряют способность секретировать кислоту.

4. Наряду с печенью почки являются органом, способным осуществлять глюконеогенез. Этот процесс протекает в клетках проксимальных канальцев. Основным субстратом для глюконеогенеза служит глутамин, который одновременно выполняет буферную функцию по поддержанию необходимой рН.

5. Образование гормонов:

кальцитриола - регулирует всасывание кальция и фосфора,

ренина - увеличивает образование альдостерона и регулирует его содержание в крови,

эритропоэтина - увеличивает образование клеток крови.

28. Почки относятся к наиболее хорошо снабжаемым кровью органам организма человека. Они потребляют 8% всего кислорода крови, хотя их масса едва достигает 0,8% массы тела.

Корковый слой характеризуется аэробным типом метаболизма, мозговое вещество – анаэробным.

Почки обладают широким спектром ферментов, присущих всем активно функционирующим тканям. Вместе с тем, они отличаются своими «органоспецифическими» ферментами, определение содержания которых в крови при заболевании почек имеет диагностическое значение. К таким ферментам прежде всего относится глицин-амидо-трансфераза (она активна также в поджелудочной железе), осуществляющая перенос амидиновой группы с аргинина на глицин. Эта реакция является начальным этапом синтеза креатина:

Глицин-амидо-трансфераза

L-аргинин + глицин L-орнитин +

+ гликоциамин

Наряду с печенью почки являются органом, способным осуществлять глюконеогенез. Этот процесс протекает в клетках проксимальных канальцев. Основным субстратом для глюконеогенеза служит глутамин, который одновременно выполняет буферную функцию по поддержанию необходимой рН. Активация ключевого ферментаглюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназы – вызывается появлением в притекающей крови кислых эквивалентов. Следовательно, состояние ацидоза приводит, с одной стороны, к стимуляции глюконеогенеза, с другой,– к увеличению образования NH₃, т.е. нейтрализации кислых проуктов.

Избыточная продукция аммиака – гипераммонийемия – уже будет обуславливать развитие метаболического алкалоза. Повышение концентрации аммиака в крови является важнейшим симптомом нарушения процессов синтеза мочевины в печени.

29. Почечная недостаточность - резкое снижение функции почек, что проявляется в первую очередь снижением скорости клубочковой фильтрации.

Клиническое проявление – нарастание азотэмии.

Почечная недостаточность подразделяется на острую и хроническую.

Острая почечная недостаточность – быстро прогрессирующее снижение функции почек, которое проявляется в виде олигурии (уменьшение суточного количества мочи до 400 мл\сут у взрослых, менее 0,5 мл\кг\час у детей).

Сопровождается нарушением водно-электролитного баланса.

При благоприятном течении ОПН олигурия сменяется компенсаторной полиурией, при прогрессировании – анурия (полное отсутствие мочи или менее 50 мл\сут).

Лечение – ликвидация причин ОПН, гемодиализ.

ХПН – хроническая почечная недостаточность – развивается медленно, проявления менее выражены.

Причины ХПН: аутоиммунные и воспалительные заболевания почек, обструкция мочевыводящих путей, хронические интоксикации, сахарный диабет, системные заболевания.

Стадии:

1)компенсаторная полиурия,

2)олигурия, переходящая в анурию, уремическая кома.

Лечение: гемодиализ, пересадка почки.

30. Камни в почках в основном состоят из:

оксалата кальция (2/3 всех случаев),

трипельфосфата (магний-аммоний-фосфат) – связаны с присутствием микроорганизмов, обладающих уреазной активностью,

ураты – ассоциированы с высоким уровнем в крови мочевой кислоты (подагра, лейкемия, проведение химиотерапии, нарушение КОС),

фосфата кальция – при повышении функции паращитовидных желез, передезировке витамина D, при почечном ацидозе.

Цистиновые – образуются при наличии высоких концентраций цистина у людей, страдающих цистиурией, камнеобразованию способствует плохая растворимость цистина.

Стадии камнеобразования:

Перенасыщение раствора приводит к нуклеации (образованию ядра будущего камня), затем следуют стадии роста кристалла, агрегация кристалла, эпитаксильный рост. В результате имеется сформировавшийся камень.

В основе образования камней в почках лежит нарушение обмена веществ, в частности, увеличение выделения камнеобразующих (литогенных) субстанций. Существенную роль играют также физические факторы (затруднение выделения мочи) и инфекция мочевыводящих путей.

31. Гепатоциты богаты митохондриями, элементами эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, рибосомами и особенно отложениями гликогена, располагаются в виде тяжей между капиллярами двумя рядами, примыкающие к заполненным кровью пространствам – синусоидам.

Такое строение способствует осуществлению секреции гепатоцитов в двух направлениях: в желчные протоки - желчь, в кровеносные капилляры - глюкозу, мочевину, белки, жиры, витамины и т.д.

Метаболическая гетерогенность гепатоцитов:

Перипортальные гепатоциты (в зоне воротной вены) доминируют анаэробный обмен: анаэробный гликолиз, биосинтез гликогена (депонирование пищевой глюкозы), детоксикация аммиака (образование Глн), биосинтез альбумина, микросомальное окисление.

Периартериальные гепатоциты (в зоне печеночной артерии) доминируют аэробный обмен: митохондриальное окисление (β-окисление ЖК, кетогенез, аэробный гликолиз), биосинтез гликогена, детоксикация аммиака (ЦСМ).

32. Печень является центральным звеном между общим и портальным кровотоком и выполняет регуляторные функции.

Функции печени: метаболическая, депонирующая, барьерная, экскреторная, гомеостатическая.

Печень – главный орган гомеостаза.

Печень – самый крупный орган в организме человека (у взрослого около 1,5 кг) и хотя она по весу составляет 2-3%, но потребляет 20 – 3-% кислорода.

Печень состоит из 300 миллиардов клеток: гепатоциты составляют 80%, клетки РЭС – 4%, эндотелий – 16% (более трети из них – клетки Купфера).

Печень занимает центральное место в реакциях промежуточного метаболизма. Поэтому в биохимическом отношении гепатоциты являются прототипом всех остальных клеток.

В печени весь поток всосавшихся веществ подвергается метаболизму прежде, чем попадает в общий кровоток. Здесь же происходит детоксикация всех вредных веществ, поступивших в ЖКТ и образовавшихся там.

Связь с желчевыводящими путями позволяет выводить конечные продукты обмена непосредственно в ЖКТ, либо они поступают в кровь, откуда выводятся через почки.

Гепатоциты обладают полным набором ферментов, обеспечивающих углеводный, липидный и азотистый обмен: депонирование, мобилизацию и биосинтезы (анаболическая функция).

Скорость метаболизма в печени превышает таковую в других органах. Это имеет особое значение при биосинтезе белков крови. Скорость обновления белков в печени такая же высокая, как и активность ферментов.

В это проявляется гомеостатическая функция печени. Печень обеспечивает синтез, накопление и выделение в кровь различных метаболитов, а так же поглощение, трансформацию и экскрецию многих компонентов плазмы крови.

33. Основная роль печени в метаболизме углеводов заключается в поддержании нормогликемии.

Поддержание нормальной концентрации глюкозы в крови осуществляется тремя основными механизмами:

Способностью печени депонировать всасывающуюся из кишечника глюкозу и поставлять её по мере надобности в общий кровоток.

Регуляция соотношения между синтезом и распадом гликогена, депонируемого в печени. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает временный резерв углеводов, необходимый для поддержания стабильной концентрации глюкозы в тех случаях, когда возникает в ней повышенная потребность.

В утилизации глюкозы печенью важная роль отводится глюкокиназе. После приема пищи концентрация глюкозы в воротной вене значительно повышается, что ведет к повышению активности глюкокиназы и автоматическому поглощению глюкозы печенью.

Образовывать глюкозу из неуглеводных продуктов (глюконеогенез).

Превращать другие гексозы (галактозу и фруктозу) в глюкозу.

Всасывание глюкозы из кишечника сопровождается одновременным выбросом инсулина, стимулирующим синтез гликогена в печени и ускоряющим в ней реакции окислительного распада глюкозы.

В перерывах между приёмами пищи (низкий уровень глюкозы → низкая концентрация инсулина) в печени активируются реакции гликогенолиза, благодаря которым предотвращается развитие гипогликемии. При длительном голодании вначале используются гликогенные аминокислоты (глюконеогенез), а затем распадаются депонированные жиры (образование кетоновых тел).

Функциональные пробы на углеводный обмен:

Уровень сахара крови,

Сахарная кривая,

Нагрузка моносахарами.

34. Роль печени в обмене липидов.

Печень депонирует липиды и играет ключевую роль в их метаболизме:

в ней синтезируются, распадаются, удлиняются либо укорачиваются жирные кислоты (поступающие с пищей или образующиеся при распаде простых и сложных липидов);

распадаются, синтезируются либо модифицируются триацилглицеролы;

синтезируется большинство липопротеинов и 90% общего количества холестерина в организме (около 1г/с). Все органы с недостаточным синтезом холестерина (например, почки) снабжаются холестерином печени;

в печени из холестерина синтезируются желчные кислоты, которые входят в состав желчи, необходимой для переваривания липидов в кишечнике;

печень является единственным органом, в котором синтезируются ацетоновые тела.

Функциональные пробы:

Уровень общих липидов,

Уровень холестерина,

Уровень желчных кислот,

Количественная характеристика ЛП плазмы,

Характер стула: жирный (стеаторея) при дефиците пищеварительных ферментов.

Жировая инфильтрация печени - чрезмерное скопление жира в гепатоцитах; наиболее частая реакция печени на повреждение.

Накопление триглицеридов в печени происходит либо в результате их увеличенного синтеза, либо за счет сниженного выделения молекул этого класса из гепатоцитов.

Усиленный синтез триглицеридов может быть обусловлен повышением активности триглицеридсинтетазы или увеличением концентрации СЖК в результате усиленного поглощения печенью жирных кислот (мобилизованных из жировой ткани), увеличенного их синтеза из ацетилкоэнзима А или ослабления процессов окисления жирных кислот внутри печени.

К жировому перерождению печени может привести токсическое угнетение белкового синтеза.

Способствует развитию жировой инфильтрации и нарушение метаболического окисления в митохондриях, что приводит к накоплению токсических жирных кислот.

К острой жировой инфильтрации печени у беременных может иметь отношение дефицит карнитина в организме.

35. В печени интенсивно протекают реакции биосинтеза белков, необходимых для поддержания жизнедеятельности как самих гепатоцитов, так и для нужд организма в целом. В ней же завершается и процесс распада белков организма (синтез мочевины).

Освобождающиеся в процессе пищеварения аминокислоты, попадая с током крови воротной вены в печень, используются на:

синтез белков плазмы крови (альбуминов, различных глобулинов, факторов свёртывания крови),

образование α-кетокислот путём трансаминирования или окислительного дезаминирования аминокислот,

глюконеогенез из гликогенных аминокислот,

кетогенез из кетогенных аминокислот,

синтез жирных кислот,

аминокислоты используются для получения энергии, распадаясь в цикле трикарбоновых кислот.

Аммиак, образующийся в реакциях метаболизма аминокислот в печени, а также NH₃, возникающий в процессе гниения белков в толстом кишечнике, превращается в гепатоцитах в мочевину и таким образом обезврежвается.

В печени синтезируется креатин, который поставляется ею в кровоток для дальнейшего использования сердечной и скелетной мышцами.

Синтез креатина протекает в 2 стадии: │На глицин переносится гуанидиновая группа аргинина (NH₂ – C = NH), при этом образуется гуанидиноацетат. Фермент – аргинил-глицин-трансаминаза. Эта реакция протекает в почках.

Из почек гуанидиноацетат транспортируется в печень, где метилируется S-аденозилметионином (активная форма метионина) – образуется креатин. Фермент – гуанидиноацетат-трансметилаза.

Из креатина путём фосфорилирования (затрачивается 1 молекула АТФ) с помощью креатинфосфокиназы образуется креатинфосфат. Это макроэргическое соединение выполняет функцию депо энергии в мышцах. Креатин в виде креатинина выводится почками. Креатинин образуется в мышцах спонтанно (гидролитический распад без участия ферментов). Ежесуточная экскреция креатинина пропорциональна мышечной массе.

Печень является единственным органом, который в больших количествах поставляет в кровь белки. За исключением иммуноглобулинов, синтезируемых лимфоцитами, в этом органе образуются все белки плазмы крови. К важнейшим из них относятся: белки свёртывающей системы крови (протромбин, фибриноген, факторы свёртывания V, VII, IX, X, XI, XII), альбумины, глобулины, ферменты (липопротеинлипаза, холинэстераза, псевдохолинэстераза).

Печеночная кома развивается при концентрации аммиака свыше 50 мкмоль\л, это тяжелое состояние проявляется нарушениями сознания, судорогами, поражением ЦНС (отравление аммиаком).

36. Функциональные пробы:

1) определение уровня альбумина и других белковых фракций,

2) определение содержания аминокислот в плазме,

3) количество аммиака и глутамина в крови,

4) определение уровня ферментов.

Поскольку в печени синтезируются основные белки крови – альбумины и глобулины, на основании определения соотношения этих белков в плазме крови можно судить о белок-синтезирующей функции печени.

В норме коэффициент А/Г = 1,7 (с небольшими отклонениями в ту либо другую сторону).

При острых поражениях паренхимы печени этот коэффициент снижается за счёт уменьшения уровня альбуминов. Это приводит к падению коллоидоосмотического давления плазмы крови, что сопровождается развитием периферических отёков. Поскольку синтез γ-глобулинов при повреждениях печени не нарушается, повышается их концентрация относительно таковой альбуминов – такое состояние называется диспротеинемией.

Нарушение белоксинтезирующей функции печени может приводить к уменьшению эвакуации липидов (уменьшение синтеза липопротеинов) и жировой дистрофии печени.

О функциональных нарушениях печени свидетельствует изменение фракционного состава остаточного азота сыворотки крови: если увеличение количества остаточного азота в большей мере происходит за счёт аминокислот, то это говорит о нарушении процесса окислительного деаминирования аминокислот в гепатоцитах, а если за счёт мочевины, то этот, скорее всего, свидетельствует о нарушении азотвыделительной функции почек.

При нарушении функции печени снижается коэффициент азот мочевины / остаточный азот (в норме = 0,5).

38. На основании изменения биохимических показателей крови и мочи можно выявить ранние повреждения гепатоцитов.

Поскольку в печени синтезируются основные белки крови – альбумины и глобулины, на основании определения соотношения этих белков в плазме крови можно судить о белок-синтезирующей функции печени.

В норме коэффициент А/Г = 1,7.

При острых поражениях паренхимы печени этот коэффициент снижается за счёт уменьшения уровня альбуминов. Это приводит к падению коллоидоосмотического давления плазмы крови, что сопровождается развитием периферических отёков. Поскольку синтез γ-глобулинов при повреждениях печени не нарушается, повышается их концентрация относительно таковой альбуминов – такое состояние называется диспротеинемией.

Определение коллоидной устойчивости белков плазмы крови – тимоловая и сулемовая пробы – позволяет определить характер желтухи: эти пробы положительны при паренхиматозной желтухе и отрицательны при механической желтухе.

О функциональных нарушениях печени свидетельствует изменение фракционного состава остаточного азота сыворотки крови: если увеличение количества остаточного азота в большей мере происходит за счёт аминокислот, то это говорит о нарушении процесса окислительного деаминирования аминокислот в гепатоцитах, а если за счёт мочевины, то этот, скорее всего, свидетельствует о нарушении азотвыделительной функции почек.

При нарушении функции печени снижается коэффициент азот мочевины / остаточный азот (в норме = 0,5).

При заболеваниях паренхимы печени в крови определяется увеличение активности органоспецифического фермента фруктозо-1-фосфат альдолазы. Отмечается также возрастание активности аланиновой трансаминазы и в меньшей степени – аспарагиновой трансаминазы. Увеличивается активность пятого изофермента лактатдегидрогеназы – ЛДГ₅ (часто без общего повышения активности ЛДГ). Снижается активность холинэстеразы.

При незначительном поражении гепатоцитов в плазме крови прежде всего увеличивается активность цитоплазматических ферментов печени:

аспарагиновой трансаминазы (глутамат-оксалацетат трансаминаза)

аланиновой трансаминазы (глутамат-пируват трансаминаза)

сорбитолдегидрогеназы

γ -глутамилтранспептидазы (особенно при алкогольной интоксикации)

При серьёзном повреждении гепатоцитов повышается также активность митохондриальных ферментов:

глутаматдегидрогеназы

митохондриальной аспарагиновой трансаминазы.

При механической желтухе в крови определяется возросшая активность щелочной фосфатазы, лейцинаминопептидазы.

При длительном декомпенсированном поражении печени в крови падает активность холинэстеразы, ЛХАТ (лецитин: холестерол- ацилтрансфераза), содержание факторов свёртывающей системы крови и общее содержание белков крови.

39. Печени принадлежит выдающаяся роль в обезвреживании как поступающих в организм ксенобиотиков (чужеродных веществ), так и образующихся в самом организме токсичных или непригодных для дальнейших превращений продуктов метаболизма.

Поскольку из организма могут быть выведены только растворенные в воде соединения, к гидрофобным ксенобиотикам необходимо дополнительно присоединить полярные группы. Это достигается путём конъюгации, т.е. связывания с сильно полярными, отрицательно заряженными молекулами, например, с активными формами глюкуроновой или серной кислот – УДФ-глюкуроновой кислотой и ФАФС (фосфоаденозинфосфосульфатом).

Реакции катализируются соответственно УДФ-глюкуронил-трансферазой и сульфотрансферазой.

Реакции конъюгации играют важнейшую роль в метаболизме стероидных гормонов, билирубина, фенолов и желчных кислот.

В печени активно расщепляется этанол, являющийся эффективным источником энергии для клеток.

Распад чужеродных соединений в печени не всегда приводит к снижению их токсичности, в некоторых случаях образуются ещё более опасные метаболиты (формальдегид и ядовитая муравьиная кислота).

Важнейшую роль в обезвреживающей функции печени играют микросомы. Микросомная система монооксигеназ катализирует окисление лекарственных препаратов и ядов. Эти ферменты являются НАДФ-зависимыми и включают в свой состав цитохром Р₄₅₀.

Путём восстановления с участием НАДН∙Н⁺ (НАДФН∙Н⁺)-зависимых реакций могут быть инактивированы дисульфидные и нитрогруппы кетонов, альдегидов, азосоединений и др.

Печень способна не только аккумулировать, но и обезвреживать тяжёлые металлы. С помощью цистин-богатого протеина – металлотионеина – в печени связываются и обезвреживаются Cd ²⁺, Cu²⁺, Hg²⁺, Zn²⁺. Образование металлотионеина индуцируется самими этими металлами.

Гепатоциты защищают организм от ядовитых соединений, образующихся при гниении белков в кишечнике.

40. Пробы на детоксикацию:

1) аптипириновая проба – нагруз-

ка антипирином и скорость его выведения,

2) нагрузка бензоатом натрия. При выведении больше 60-65% проба считается положительной (выделение гиппуровой кислоты).

41. При заболеваниях паренхимы печени в крови определяется увеличение активности органоспецифического фермента фруктозо-1-фосфат альдолазы. Отмечается также возрастание активности аланиновой трансаминазы и в меньшей степени – аспарагиновой трансаминазы. Увеличивается активность пятого изофермента лактатдегидрогеназы – ЛДГ₅ (часто без общего повышения активности ЛДГ). Снижается активность холинэстеразы.

При незначительном поражении гепатоцитов в плазме крови прежде всего увеличивается активность цитоплазматических ферментов печени:

аспарагиновой трансаминазы (глутамат-оксалацетат трансаминаза)

аланиновой трансаминазы (глутамат-пируват трансаминаза)

сорбитолдегидрогеназы

γ -глутамилтранспептидазы (особенно при алкогольной интоксикации)

При серьёзном повреждении гепатоцитов повышается также активность митохондриальных ферментов:

глутаматдегидрогеназы

митохондриальной аспарагиновой трансаминазы.

При механической желтухе в крови определяется возросшая активность щелочной фосфатазы, лейцинаминопептидазы.

При длительном декомпенсированном поражении печени в крови падает активность холинэстеразы, ЛХАТ (лецитин: холестерол- ацилтрансфераза), содержание факторов свёртывающей системы крови и общее содержание белков крови.

42. Мышечная ткань использует разные субстраты метаболизма: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела.

Скелетные мышцы различаются по энергозатратам в зависимости от активности.

В покоящейся мышце главным энергетическим субстратом являются жирные кислоты, при физической активности главным субстратом становится глюкоза, для этого необходим запас гликогена в мышцах.

В скелетных мышцах хранится около 75% всего гликогена организма, в печени – 25%. Глюкоза не может выйти из мышц, так там отсутствует фермент Г₆Ф-аза.

При физической нагрузке скорость анаэробного гликолиза в мышце выше, чем ЦТК, поэтому лактат накапливается и выходит из клеток.

Другой продукт метаболизма – Ала – образуется при переаминировании ПВК.

Лактат и Ала транспортируются с кровотоком в печень, где снова превращаются в глюкозу (ГНГ).

Мышечные белки тоже могут использоваться для энергообеспечения, однако этот процесс не выгоден энергетически и опасен для здоровья. По этой причине катаболизм мышечных белков в норме минимален и усиливается при длительном голодании.

Дополнительный энергетический резерв – креатинфосфат, он быстро расходуется в начальном периоде физической нагрузки и должен восполняться в период покоя.

43. Мышечная ткань использует разные субстраты метаболизма: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела.

Скелетные мышцы различаются по энергозатратам в зависимости от активности.

В покоящейся мышце главным энергетическим субстратом являются жирные кислоты, при физической активности главным субстратом становится глюкоза, для этого необходим запас гликогена в мышцах.

В скелетных мышцах хранится около 75% всего гликогена организма, в печени – 25%. Глюкоза не может выйти из мышц, так там отсутствует фермент Г₆Ф-аза.

При физической нагрузке скорость анаэробного гликолиза в мышце выше, чем ЦТК, поэтому лактат накапливается и выходит из клеток.

Другой продукт метаболизма – Ала – образуется при переаминировании ПВК.

Лактат и Ала транспортируются с кровотоком в печень, где снова превращаются в глюкозу (ГНГ).

Мышечные белки тоже могут использоваться для энергообеспечения, однако этот процесс не выгоден энергетически и опасен для здоровья. По этой причине катаболизм мышечных белков в норме минимален и усиливается при длительном голодании.

Дополнительный энергетический резерв – креатинфосфат, он быстро расходуется в начальном периоде физической нагрузки и должен восполняться в период покоя.

44. Типы мышечных волокон, их характеристика (белые, красные, смешанные).

Поперечно-полосатые мышцы

Скелетные мышцы

Белые мышцы (быстрые)

Красные мышцы (медленные)

Сердечная мышца

Скелетные мышцы - красные мышцы, способные к продолжительной деятельности. Они богаты гемопротеидами:

Хорошее кровоснабжение – гемоглобин, запас кислорода – миоглобин.

Большое количество митохондрий – цитохромы.

Преобладает аэробный метаболизм, главный энергоресурс – окисление жиров.

Малый диаметр волокон, хорошо кровоснабжаются, много митохондрий, СР(саркоплазматический ретикулум) менее развит, активна Ca²⁺-АТФ-аза, запасы эндогенного субстрата – жир (ТГ),

Энергообеспечение – аэробные процессы.

Белые мышцы, функционирующие в импульсном режиме (недолго и быстро).

Главный энергоресурс – запасы гликогена, анаэробный гликолиз.

большой диаметр, запас эндогенный субстратов (гликоген, креатинфосфат), хорошо развит саркоплазматический ретикулум (СР), основной энергетический процесс – анаэробный гликолиз.

45. Энергетический метаболизм мышц

При интенсивной мышечной работе: АТФ^4- → АДФ^3- + Фн^2- + H⁺

актомиозин проявляет свойства АТФ-азы;

Закислению препятствуют буферные дипептиды ансерин и карнозин, содержащие гистидин.

Скорость гидролиза АТФ превышает скорость его синтеза.

АДФ накапливается, но не используется ни в каких реакциях, кроме аденилаткиназной:

2 АДФ ↔ АТФ + АМФ (миоаденилаткиназа)

В ходе аденилаткиназной реакции накапливается АМФ. Снижает его концентрацию фермент АМФ-дезаминаза:

АМФ → ИМФ + NH₃

Дополнительный энергетический резерв – креатинфосфат, он быстро расходуется в начальном периоде физической нагрузки и должен восполняться в период покоя.

46. Мышцы содержат уникальный набор белков:

1) сократительные – актин, миозин;

2) регуляторные основные – тропомиозин, тропонины (I, C, Т);

3) регуляторные минорные – миомезин, креатинкиназа, М-, С-, F-, H-, I-белки, ά, β, γ-актинины, филамин, пататропомиозин.

4) белки цитоскелета - тайтин-1, тайтин-2, небулин, винкулин, десмин (скелетин), виментин, синемин, Z-протеин, Z-nin, дистрофин.

Актин – длинный закрученный белок, составленный из мономеров глобул.

Мономер актина состоит из

двух доменов.

Связывание АТФ мономером G-актина вызывает полимериза-

цию (F-актин, который образует двойную спираль). Каждая субъединица актина в тонком филаменте содержит участок, способный связываться с миозином.

Тонкие филаменты состоят из:

Спирали F-актина,

Тропомиозина (фибраллярный димерный белок,уложенный вдоль желоба активной спирали),

Трех белков, называемых тропонинами.

Тропомиозин и тропонины препятствуют связыванию

актина с миозиновыми

головками до тех пор, пока концентрация кальция менее

10^-5М.

Молекула миозина состоит из 6 полипептидных цепей: две тяжелые и 4 легкие.

47. Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза.

При интенсивной мышечной работе глюкоза вступает на путь анаэробного гликолиза с образованием лактата.

Лактат не может далее окисляться, он накапливается (при его накоплении в мышцах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает характерную ломоту в мышцах). С током крови лактат поступает

в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглевод-

ных соеднений), и лактат идет

на синтез глюкозы.

Креатин подвергается фосфорилированию с образованием креатин-фосфата, который после дефосфорилирования (необратимая реакция) превращается в креатинин, выделяющийся с мочой.

48. Электромеханическое сопряжение – процесс преобразования нервного импульса в мышечное сокращение.

Са²⁺ является активатором ряда ферментов, в том числе и кальций-кальмодулиновых киназ (гладкая мускулатура).

В покоящейся мышце места связывания для миозина на актине замаскированы, и миозин находится в высокоэнергетическом конформационном состоянии. Энергия гидролиза АТФ необходима, чтобы перевести миозин из низкоэнергетического в высокоэнергетическое состояние.

1. (М-АТФ) (М^*-АДФ-Ф_н)

Когда в цитозоле увеличивается концентрация кальция, и места связывания миозина на актине демаскируются, формируется актомиозиновый комплекс.

Впоследствии от комплекса последовательно отщепляются Ф_н и АДФ, а миозин переходит в низкоэнергетическое состояние. При этом происходит перемещение соответствующей тонкой нити к М-линии саркомера.

2. (М^*-АДФ-Ф_н) + А (М^*-АДФ-А) + Ф_н

3. (М^*-АДФ-А) (М-А) + АДФ

Этапы 2 и 3 составляют молекулярный механизм движущей силы мышечного сокращения.

Источником энергии для этой движущей силы является АТФ.

Гидролиз нуклеотида опосредует превращение низкоэнергетического конформационного состояния миозина в высокоэнергетическое. Актомиозиновый комплекс существует до тех пор, пока не происходит связывание АТФ. Присоединение АТФ к миозину - это экзергоническая реакция, результатом которой является отход головки миозина от актина (4). То есть, АТФ необходим для мышечного расслабления, а в расслабленной мышце миозин находится в высокоэнергетическом конформационном состоянии. То, что конечный продукт уравнения 4 (М-АТФ) является первым участником уравнения 1, свидетельствует о том, что именно в этом месте завершается цикл сокращения.

4. (МА) + АТФ (М-АТФ) + А

49. Пусковой механизм в сокращении гладких мышц – повышение [Ca²⁺] в клетке.

Ca²⁺ связывается с кальмодулином, активирует киназу легки цепей миозина.

Фосфорилирование легких цепей миозина вызывает сокращение.

Процесс сокращения в гладких мышцах происходит значительно медленнее.

В гладких мышцах потеря тропонина не приводит к утрате сократительной способности, она продолжает регулироваться уровнем цитозольного кальция.

Главная роли принадлежит белку, связывающий Са²⁺/кальмодулин.

Белок назвали кальдесмон.

Регулятор – уровень кальция.

Увеличение уровня цитозольного кальция приводит к повышенному его связыванию с кальмодулином, комплекс кальция с кальмодулином связывает кальдесмон. Одновременно наблюдается изменение местоположения тропомиозина в спиральной бороздке F-актина и активируется актомиозиновая АТФ-аза.

Когда количество кальция уменьшается, комплекс его с кальмодулином диссоциирует; кальдесмон отщепляется от этого комплекса и соединяется с тонкими нитями. Соответственно, ингибируется активность актомиозиновой АТФ-азы.

Другой отличительной особенностью гладких мышц является наличие в составе миозина уникальной короткоцепочечной полипептидной цепи, получившей название «легкая цепь Р». Эта субъединица может находиться в фосфорилированном и дефосфорилированном состоянии. Присоединение к ней остатка фосфорной кислоты катализирует специальный фермент – киназа легкой цепи миозина, которая также зависит от комплекса Са²⁺/кальмодулин.

В отсутствие этого комплекса гладкие мышцы неподвижны, киназа неактивна, а легкие Р-цепи нефосфорилированы.

Повышение концентрации этого комплекса приводит к активации киназы легких цепей миозина, соответственно, к фосфорилированию легких Р-цепей и сокращению.

Увеличение концентрации Са²⁺ до 10^-5 моля вызывает образование комплекса кальция с кальмодулином (СаКМ), который активирует тонкие нити за счет связывания кальдесмона (Кальд) и освобождая места связывания миозина на тонких нитях. СаКМ также связывает и активирует киназу легкой цепи миозина (КЛЦП). Активная киназа катализирует фосфорилирование легкой цепи-Р миозина, в результате активируется актомиозиновая АТФ-азная активность головок миозина. Связывание адреналина с -адренорецепторами увеличивает количество цАМФ и, следовательно, активность зависимой от цАМФ протеинкиназы (ПКА). В результате снижается сродство МЛЦК к СаКМ, тем самым регулируется сила сокращений, вызванных увеличенным уровнем цитозольного кальция.

50. Волокна сердечной мышцы сочетают свойства как гладкой, так и поперечнополосатой мышечной ткани, имеют большое количество митохондрий (25 – 30% от объема клетки), кардиомиоциты рано перестают делиться, отличаются быстрой заменой белков, особенно сократительных (полная замена за месяц).

Особенности биохимии миокарда

Аэробный фенотип метаболизма – аэробная ткань (7-20% всего кислорода) аэробные изоферменты:

ЛДГ₁ и ЛДГ₂

КФК₂ (MB-изоформа).

Высокая скорость ЦТК, β-окисления ЖК, очень низкая – анаэробного гликолиза.

На сарколемме – высокая активность АТФ-аз.

Энергосубстраты – ЖК, глюкоза, лактат, кетоновые тела.

Особенно активно из крови миокард извлекает ненасыщенные ЖК – олеиновую кислоту.

Интенсивный метаболизм АМК АлАТ, АсАТ.

СР развит хорошо, однако Ca²⁺ поступает из внеклеточной среды.

51. Механизм развития сердечной недостаточности.

Нарушение энергетического метаболизма.

Дефицит O₂ (ишемия, гипоксия, аноксия)

Несоответствие нагрузкифункциональной возможности миокарда

Дефицит субстратов (Гл, ЖК, КТ, лактат, ПВК и др.)

В саркоплазме накапливается Ca²⁺

Митохондрии аккумулируют значительную часть Ca²⁺

Разобщение дыхания и фосфорилирования:

Поступление кальция в митохондрии снижает мембранный потенциал, что приводит к дефициту энергии. Образуется гидроксиапатит, плохо растворимое соединение, уменьшается резерв фосфата.

В миокарде формируется кислородный голод.

Последовательность развития сердечной недостаточности (СН):

Слабая мышечная стенка растягивается (дилатация).

Повышается синтез коллагена рубцевание миокарда препятствует дилатации снижается эластичность.

Ca²⁺ ↑ анаэробный гликолиз ↑образование волокон белого типа гипертрофия миокарда усиление биосинтеза мышечных белков.

Ca²⁺ активирует процессы перекисного окисления (↑ NADH).

52. Биохимические основы коррекции сердечной недостаточности.

1. Аэрация миокарда - нормализация кровообращения;

2. Нормализация ионного и энергетического баланс:

а) Препараты K⁺ (печеный картофель, изюм, урюк и т.п.);

б) Инъекции препаратов глюкозы, инсулина и K⁺.

3. Сердечные гликозиды (СГ) (наперстянки, ландыша, строфанта Комбе) – дигитоксин, дигоксин, дигонин, конваллятоксин, строфантин K, коргликон.

4. Высокоспецифичные ингибиторы Na⁺/K⁺-АТФазы.

5. Применение ингибиторов кальциевых каналов и антагонистов Ca²⁺

- способствуют снижению концентрации ионов кальция.

6. Препараты, увеличивающие уровень АТФ в миокарде: Рибоксин, аспаркам, панангин, L-Карнитин.

7. Антиоксиданты (комплекс витаминов C, A, E)

8. Бетаин:

Синтез холина в печени – нормализация липопротеидного обмена.

Синтез креатина – оптимизация энергообеспечения.

53. Гипокинетический синдром, основы патогенеза

Гипокинезия – существенное ограничение двигательной активности.

Объем двигательной активности за последние 100 лет уменьшился в 20 раз.

Последствия гипокинезии сказываются практически на всех органах – гипокинетический синдром (ГКС).

Патогенез ГКС на первом этапе:

Дефицит проприоцептивной информации приводит к развитию стресса,

Эффекты континсулярных гормонов: катехоламинов, T₃, T₄, глюкокортикоидов и др.

Активация протеолиза, липолиза, ГНГ

Увеличение концентрации ЖК в крови

Разобщение окисления и фосфорилирования

Усиление катаболических процессов в организме

Увеличение теплопродукции

Механизм развития ГКС

Патогенез ГКС на втором этапе:

Увеличение потребления кислорода (гипокинетический парадокс)

Снижение массы мышечной ткани

протеолиз

Резорбция костной ткани, остеопороз, ухудшение минерального обмена.

снижение физ. нагрузки, пьезоэлектроэффект.

Потеря с мочой электролитов Na⁺, K⁺, Ca²⁺

Как следствие уменьшения количества клеток

Увеличение частоты спонтанных мутаций

Следствие высокой концентрации NADH генерация АФК.

Патогенез ГКС (вывод)

Гипокинетический синдром – диссипативный процесс, вызывающий распад структуры и превращающий ее в тепло, рассеивающееся в окружающей среде.

54. Гематоэнцефалический барьер - понятие больше функциональное, чем морфологическое. Структурная единица мозга – нейрон. Контакт кровотока с нейронами осуществляется через ГЭБ - эндотелий сосудов мозга, избирательно пропускающий вещества.

Структура гематоэнцефалического барьера:

• Эндотеллий капилляров

• Нейроглия

• Мембраны нейронов

В гипоталамусе имеются незащищенные участки, где отсутствует ГЭБ.

55. Основным химическим компонентом мозга является вода, причем в сером веществе её больше, чем в белом. Сухой остаток представлен белками, липидами и минеральными веществами. Среди них в белом веществе мозга особенно много липидов - 17%. Доля белков в сером и белом веществе мозга приблизительно одинакова, она составляет, соответственно, 8 и 9%.

Мозг это глюкозозависимая ткань. Основной субстрат - глюкоза, от которой зависят поведенческие реакции человека.

Транспорт глюкозы в мозг является инсулиннезависимым. Адаптивное значение имеет изменение уровня глюкозы, а соответственно и инсулина.

Особенности окислительного метаболизма:

Высокий уровень потребления кислорода,

Большое количество липидов с ненасыщенными жирнокислотными радикалами,

Насыщенность железом белков-переносчиков,

Низкий уровень антиоксидантной защиты.

Головной мозг хорошо снабжается кровью и имеет интенсивный энергетический обмен.

Несмотря на то, что головной мозг составляет около 2% массы тела, при спокойном состоянии организма он утилизирует около 20% поглощенного кислорода и 60% глюкозы, которая полностью окисляется до СО₂ и Н₂О в цитратном цикле и путем гликолиза.

В клетках головного мозга практически единственным источником энергии, который должен поступать постоянно, является глюкоза. Только при продолжительном голодании клетки начинают использовать дополнительный источник энергии — кетоновые тела.

Запасы гликогена в клетках головного мозга незначительны. Жирные кислоты, которые в плазме крови транспортируются в виде комплекса с альбумином, не достигают клеток головного мозга из-за гематоэнцефалического барьера.

Аминокислоты не могут служить источником энергии для синтеза АТФ (АТР), поскольку в нейронах отсутствует глюконеогенез. Зависимость головного мозга от глюкозы означает, что резкое падение уровня глюкозы в крови, например, в случае передозировки инсулина у диабетиков, может стать опасным для жизни.

Главная функция нервной ткани - создание трансмембранного потенциала и синтез медиаторов.

В процессе генерации потенциала принимает участие протон, который способен обмениваться с внешней средой.

СО₂+ Н₂О --- Н₂CО_{3 ,} которая диссоциирует на Н⁺ и НСО₃^-

56. Клетки нервной ткани характеризуются постоянно высоким потреблением АТФ, затрачиваемой на процессы биосинтеза белков и липидов мембран, на процессы поддержания мембранного потенциала.

Высока потребность мозга и в кислороде – около 20% от всего количества.

Основным потребителем кислорода является процесс окисления углеводов.

Глюкоза - главный энергетический субстрат нервной клетки. Высокая потребность в энергии при низких запасах гликогена ставит нервные клетки в прямую зависимость от доставки глюкозы из крови, основным способом окисления глюкозы является аэробное окисление. Активность гексокиназы в мозге почти в 20 раз превышает таковую в других тканях.

Потребность в глюкозе довольно высокая. В спокойном состоянии мозг потребляет около 5 мг глюкозы в мин на 100 г массы мозга. В обычных условиях эта потребность удовлетворяется, однако гипогликемия вызывает нарушения функции клеток мозга. Это выражается в потере сознания и судорогах.

Особенности обмена липидов.

Нервная ткань отличается высокой интенсивностью обмена липидов в период развития организма и относительной стабильностью обмена у взрослого.

Особенности белкового обмена.

Поступление аминокислот из крови в клетки мозга зависит от особенностей клеток и от гемато-энцефалического барьера. Способность клеток нервной ткани к накоплению аминокислот ограничена. Преобладающими аминокислотами в клетках нервной ткани являются глутаминовая и аспарагиновая кислоты и их производные (N-ацетиласпарагиновая, глутамин, глутатион) и ГАМК.

В более высокой концентрации в мозге, по сравнению с другими клетками, находятся таурин (для него даже есть специальная система транспорта), цистатионин. Некоторые аминокислоты мозга выполняют функции нейромедиаторов (глицин, глутаминовая кислота) или используются для их синтеза (тирозин - для дофамина и норадреналина, триптофан - для серотонина, глутаминовая кислота - для ГАМК).

57. Передача возбуждения происходит в нервных окончаниях (синапсах), которые являются местом контакта между нейронами, а также между нейронами и мышечными клетками. В концевых пластинках хранятся химические вещества,

нейромедиаторы, выполняющие сигнальные функции. При поступлении нервного импульса медиаторы выделяются в синаптическую щель, передавая возбуждение нейронам или мышечным клеткам.

Медиаторы- это метаболиты аминокислот. Существует свыше 40 медиаторов.

1 -я группа- тормозные

2- возбуждающие

3- смешанного типа

Наиболее изучен ацетилхолин.

Сейчас выделены и изучены два вида холинорецепторов: М-холинорецепторы (мускариновые) и Н-холинорецепторы (никотиновые).

Ацетилхолин — нейромедиатор моторной концевой пластинки. Ацетилхолиновые рецепторы— это лиганд-активируемые ионные каналы, которые открываются для прохождения ионов Na+ и К+. Никотиновые рецепторы (быстрые) локализованы главным образом в месте контакта аксонов со скелетными мышцами. Мускариновые рецепторы (медленные) локализованы в головном мозге, секреторных клетках, гладких и сердечных мышцах.

58. Этапы электрогенеза:

1. Синтез ацетилхолина в цитозоле нервного окончания.

2. Включение ацетилхолина в малые мембрансвязанные частицы, так называемые «синаптические пузырьки».

3. Высвобождение ацетилхоли-

на из синптических пузырьков в синаптическую щель путем экзоцитоза.

4. Импульс достигает нервного окончания и деполяризует его плазматическую мембрану.

5. Деполяризация приводит к непродолжительному открытию потенциалозависимых Са²⁺-каналов в этой мембране. Поскольку концентрация Са²⁺

вне клетки более чем в 1000 раз превышает концентрацию свободного Са²⁺ внутри её, он устремляется внутрь нервного окончания.

6. Растущая концентрация Са²⁺

в его цитозоле и приводит к высвобождению ацетилхолина в синаптическую щель.

7. Молекулы ацетилхолина диффундируют через синаптическую щель, связываются с постсинаптическими рецепторами и активируют их.

8. В рецепторе открывается специальный канал, с помощью которого через мембрану проникают катионы. Поступление ионов Na⁺ приво-

дит к деполяризации мышечной мембраны и формированию потенциала концевой пластин-

ки, который обусловливает деполяризацию прилежащих мышечных мембран и генера-

цию потенциалов действия.

9 Потенциал действия распространяется на все мышечное волокно, и оно сокращается.

Когда канал закрывается, АХ подвергается гидролизу под влиянием АХЭ. Происходит следующая реакция:

Ацетилхолин + Н₂О Ацетат + Холин

59. Типичный синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком цитолеммы воспринимающей клетки.

Синапс представляет собой пространство, разделяющее мембраны контактирующих клеток, к которым подходят нервные окончания.

Передача импульсов осуществляется химическим путём с помощью медиаторов или электрическим путём посредством прохождения ионов из одной клетки в другую.

Между обеими частями имеется синаптическая щель — промежуток шириной 10—50 нм между постсинаптической и пресинаптической мембранами, края которой укреплены межклеточными контактами.

В синаптическом расширении имеются мелкие везикулы, так называемые синаптические пузырьки, содержащие либо медиатор (вещество-посредник в передаче возбуждения), либо фермент, разрушающий этот медиатор. На постсинаптической, а часто и на пресинаптической мембранах присутствуют рецепторы к тому или иному медиатору.

Нейромедиаторы— биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрического импульса с нервной клетки через синаптическое пространство между нейронами. Нервный импульс, поступающий в пресинаптическую мембрану, вызывает высвобождение в синаптическую щель медиатора. Молекулы медиаторов реагируют со специфическими рецепторными белками клеточной мембраны (рецепторами), инициируя цепь биохимических реакций, вызывающих изменение трансмембранного тока ионов, что приводит к деполяризации мембраны и возникновению потенциала действия. Роль ферментов – разрушать медиаторы.

Синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) происходит исключительно в центральной нервной системе – в подкорковых образованиях головного мозга. В центральной нервной системе ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором. Наиболее высока ее роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной субстанции, ядрах мозжечка.

Синтез дофамина происходит в основном в нейронах промежуточного и среднего мозга, он является медиатором дофаминовых рецепторов в подкорковых образованиях ЦНС, в больших дозах расширяет сосуды сердца, стимулирует частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды почек, увеличивая диурез.

60. Гипоксия мозга вызывает деполяризацию нейрональной мембраны, которая приводит к высвобождению глутамата. Это ведет к перевозбуждению одного из 5 глутаматных рецепторов на прилежащих нейронах, в результате чего большие количества Са²⁺ и Na⁺ устремляются в клетку, вызывая её повреждение и гибель.

Последующее формирование высокой концентрации Са²⁺ внутри клетки осуществляется благодаря следующим механизмам:

(а) увеличение внутриклеточного Na⁺ активирует переносчики Na⁺/ Са²⁺;

(б) деполяризация активирует потенциало-зависимые Са²⁺ каналы;

(с) под влиянием инозитол трифосфата Са²⁺ поступает в цитозоль из эндоплазматического ретикулума.

Все три механизма благоприятствуют созданию такого уровня Са²⁺ внутри клетки, который стимулирует дополнительное высвобождение глутамата, активирующего все новые близлежащие нейроны.

Высокий уровень внутриклеточного Са²⁺ активирует Са²⁺-зависимые нуклеазы, протеазы и фосфолипазы. Усиленное расщепление фосфолипидов ведет к образованию фактора, активирующего тромбоциты и усиленному высвобождению арахидоновой кислоты. Образующиеся из арахидоновой кислоты эйкозаноиды могут вызывать сужение сосудов, усугубляя тромбоз. К тому же последующий метаболизм эйкозаноидов ведет к образованию свободных радикалов кислорода, которые вызывают перекисное повреждение липидов мембран нейронов. Поскольку в вышеназванной серии событий глутамату принадлежит решающая роль, весь процесс получил название "глутаматный каскад".

61. Механизм действия наркотика состоит в подмене внешним химическим агентом естественного внутреннего вознаграждения. Психомиметики вызывают чувство удовольствия, не оправданное ситуацией, организм получает удовольствие не имея на это права.

Серотонин как медиатор, обеспечивает состояние, эйфории, бодрствования, комфорта. Потребление на завтрак белка индуцирует биосинтез серотонина из ТРП. Последний активно поглощается мозгом, обеспечивая бодрствование, и создавая чувство комфорта. Эти ощущения имеют отношение к объективной оценке реальности.

Ингибитором серотонина является LCD - диэтиламид лизергиновой кислоты. Это вещество способно вызвать галлюцинации.

В мозге выделены морфиноподобные вещества: эндорфины и энкефалины. В повышенных количествах они выделяются в стрессовых ситуациях и фиксируют событие. С другой стороны их выделение компенсирует, сглаживает состояние тревоги, или страха.

Эндорфины и энкефалины являются обломками (фрагментами) тропных гормонов.

Различные классы эндорфинов модулируют различные реакции: удовольствие, страх, агрессию.

Существуют 2 вида зависимости: психическая и физическая.

Энкефалины состоят из 3-4 аминокислот. Синтезируются легко и просто.

Помимо этого они могут участвовать в регуляции двигательной активности, терморегуляции. Адаптации к стрессовым факторам и др. Они относятся к факторам внутреннего подкрепления, или медиаторам вознаграждения. Нарушение процессов подкрепления может играть роль в возникновении эмоциональных расстройств и шизофрении.

Биогенные амины участвуют в прооцессах внутреннего подкрепления. ( Наличие зон, расположенных по ходу норадренергических и серотонинэргических путей, самораздражение которых вызывает чувство удовольствия).

62. В печени энзим алкогольдегидрогеназа окисляет этанол в ацетальдегид, который

затем далее окисляется в безопас-

ную уксусную кислоту посредством ацетальдегиддегидрогеназы. Эти две реакции окисления связаны с восстановлением NAD+ в NADH.

Этанол обладает выраженной органотропностью: в мозгу его концентрация превосходит содержание в крови.

Даже низкие дозы алкоголя запускают активность ингибиторных ГАМК — систем головного мозга, в результате чего высвобождается дофамин. Это приводит к седативному эффекту, сопровождающемуся расслаблением мышц и эйфорией (ощущением опьянения).

При хроническом употреблении алкоголя ГАМК-системы адаптируются, что приводит к росту толерантности к алкоголю, а впоследствии и к алкогольной зависимости, которая сопровожда-

ется абстинентным синдромом (похмельный) вследствие снижения активности ГАМК при воздержании.

Основным эффектом приема наркотиков на организм человека является наркотическое опьянение,

но они так же обладают рядом характерных побочных эффектов:

привыкание — толерантность (проявляется в постепенном снижении эффекта от приема вышеуказанных веществ, что вынуждает принимать со временем все большие дозы для достижения эффекта)

зависимость как психическую, так и физическую, которая проявляется «синдром отмены» или «абстинентный синдром», что является отличительной чертой наркотиков.

Практически все наркотики наце-

лены на «систему поощрения» мозга, увеличивая в 5-10 раз поток нейромедиаторов типа дофамина и серотонина в постсинаптических нейронах.

Эти нейромедиаторы служат важной частью "системы поощрения" мозга, вызывают чувство удовольствия, влияют на процессы мотивации и обучения.

63. Особенности химического строения соединительной ткани

соединительная ткань составляет до 50% массы человеческого организма. Это связующее звено между всеми тканями организма. Различают 3 вида соединительной ткани:

- собственно соединительная ткань;

- хрящевая соединительная ткань;

- костная соединительная ткань

Соединительная ткань может выполнять как самостоятельные функции, так и входить в качестве прослоек в другие ткани.

Функции соединительной ткани

1. Структурная

2. Обеспечение постоянства тканевой проницаемости

3. Обеспечение водно-солевого равновесия

4. Участие в иммунной защите организма

Состав и строение соединительной ткани

в соединительной ткани различают: межклеточное (основное) вещество, клеточные элементы, волокнистые структуры (коллагеновые волокна). Особенность: межклеточного вещества гораздо больше, чем клеточных элементов.

64. Внеклеточный матрикс образуется и формируется клетками, живущими в матриксе.

В большинстве органов молекулы матрикса образуются клетками, называемыми фибробластами или клетками этого семейства (хондробласты в хряще и остеобласты в костной ткани).

Их называют постоянными клетками.

К этому типу клеток относят также макрофаги (гистиоциты), тканевые базофилы (тучные клетки, лаброциты, гепариноциты), адипоциты (липоциты), мезенхимные клетки, перициты.

На молекулярный состав межклеточного вещества оказывают влияние и транзиторные клетки.

Эти клетки мигрируют в соединительную ткань из крови в ответ на специфический стимул. К ним относятся лимфоциты, плазматические клетки, эозинофилы, нейтрофилы, базофилы и др.

65. В межклеточном матриксе находятся 2 типа волокнистых структур: коллагеновые и эластиновые волокна. Основным их компонентом является нерастворимый белок коллаген.

Коллаген - сложный белок, относится к группе гликопротеинов, имеет четвертичную структуру. Его фибриллярная структура - это суперспираль, состоящая из 3-х альфа-цепей. Нерастворим в воде, солевых растворах, в слабых растворах кислот и щелочей.

Существуют 8 этапов биосинтеза коллагена: 5 внутриклеточных и 3 внеклеточных.

1-й этап - протекает на рибосомах, синтезируется молекула-предшественник: препроколлаген.

2-й этап - с помощью сигнального пептида “пре” транспорт молекулы в канальцы эндоплазматической сети. Здесь отщепляется “пре” - образуется “проколлаген”.

3- й этап - аминокислотные остатки лизина и пролина в составе молекулы коллагена подвергаются окислению под действием ферментов пролилгидроксилазы и лизилгидроксилазы.

При недостатке витамина С (аскорбиновой кислоты) наблюдается цинга, - заболевание, вызванное синтезом дефектного коллагена с пониженной механической прочностью, что вызывает, в частности, разрыхление сосудистой стенки и другие неблагоприятные явления.

4-й этап - посттрансляционная модификация - гликозилирование проколлагена под действием фермента гликозил трансферазы. Этот фермент переносит глюкозу или галактозу на гидроксильные группы оксилизина.

5-й этап - заключительный внутриклеточный этап - идет формирование тройной спирали - тропоколлагена (растворимый коллаген). В составе про-последовательности - аминокислота цистеин, который образует дисульфидные связи между цепями. Идет процесс спирализации.

6-й этап – секретируется тропоколлаген во внеклеточную среду, где амино- и карбоксипротеиназы отщепляют (про-)-последовательность.

7-й этап – ковалентное “сшивание” молекулы тропоколлагена по принципу “конец-в-конец” с образованием нерастворимого коллагена. В этом процессе принимает участие фермент лизилоксидаза (флавометаллопротеин, содержит ФАД и Сu). Происходит окисление и дезаминирование радикала лизина с образованием альдегидной группы. Затем между двумя радикалами лизина возникает альдегидная связь.

Только после многократного сшивания фибрилл коллаген приобретает свою уникальную прочность, становится нерастяжимым волокном.

8-Й ЭТАП - Ассоциация молекул нерастворимого коллагена по принципу “бок-в-бок”. Ассоциация фибрилл происходит таким образом, что каждая последующая цепочка сдвинута на 1/4 своей длины относительно предыдущей цепи.

2-й вид волокон - эластические. В основе строения - белок эластин. Эластин еще более гидрофобен, чем коллаген. Цепи укладываются в пространстве в виде глобул. Глобула из одной полипептидной цепи называется альфа-эластин. За счет остатков лизина происходит взаимодействие между молекулами альфа-эластина.

66. Гликозаминогликаны (ГАГ) в составе протеогликанов входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани, содержатся в костях, синовиальной жидкости, стекловидном теле и роговице глаза.

Вместе с волокнами коллагена и эластина гликозаминогликаны образуют соединительнотканный матрикс.

Для большинства ГАГ характерны следующие признаки:

содержат сульфатированные сахара;

имеют тенденцию состоять из разных дисахаридных единиц, образующих более сложные структуры;

один из двух повторяющихся остатков в составе дисахарида - это аминосахар: глюкозамин или галактозамин;

второй сахар, как правило, уроновая кислота;

имеют короткие олигосахаридные цепи;

сахара ковалентно связаны с белками в форме протеогликанов;

синтезируются внутриклеточно и покидают клетку путем экзоцитоза.

ГАГ классифицируют по строению остатков моносахаридов, типу связи между ними, числу и локализации сульфатных групп.

Различают несколько семейств ГАГ:

1) гиалуронаты;

2) хондроитин- и дерматан- сульфаты;

3) кератан- сульфаты;

4) гепарин- и гепаран- сульфаты.

Полисахаридные цепи ГАГ - весьма подвижные структуры. В отличие от белков они не могут образовывать компактные глобулы. Благодаря высокой гидрофильности и свободе выбора конформации, ГАГ занимают большие объемы, образуя гели при довольно низких концентрациях самого полисахарида.

Это свойство ГАГ создает тургор тканей, позволяющий противостоять компрессионным силам. Например, суставной хрящ может противостоять давлениям в сотни атмосфер.

67. Протеогликаны (ПГ) – это белковые комплексы, в которых с молекулами белка ковалентно связаны гликозаминогликаны.

Протеогликаны могут образовывать огромные полимерные комплексы с размерами, соизмеримыми с размерами бактерий, а соеди-няясь с другими белками, они образуют сложные структуры. Примером может служить базальная мембрана.

Не все протеогликаны секретируются во внеклеточный матрикс. Находясь на поверхности клеток, они являются частью рецепторных комплексов. Другие ПГ явля-

ются интегральной частью плазматических мембран.

Функции ПГ:

1) они специфически взаимодействуют с коллагеном, эластином, фибронектином, ламинином, и другими белками.

2) Как полианионы они связывают поликатионы и катионы.

3) ПГ обеспечивают тургор различных тканей.

4) влияют на клеточную миграцию.

5) противостоят компрессионным силам в хрящевой ткани.

6) поддерживают прозрачность роговицы.

7) выполняют структурную роль в склере.

8) действуют как антикоагулянты.

9) Участвуя в формировании рецепторов на поверхности клеток, они обеспечивают взаимодействие между клетками.

10) ПГ регулируют фильтрацию в клубочках почек.

11) Входят в состав синаптических и других везикул клеток.

68. Клетки в соединительных тканях находятся в контакте с большим количеством внеклеточных макромолекул, объединенных в понятие внеклеточный матрикс.

Биомедицинское значение внеклеточного матрикса.

Продвижение клеток во время эмбриогенеза зависит от молекул матрикса.

Острые и хронические воспаления разворачиваются в тканях при активном посредничестве молекул матрикса.

Проблема метастазирования опухолевых клеток тесно связана с внеклеточным матриксом.

Наиболее распространенные заболевания - ревматоидный артрит, остеоартрит, атеросклероз - протекают с участием молекул внеклеточного матрикса.

Широкий спектр коллагеновых заболеваний связан с генетическими нарушениями обмена молекул матрикса

Дефекты лизосомных гидролаз приводят к тяжелым последствиям (мукополисахаридозы).

Старение и проблемы косметики тесно связаны с возможностями влияния на обмен молекул матрикса.

В состав межклеточного матрикса входят 3 основных класса белковых молекул:

протеогликаны (ПГ) - представлены белками, соединенными с полисахаридами - гликозаминогликанами (ГАГ)

фибриллярные белки двух функциональных типов: преимущественно структурные (семейства коллагена и эластина) и преимущественно адгезивные (семейства фибронектина или ламинина).

Все названные белки относятся к группе белково-углеводных комплексов.

Белково-углеводные комплексы (БУК) внеклеточного матрикса

БУК - особый вид соединений

БУК классифицируются по 2 критериям:

1) количеству (доле) углеводов в комплексе и

2) качественному моносахаридному составу.

Различают протеогликаны (свыше 95% углеводов), мукопротеины (10-50% углеводов) и гликопротеины (менее 10% углеводов).

69. Фибронектин - внеклеточный адгезивный белок, помогающий клеткам соединяться с матриксом.

Он представляет собой димер двух больших субъединиц.

Фибронектин ускоряет клеточную миграцию, обеспечивая взаимодействие клеток с матриксом.

Фибронектин синтезируется практически всеми видами клеток, за исключением некоторых видов нервных клеток. Это большой гликопротеин, присутствующий в организме большинства млекопитающих в виде двух форм — нерастворимая форма в виде фибрилярной сети на клеточной поверхности и во внеклеточном матриксе и в виде растворимой формы в крови.

Фибронектин в виде растворимой формы синтезируется преимущественно в печени и клетках ретикуло-зндотелиальной системы. Фибронектин связывается с агрегирующимися проколлагеновыми фибриллами и меняет кинетику образования фибрилл в прецеллюлярном матриксе.

В семейство фибронектина входит фибриллин.

Относительно частым врожденным заболеванием, сопровождающимся поражением соединительной ткани, является синдром Марфана. При нем поражаются глаза (эктопия хрусталика), скелет (у многих больных развиваются длинные пальцы, арахнодактилия, разболтаны суставы) и сердечно-сосудистая система (слабость средней оболочки аорты, ведущая к расширению нисходящей аорты). В большинстве случаев заболевание развивается вследствие мутации гена, кодирующего белок фибриллин.

70. В основе базальной мембраны лежит слоистая сеть, образованная коллагеном IV типа, гепаран сульфат, ламинин и энтактин.

Базальная мембрана - это тонкая пластинка, толщиной 40-120 нм. Она расположена под слоем эпителиальных клеток и отделяет слой этих клеток от подлежащей соединительной ткани, или окружает отдельные мышечные, жировые и шванновские клетки, или разделяет два слоя клеток.

В базальной мембране различают 2 слоя:

- электронопропускающий слой, прилежащий к базальным участкам мембран эпителиальных клеток;

- электроноплотный слой, расположенный ниже предыдущего.

В отдельных случаях можно выделить и третий слой, содержащий коллагеновые волокна подлежащей соединительной ткани.

В базальной мембране кожи коллаген IV типа образует специальные адгезивные волокна. При тяжелом кожном заболевании, получившем название "пузырчатка", эти волокна отсутствуют, и эпидермис легко отделяется от соединительной ткани.

Помимо коллагена IV типа из всех типов базальных мембран выделены гепарансульфатный протеогликан - перлекан и гликопротеины - ламинин и энтактин.

Базальная мембрана выполняет разные функции:

молекулярный фильтр при образовании мочи. Для выполнения этой функции важным является гепарансульфат. Его удаление резко нарушает фильтрующие функции базальной мембраны.

селективный барьер для движущихся клеток. Она отделяет эпителий от прямого контакта с фибробластами, но не может остановить макрофаги и лимфоциты, проходящие через нее.

Базальная мембрана играет важную роль в регенерации при заживлении ран. При повреждении мышцы, нервов или эпителия базальная мембрана создает “подмостки” для мигрирующих клеток, изменяя архитектонику поврежденной ткани. В некоторых случаях (кожа, роговица) изменяется химический состав базальной мембраны, например, добавлением фибронектина, который ускоряет миграцию клеток для заживления.

71. Химические компоненты хряща.

тип II коллагена,

специфический для хряща протеогликан.

Конечная функция хряща определяется функцией этих 2 основных типов молекул. Коллагеновые волокна, прочные на разрыв, усиливают механические свойства довольно непрочного протеогликана. Ориентация коллагеновых волокон определяется направлением воздействий, которым эта ткань противостоит.

Протеогликан образует гель, который в 5 раз больше по объему в воде, чем в окружении коллагена. Причем, возможности связывания воды гелем зависят от взаимодействия между этими двумя основными белками хряща. Не исключено, что на это свойство влияют и другие белки хряща.

Главный коллагеновый белок хряща - коллаген II, он относится к классу главных структурных коллагенов, для которых характерно образование поперечно исчерченных прочных фибрилл. Его волокна разнообразны по диаметру, но, как правило, они тоньше волокон коллагена I типа и имеют больше поперечных ковалентных связей. Из хряща выделены и другие типы коллагена, которые составляют около 10 % от общего количества коллагена в хряще. Эти минорные коллагены отличаются по аминокислотному составу, молекулярной массе и свойствам. Их роль пока еще недостаточно хорошо выяснена.

В хряще можно найти специфические и общие для всех видов соединительной ткани белки. Из хрящевой ткани выделены два типа ПГ, содержащих хондроитин сульфат или дерматан сульфат небольшого размера. Белковые цепи этих ПГ гомологичны и содержат последовательности, богатые ЛЕЙ. В частности, такие последовательности содержит белок - фибромодулин. Он обнаружен во многих тканях, что указывает на схожесть их функций. Фибромодулин влияет на фибриллогенез. Он найден в коллагеновых волокнах костной ткани, где его рассматривают как основной регулятор фибриллогенеза.

72. Костная ткань - это особый вид соединительной ткани.

В костной ткани преобладает межклеточное вещество, содержащее большое количество минеральных компонентов, главным образом - солей кальция.

Основные особенности кости - твердость, упругость, механическая прочность.

В компактном веществе кости большая часть минеральных веществ представлена гидроксилапатитом и аморфным фосфатом кальция.

Кроме них встречаются карбонаты, фториды, гидроксиды и значительное количество цитрата.

Химический состав костной ткани:

20% - органический компонент,

70% - минеральные вещества,

10% - вода.

Губчатое вещество:

35-40% - минеральных веществ,

до 50% - органические соединения,

вода - 10%.

Особенность минерального компонента в том, что фактическое соотношение кальций/фосфор равно 1,5, хотя расчетное соотношение должно быть 1,67. Это позволяет кости легко связывать или отдавать ионы фосфата, поэтому кость - это депо для минералов, особенно для кальция.

73. В компактном веществе кости большая часть минеральных веществ представлена гидроксилапатитом и аморфным фосфатом кальция.

На обмен кальция и фосфора влияют гормоны паратгормон, серотонин и активная форма витамина D₃.

Паратгормон влияет на процессы созревания активного витамина D₃ в почках. Активный витамин D₃ (1,25-диоксивитамин D₃) увеличивает всасывание кальция в кишечнике и повышает усвоение кальция костной тканью, усиливает действие паратгормона в костной ткани и почках.

Главным регулятором синтеза и секреции этих гормонов является внеклеточный кальций. Если уменьшается его концентрация во внеклеточной жидкости, это приводит к увеличению секреции кальцитонина и уменьшению секреции паратгормона и наоборот. На выработку паратгормона также влияют катехоламины, которые усиливают его секрецию.

Этапы минерализации костной ткани

1-й ЭТАП: остеобласты начинают синтезировать костный коллаген, который содержит фосфаты и формирует хондроитинсульфаты. Костный коллаген является матрицей для процесса минерализации. Особенностью процесса минерализации является пересыщение среды ионами кальция и фосфора. На 1 этапе минерализации кальций и фосфор связываются с костным коллагеном. Обязательный участник процесса - сложные липиды.

2-й ЭТАП - в зоне минерализации усиливаются окислительные процессы, распадается гликоген, синтезируется необходимое количество АТФ. Кроме того, в остеобластах увеличивается количество цитрата, необходимого для синтеза аморфного фосфата кальция.

Ионы кальция и фосфора, которые были связаны с белково-углеводным комплексом, переходят в растворимое состояние и формируют кристаллы гидроксилапатита. По мере роста кристаллы гидроксилапатита вытесняют протеогликаны и даже воду до такой степени, что плотная ткань становится практически обезвоженной.

Ингибитор процесса минерализации - неорганический пирофосфат.

В ходе роста и развития организма количество аморфного фосфата кальция уменьшается, потому что кальций связывается с гидроксилапатитом.

74. Твердые ткани зуба - к ним относят эмаль (в коронке зуба), дентин и цемент (на поверхности корня). В отличие от других видов костной ткани, ткани зуба еще более минерализованы.

В заметных количествах в твердых тканях зуба содержатся магний, натрий, калий, хлор (их больше в цементе и в эмали).

ЭМАЛЬ содержит гидроксилапатит, фторапатит, фторид кальция. Соотношение кальций/фосфор в эмали равно 1,75, поэтому эмаль еще более минерализирована, чем кость.

С возрастом это соотношение доходит до 2,09.

Органическое вещество эмали образуют в основном белки - амелогенины. Основная функция этих белков - формирование нерастворимой органической матрицы эмали, которая затем минерализируется благодаря особому кальций-связывающему белку эмали.

В состав эмали также могут входить глюкозаминогликаны и цитрат. Особенности метаболизма эмали - это крайне низкая скорость обмена.

Обмен ионами возможен со стороны полости рта - через слюну.

ДЕНТИН отличие от эмали содержит много сиалопротеинов (это неколлагеновые белки).

По степени минерализации дентин аналогичен компактному веществу костной ткани. Минеральный компонент - гидроксилапатит, в котором чаще, чем в кости, обнаруживается магний. Фтористые соли также содержатся в дентине. В состав органического вещества дентина входит коллаген, богатый фосфатом, хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота. При развитии кариеса в поврежденном дентине и уменьшается количество оксипролина и оксилизина и растет количество глюкозаминогликанов. Клеточные элементы - одонтобласты.

ЦЕМЕНТ еще менее минерализован, чем дентин. Здесь больше воды и протеогликанов. Клеточные элементы - цементобласты.

ПУЛЬПА – особая соединительная ткань, похожая на эмбриональную соединительную ткань. Поскольку пульпа наиболее метаболически активна, в ней много ферментов.

Кроме фибропластов, в пульпе есть и жировые клетки. В межклеточном веществе - гликопротеины, глюкозаминогликаны.

Волокнистая структура пульпы - это тонкие коллагеновые волокна.

Функция пульпы: формирование дентина и обеспечение метаболических процессов в дентине.

75. Изменения соединительной ткани в процессе старения.

У молодых людей обмен коллагена протекает интенсив-

но, а с возрастом он заметно снижается, у пожилых и старых людей увеличивается количест-

во поперечных сшивок, что затрудняет доступность колла-гена для действия коллагеназы.

Формирование перекрёстных связей между молекулами коллагена, кальцификация гладких мышц и стенок сосудов, увеличивает жёсткость соединительной ткани.

При этом одновременно прохо-дит декальцификация костей скелета, в результате чего кости становятся тоньше, менее надёжными и менее крепкими. Из-за утоньшения хрящей позвоночника уменьшается

длина тела.

Заживление ран.

В некоторых ситуациях синтез коллагена заметно увеличивает-ся. Например, фибробласты мигрируют в заживающую рану

и начинают активно синтезировать в этой области основные компоненты межклеточного матрикса. Результат этих процессов - образование на месте раны соединительнотканного рубца, содержащего большое кол-во хаотично расположенных фибрилл коллагена.

Коллагенозы.

При развитии коллагенозов коллаген начинает усиленно распадаться, как следствие наблюдается повышение в моче свободного гидроксипролина.

Гидроксипролин – АК, маркер, который свидетельствует о скорости распада коллагена.

Причина коллагенозов – дефект фермента гидроксипролиноксидазы.