Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет

Кафедра биохимии

Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)

Протокол № 10

ЛЕКЦИЯ

По биологической химии

для студентов2-го курса лечебного факультета

Тема: Кровь – 1. Биохимия крови

Время 90 мин

Учебная цель:

1. Сформулировать представление о функциях крови, качественном и количественном составе плазмы в норме и при патологии

2. Дать представление о кислотно- щелочном равновесии, принципах его регуляции, механизмах компенсации и симптоматике нарушений кщс.

ЛИТЕРАТУРА

1 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 438–464; 1998. С. 567–599.

2.Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 435–439; 2004. С. 488-504.

3.В.Дж. Маршалл, Клиническая биохимия, М.- Сб.:, «Из-во Бином»- Невский диалект.,-с.232-243.,48-68

4..Агапов Ю. А. Кислотно-щелочной баланс. М.: Медицина, 1968.

5..Робинсон Дж. Кислотно-щелочное равновесие. М.: Медицина, 1970.

6.Рут Г. Кислотно-щелочное равновесие и электролитный баланс. М.: Медицина, 1978.

7.А.Уайт, Ф.Хендлер,Э.Смит, Р.Хилл, И. Леман. Основы биохимии ИЗ-во М, Мир, 1981г.-с.1157-1194., 1302-1334.

8.Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. Т. 2. С. 319–325.

9.Зилва Дж.Ф., Пэнелл П .Р. Клиническая химия в диагностике и лечении. М.: Медицина, 1986.

10.Руководство по клинической лабораторной диагностике. Т. 3. Клиническая биохимия / Под ред. М. А. Базарновой. Киев, 1991.

11..Клиническая оценка лабораторных тестов / Под ред. И. У. Тица. М.: Медицина, 1986.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1.Мультимедийная презентация

РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№п/п	Перечень учебных вопросов	Количество выделяемого времени в минутах
1.	Функции крови, состав крови	30 мин
2.	Белковые фракции крови	30 мин
3.	КЩС	30 мин

Всего 90 минут

Введение: Кровь-« жидкая ткань» организма, непрерывно движущаяся по кровеносным сосудам: одна из форм соединительной ткани. Обеспечивает жизнедеятельность др.тканей и клеток, а также выполнение ими различных функций в целостном организме.

Функции крови:

- Сохранение динамического постоянства внутренней среды организма ( гомеостаз)

- Транспортная функция крови ( перенос О₂, гормонов, продуктов метаболизма)

- Дыхательная функция ( снабжение тканей кислородом и удаление СО₂)

- Трофическая функция ( поставка белков, липидов, углеводов, витаминов и гормонов в

ткани).

- Терморегуляторная – протекая по сосудам органов и тканей, кровь забирает часть тепла,

Которая затем выделяется через кожу,т.е. кровь обеспечивает перераспределение тепла и

поддерживает температуру тела на постоянном уровне.

- Защитная –обеспечивает энергией иммунитет, за счет выработки Ig – клеточный

иммунитет- фагоцитирующая функция лейкоцитов, наличие комплимента и системы

свертывания

- 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 биологически активных

веществ.т.е. регуляторная функция.

- Осуществление креаторных связей ( плазмой и форменными элементами переносятся

макромолекулы, которые в организме регулируют внутриклеточные процессы( биосинтез

белка), межклеточные связи, синтез и дифференцировку клеток, восстановление и

поддержание структуры тканей.)

- Контроль за качеством мышечного состав.

Осмотическое давление -7.6-8.1 атм..Онкотическое давление-1/200 осмотического: 0.03-

0.04атм. Вязкость -5. ( для плазмы -1.7—2.2). Плотность-1.05-1.06( для плазмы-1.025-

1.034, для эритроцитов -1.09).

рН арт крови =7.4, венозной =7.35

рН арт крови-7.4, венозной-7.35

Внутриклеточная активная реакция 7.0-7.2

рО2 арт.крови = 96мм.рт.ст

-венозной -10мм.рт.ст

рСО2 арт. крови = 39 мм рт.ст

-вен. Крови =46мм.рт.ст.

Качественный и количественный состав плазмы

Вода 93% глюкоза -3.8- 6.11 ммольл

Электролиты менее 1% холестерин 3.64- 6.76 ммоль/л

Натрий 140-145 ммоль/л триглицериды 0.4- 1.8 ммоль/л

Калий ( 3.8-5.4) -4 ммоль/л мочевина 2.6- 8.2 ммоль/л

Кальций (2.25-2.8) 2.5 ммоль/л мочевая кислота 0.24- 0.3 ммоль/л

Магний 0.801.5 ммоль/л билирубин

Хлор 10.5 ммоль/л креатинин

Бикарбонат анион 27 ммоль/л

Фосфат анион 1 ммоль/л

Сульфат анион 0.5 ммоль/л

Железо 0.02 ммоль/л

Общий белок 65-80 г/л

Альбумины (А) 40-50 г/л

Глобулины (Г) 20-35 г/л

Фибриноген 2-4 г/л

Электролитный состав плазмы. Из катионов плазмы Na⁺ занимает ведущее место и составляет 93% от всего количества. Среди анионов ведущий это Cl^-. Сумма катионов и анионов практически одинокова, т е вся система электронейтральна. Натрий это основной осмотически активный, внеклеточный катион. В плазме крови его концентрация-140-150 ммоль/л, в эритроцитах 10-15 ммоль/л При гипернатриемии развивается синдром, связанный с гипергидратацией организма. Гипонатриемия сопровождается дегидротацией. Концентрация калия в плазме колеблется от 3.8-5.4 ммоль/л. В эритроцитах больше, примерно в 20 раз( 80-115 ммоль/л). Гиперкалиемия наблюдается при ОПН, гипоальдостеронизме. При обратном ( гипоальдостеронизме) состоянии возникает гипокалиемия, увеличивается выделение калия с мочой, и оно сочетается с задержкой натрия в организме.

Содержание Са++ в плазме- 2.25-2.8 ммоль/л, в эритроцитах только следы(10^-5-10^-6 ммоль/л)

Гиперкальциемия наблюдается при опухолях костей, аденоме паращитовидных желез. Кальций в этих случаях мобтлтзуется из костей в плазму. Гипокальциемия наблюдается при паратиреозе, и сопровождается судорогами ( тетания).

Содержание магния в плазме -0.801.5 мооль/л, в эритроцитах 2.4-2.8 мооль/л. Уровень Mg в плазме даже при его значительных потерях длительное вермя может оставаться стабильным, пополняясь из мышечного депо.

В плазме крови выделяют следующие фракции фосфора:

1.Общий фосфор. 2. Кислоторастворимый фосфор. 3. Липоидный фосфор. Неорганический фосфор( Фн). Содержание последнего в плазме выше при гипопаратиреоидизме, гипервитаминозе D, при желтой острой атрофии печени. Гипофосфатемия особо характерна для рахита.( очень важно, что снижение Фн в плазме отмечается на ранних стадиях развития рахита ( клинически не проявляемых).

Белки плазмы крови

Относительное и абсолютное содержание белков плазмы крови.
Белки плазмы	Относительное содержание (%)	Абсолютное содержание ( при концентрации 70 г/л)
Альбумины	55-70 (60)	38.5-49.0
-1-глобулины	2-5 (4)	1.4-3.5
-2-глобулины	5-10 (8)	3.5-7.0
-глобулины	10-15 (12)	7-10.5
-глобулины	12-20 (16)	8.4-14.0

Общее содержание белов в плазме крови составляет 65-80г/л

В настоящее время описано около100 различных вариантов белков плазмы. Методы выделения белков плазмы:

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

4.Все виды хроматографии

Характеристика основных белковых фракций

Альбумины крови (53-66%), концентрация- 40-50г/л. М.мм- 70000д.Относительно быстро обновляются ( период полураспада- 7дней). Возможно выделение фракций преальбуминов.

За счет высокой гидрофильности, небольшому размеру молекул и значительной концентрации в плазме, А обеспечивают 80% онкотического давления крови.1г А связывает 17-18г воды, поэтому при его недостатке развиваются отеки и вода из плазмы устремляется в ткани.

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

У некоторых людей при электрофорезе фракция альбуминов делится на две: А и В

Альбумин В отличается тем, что в нем содержатся 2 остатка дикарбоновых аминокислот, замещающих в ПП цепи обычного А, остатки ТИР или ЦИС

Глобулины. При высаливании делятся на 2 фракции:

-эуглобулины ( в основном состоят из γ –глобулинов)

-псевдоглобулины ( a + ß + γ ).

Альфа1-глобулины- составляют 2-4%, имеют антипротеазную активность, легко проникают в ткани и тормозят активность трипсина. В эту субфракцию входит транскортин, альфа-1-антитрипсин, тироксинсвязывающий белок. К этой фракции относят ЛПВП, а также – орозомукоид( увеличивается при воспалении), а также альфа- фетопротеин( возрастает при беременности) и гликопротеиды.

Альфа-2 глобулины- на ех долю приходится 6-10%. В эту фракцию относится макроглобуоин, участвующий в реализации опухолевой агрессии.

Гаптоглобин.( белок способный соединяться с Нb эритороцитов с образованием комплекса- гаптоглобин- гемоглобиновый комплекс, он поглощается клетками РЭС, и тем самым предупреждает потерю железа, содержащегося в Hb, как в норме, так и при патологии.

Церуллоплазмин- медь-переносящий белок.

ß глобулины- 8.5-14%. Эта фракция включает ЛПНП, а также трансферрин, гемосидерин, С- реактивный белок ( последний получил свое название ввиду способности вступать в р-ю преципитации с С-полисахаридами пневмококков. В плазме здорового человека отсутствуют, и появляются только в острый период заболевания, связанного с некрозом тканей.).

γ -Глобулины- составляют 10-21%. В эту фракцию входят иммуноглобулины Ig G, M,E,A, D.

Белки острой воспалительной фазы:

Криоглобулин- содержится в плазме только при патологии, его характерная особенность- способность желатинироваться или выпадать в осадок при снижении температуры тела;

- белки активаторы защитных механизмов

-ингибиторы протеазной активности

-белки типа- гаптоглобина

Функциональная классификация белков плазмы

1. Транспортные белки

Специфические Неспецифические

- транскортин Все белки, но прежде всего .-тироксинсвязывающий глобулин альбумины

-глобулин, связывающий половые гормоны

-церуллоплазмин

-трансферрин

-синальбумин альбумины, т.к.

Неспецифические белки связывают токсические и канцерогенные вещества, ионы Ме, лекарства, поступающиев организм.

Альбумины связывают билирубин, поэтому при поступлении большого количества лекарств, возникает желтуха, вследствие конкуренции за связывание с А.

Регуляторные белки – регулируют коллоидно- осмотическое давление , и это прежде всего А( 80%):

-регулируют водно- солевой баланс( в основном за счетионов Са++, Mg++, которые связаны с А:

-регуляция КЩС:

-регуляция метаболизма за счет связывания гормонов и др БАВ.

-регуляция микроциркуляции

Резервные белки Защитные белки

Обеспечивают резерв аминокислот Система гемостаза – 13 факторов

(50% А плазмы может утилизироваться Антиинфекционная защита

без ущерба), минеральных компонентов, Неспецифическая: лизоцим,

гормонов интерферон, пропердин

Специфическая: гамма-Г

Нарушение белкового спектра

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 ГПя. 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 А.

Это важный симптом Нефротического синдрома , токсического гепатита и т.д.При многих заболеваниях часто изменяется процентное соотношение отдельных белковых фракций, хотя общее содержании белка может оставаться в норме. Это состояние диспротеинемии

Небелковые компоненты плазмы. Остаточный азот и его диагностическое значение

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 главным образом азот конечных продуктуов 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. Почти 5-10 часть . содержащихся в плазме аминокислот- это ГЛУ и ГЛН.

Содержание а/к в плазме отличается от их уровня эритроцитах. 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 идр.), биогенных аминов, продуктов метаболизма аминокислот, азотистых оснований,холина, коротких пептидов.

Диагностическое значение ОА.

Остаточный азот используют для оценки экскреторной функции почек, Потому нарушение его уровня в крови указывает на патологию почек. Уровень ОА может повышаться при увеличении потреблении белка с пищей( особенно животного проис- хождения).При увеличении катаболизма периферических тканей( при гнойно- воспалительных процессах, диабете, ожогах, голодании, туберкулезе, радиационных травмах, перитонитах, острой фазе стресса, при энзимопатиях аминокислотного обмена, при нарушении экскреторной функции почек).

Иногда уровень ОА может падать,в основном за счет снижения мочевины, при вегетарианской диете, а также при цирроце печени.

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

Ретенционная наступает в результате недостаточного выделения азотсодержащих продуктов с мочой при нормальном их поступлении в кровоток. Она ( ретенционная азотемия) 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.

Т.о. ретенционная азотемия так или иначе связана с ретенцией азота( задержка) в организме. 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. При ОПН концентрация мочевины в крови достигает 50-83 ммоль./л.

Иногда определяют специальный 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%.

Кислотно- щелочное состояние –КЩС

Это система гомеостаза, обеспечивающая постоянство рН внутренней среды организма. Каждая кислота диссоциирует на протоны и сопряженное основание, и чем слабее кислота, тем сильнее сопряженное основание ( см наоборот).

КЩС это соотношение концентраций водородных и гидроксильных ионов. Ввиду того, что концентрация протонов в крови очень мала- 4* 10 ^-8 моль( 40 нмоль), поэтому используется отрицательный десятичный логарифм концентрации протонов. рН= lg10^-7 Сдвиг рН на 1 единицу соответствует изменению концентрации Н+ в 10 раз.

Стабильность содержания протонов необходима для нормальной работы прежде всего ферментов, но также и для поддержания:

-Кд электролитов; секреции соляной кислоты; нервно- мышечного возбуждения. В организме постоянно образуется большое количество кислых и основных продуктов. При распадн 100г белка образуется около 30 ммоль серной кислоты; 100 ммоль Н₂РО^4-,. При распаде 100 г липидов образуется 17 ммоль Н₂РО^4-.. Кроме того, в организме постоянно накапливается ПВК, лактат, уксусная кислота. Предполагается, что в организме выделяется от 14- до 18000 кислых компонентов, что составляет 50-100 ммоль/л Н^+..

Одновременно происходит и накопление щелочных продуктов: ОН-, аммиака, основных аминокислот, креатинина и других, которые уравновешивают общую реакцию среды.

Система КЩС базируется на трех основных принципах.

1.Принцип изоосмолярности- осмотическое давление ткани и межклеточной жидкости постоянно. Суммарная осмотическая активность тканей в норме составляет310 милиосмо молей. Эта величина складывается из 2х составляющих:

осмотическое давление катионов и осмотическое давление анионов.

2.Принцип электронейтральности- суммарный заряд катионов и анионов равен «О», 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.

Уровни регуляции рН

1.Уровень физико- химических механизмов. Они работают непроизвольно и непрерывно

2.Работа буферных систем .

Буфер- это смесь, состоящая из сильной кислоты и слабого основания или сильного основания и слабой кислоты. Буферы бывают внутриклеточные и внеклеточные.

Среди буферных систем крови ведущее место занимает бикарбонатная буферная система, которая локализована главным образом в плазме и составляет, примерно половину буферных оснований. Вторую половину составляет гемоглобин, белки плазмы и фосфатная буферная система. Эти буферные системы имеют более высокие значения рK в сравнении с бикарбонатной системой, преимущественно локализованы в эритроцитах и нелетучи, что дает право их объединить как небикарбонатная буферная система.

Буферные системы внеклеточного пространства. Сумма всех способных связывать протоны в физиологических значениях рН анионов получила названия буферные основания (общая концентрация 48 ммоль/л).

Табл.1

Анион	рК	Концентрация (ммоль/л)	Доля в общей концентрации (%)	Доля буферной емкости (%)
Бикарбонатный буфер (НСО3) Небикарбонатные буферные системы: (Дезоксигенированный гемоглобин(Hb-) Оксигенированный гемоглобин (О2-Hb-) Белки (Pr-) Фосфатный буфер (НРО42-)	6.10 8.25 6.95 - 6.80	24 24	50 50	75 25

Буферная емкость крови

Табл.2

Составная часть	Буферная емкость (ммоль/л/рН)	%
Фосфаты плазмы Белки плазмы Бикарбонаты плазмы Буферные системы плазмы Буферные системы эритроцитов (гемоглобин) Сумма буферных систем крови (закрытая система) нормальная вентиляция легких Сумма буферных систем крови, включая нормальную вентиляцию (открытая система) Компенсаторные возможности легочной вентиляции Максимальные возможности	0.4 5.0 2.6 8.0 16.2 24.2 52.6 76.8 41.6 118.4	1 6 3 10 21 31 69 100