- •Кафедра биохимии
- •Лекция № 22 Тема: Биохимия крови 1. Физико-химические свойства, химический состав
- •Состав крови человека
- •Белки плазмы крови
- •Фракции белков плазмы крови
- •I. Альбумины
- •Ферменты плазмы крови
- •Кафедра биохимии
- •Лекция № 23 Тема: Биохимия крови 2. Особенности обмена в эритроцитах и лейкоцитах
- •2 Курс. Эритроциты
- •Особенность обмена веществ в эритроците
- •Особенность белкового обмена в эритроцитах
- •Особенность обмена нуклеотидов в эритроцитах
- •Особенность липидного обмена в эритроцитах
- •Особенность углеводного обмена в эритроцитах
- •Энергетический обмен в эритроцитах
- •Обезвреживание активных форм кислорода в эритроцитах
- •Обмен метгемоглобина
- •Образование эритроцитов
- •Старение и гибель эритроцитов
- •Особенности метаболизма эритроцитов при консервировании
- •Нарушения синтеза гема. Порфирии
- •Классификации порфирий
- •Производные гемоглобина
- •Лейкоциты
- •Основные виды лейкоцитов, их строение и функции
- •Обмен веществ в лейкоцитах
- •Значение реакций образования афк лейкоцитами
- •Фагоцитоз. Механизмы фагоцитоза с биохимической точки зрения
- •Стадии фагоцитоза
- •Механизмы фагоцитоза
- •Эндогенная интоксикация
Особенности метаболизма эритроцитов при консервировании
Консервирование крови – это комплекс воздействий на кровь, направленных на сохранение ее в течение длительного срока вне организма в полноценном состоянии, пригодном для трансфузии.
Во время хранения крови в эритроцитах продолжают происходить процессы обмена веществ, в результате которых уменьшаются запасы глюкозы, накапливается молочная кислота, снижается рН и ферментативная активность ферментов, уменьшается концентрации АТФ, 2,3-ДФГ, повышается сродство гемоглобина к кислороду, нарушается работа антиокисдантной и трансмембранных систем.
спонтанный гемолиз эритроцитов.
В результате происходящих изменений эритроцит получает повреждения, которые могут быть обратимыми и необратимыми.
Признаками обратимых повреждений эритроцитов являются:
-
уменьшение содержания АТФ до 50%;
-
резкое снижение концентрации 2,3-ДФГ;
-
выход ионов калия из клеток.
Признаками необратимых повреждений эритроцитов являются:
-
снижение концентрации АТФ на 80 – 90%;
-
проникновение внутрь клетки Са2+;
-
истощение запасов липидов в клеточной мембране;
-
сфероцитогенез;
-
гемолиз. Он начинается с середины третьей недели хранения эритроцитов.
Кровь, в которой присутствуют признаки необратимых повреждений эритроцитов, непригодна для трансфузии.
Для увеличения времени хранения крови ее консервируют:
Для этого используются два метода:
-
консервирование при положительных температурах. При таких температурах можно хранить консервированную цельную кровь, эритроцитную массу, нативную плазму; Различные компоненты крови имеют разные сроки хранения. Так, например, эритроциты могут сохранять свои свойства в течение нескольких недель, а лейкоциты и тромбоциты – только несколько дней. Срок хранения нативной плазмы ограничен тремя днями.
-
консервирование при отрицательных температурах. Используют умеренно низкие температуры от –40 до–60°С (эритроциты хранятся несколько месяцев) и ультранизкие температуры, около –196°С (эритроциты хранятся 10 и более лет).
Для увеличения продолжительности сроков хранения крови вне организма используют специальные растворы – гемоконсерванты.
-
Обязательный компонент всех гемоконсервантов – стабилизаторы (например, лимонная кислота или цитрат натрия). Они связывают ионы кальция, что способствует подавлению гемостаза.
-
Глюкоза, она обеспечивает питание эритроцита.
-
Для предотвращения осмотического гемолиза используют вещества поддерживающие равновесие осмотического давления (маннит, сорбит, сахароза, лактоза).
-
Для поддержания уровня 2,3-ДФГ добавляют пируват, аденин, инозин.
-
инозин + Фн рибозо-1ф + гипоксантин (нуклеозид фосфилаза).
-
рибозо-1ф рибозо-5ф (фосфорибомутаза).
-
рибозо-5ф 3-ФГА (ПФШ)
-
3-ФГА 1,3-ДФГ 2,3-ДФГ.
Добавление пирувата за счёт ЛДГ увеличивает образование НАД+ из НАДН2, что в свою очередь ведёт к большей интенсивности реакции образования 1,3-ДФГ, а следовательно и 2,3-ДФГ.
При заготовке крови обычно используются следующие гемоконсерванты:
-
глюгицир (ЦОЛИПК-7б) (цитрат натрия – 2г, глюкоза – 3г, бидистиллированная вода до 100 мл).
-
Л-6 (цитрат натрия кислый – 2,5 г, глюкоза – 3 г, сульфацил натрия – 0,5 г, трипафлавин нейтральный– 0,025 г, бидистиллированная вода до 100 мл).
-
ЦОЛИПК-12а для экстракорпорального кровообращения.
ГЕМ
Строение гема
Гем - это порфирин, в центре которого находиться Fe2+. Fe2+ включается в молекулу порфирина с помощью 2 ковалентных и 2 координационных связей. В зависимости от заместителей различают несколько типов порфиринов: протопорфирины, этиопорфирины, мезопорфирины и копропорфирины. В основе порфиринов находится порфин, который представляет собой конденсированную систему из 4 пирролов, соединенных между собой метиленовыми мостиками (-СН=). Молекула гема имеет плоское строение. При окислении железа, гем превращается в гематин (Fe3+). |
Использование гема
Гем является простатической группой многих белков: гемоглобина, миоглобина, цитохромов митохондриальной ЦПЭ, цитохрома Р450, ферментов каталазы, пероксидазы, цитохромоксидазы, триптофанпироллазы. Наибольшее количество гема содержат эритроциты, заполненные гемоглобином, мышечные клетки, имеющие миоглобин, и клетки печени, содержащие цитохром Р450.
Гемы разных белков могут содержать разные типы порфиринов. В геме гемоглобина находится протопорфирин IX, в состав цитохромоксидазы входит формилпорфирин и т.д.
Синтез гема
Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина, в гепатоцитах — для образования цитохрома Р450.
1). Аминолевулинатсинтаза, пиридоксальзависимый фермент, в матриксе митохондрий катализирует образование 5-аминолевулиновой кислоты из глицина и суцинил-КоА. Суцинил-КоА поступает из ЦТК. Реакцию ингибирует и репрессирует гем. В ретикулоцитах реакцию индуцирует железо (через железосвязывающий белок и железочувствительный элемент (IRE)). Дефицит пиридоксальфосфата снижает активность аминолевулинатсинтазы. Стероидные гормоны и некоторые лекарства (барбитураты, диклофенак, сульфаниламиды), исектициды, канцерогенные вещества являются индукторами. Это связано с возрастанием потребления гема системой цитохрома Р450, который участвует в метаболизме этих соединений в печени.
Из митохондрий 5-аминолевулиновая кислота поступает в цитоплазму.
2). Аминолевулинатдегидратаза Zn-содержащий фермент, в цитоплазме соединяет 2 молекулы 5-аминолевулиновой кислоты в молекулу порфобилиногена. Реакцию ингибирует гем.
3). Порфобилиногендезаминаза в цитоплазме превращает 4 молекулы порфобилиногена в молекулу гидроксиметилбилана.
4). Уропорфириноген III косинтаза в цитоплазме превращает гидроксиметилбилан в молекулу уропорфобилиногена III. Гидроксиметилбилан может также неферментативно превращаться в уропорфириноген I, который декарбоксилируется в копропорфириноген I.
5). Уропорфириногендекарбоксилаза в цитоплазме декарбоксилирует уропорфобилиноген III до копропорфириногена III. Из цитоплазмы копропорфириноген III опять поступает в митохондрии.
6). Копропорфриноген III оксидаза превращает в митохондриях копропорфириноген III в протопорфириноген IX.
7. Протопорфириногеноксидаза превращает в митохондриях протопорфириноген IX в протопорфирин IX.
8). Феррохелатаза в митохондриях встраивает железо в молекулу протопорфирина IX с образованием гема. Источником железа для синтеза гема служит ферритин.