COOH
|
NH2 COOH COOH COOH COOH CH2
| | -HS-KoA;-CO2 | | - 2H2O | |
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
| + | дельта-аминолевулат | + | порфобилиноген | |
COOH CO-S-KoA синтетаза CO CO синтетаза C C
глицин Сукцинил | | || ||
КоА CH2 CH2 C CH
| | | |
NH2 NH2 CH2 NH
Дельта-аминолевулиновая |
кислота NH2
Порфобилиноген
+еще 3 молекулы уропорфириноген -4СО2 Копропорфириноген
билиногена (содержит 4 пирольных (из СООН-СН2) (содержит 4 метильных
кольца, связанных между группы)
- 4 NH3 собой группами –СН=)
проторфирин Гем
-2 СО2; - 2Н2 (содержит 2 винильные +Fе (из ферритина)
(из СООН – СН2 – СН2) группы СН2 = СН -)
Белковый компонент гемоглобина присоединяется к 5 координационному положению железа. К 6 – присоединяется СО2 или О2, или СО. В синтезе гемоглобина принимают участие витамины В6, В12. фолиевая кислота, биотин (витамин Н).
CH2 CH2
|| ||
CH3 CH CH3 CH
| | | |
 |  | | |||
1 2
CH
N N
CH Fe CH
N N
CH
3 
4 Г Е М
 | | | |
CH3 CH2 CH2 CH3
| |
CH2 CH2
| |
COOH COOH
При нарушении синтеза гема в крови, тканях накапливаются промежуточные продукты-порфирины – соответственно возникает заболевания порфирии. Порфирии представляют собой группу наследственных заболеваний, при которых частичный дефицит одного из ферментов синтеза приводит к уменьшению образования гема. Это в свою очередь устраняет подавляющий эффект гема, на дельта-аминолевулинатсинтазу, что приведет к накоплению дельта-аминолевулиновой кислоты и порфобилиногена, или последующих порфиринов. Если в избытке образуются предшественники порфиринов, то клинические проявления носят неврологический характер, так как предшественники являются нейротоксинами. Если накапливаются порфирины, то нарушается светочувствителность,при этом образуются токсичные свободные радикалы. Все порфирии-заболевания достаточно редкие. Например, в Великобритании, где она наблюдается наиболее часто, число случаев составляет 1 – 2 на 100000 населения. Порфирии нередко возникают при поражениях печени. Возможно образование других изомерных форм порфиринов. Синтез вроде бы идет до конца, а гема – нет, то-есть образуются его изомерные формы, которые не могут использоваться. При порфириях поражается нервная система, печень, увеличивается выделение порфиринов с мочой. Отмечена большая группа заболеваний кожи, связанная с нарушением порфиринового обмена. Часто при порфириях человек не может загорать, настолько повышена чувствительность к УФЛ.
Распад гемоглобина.
Он происходит в клетках РЭС. Вначале в молекуле гема разрывается связь между 1 и 2 пирольными кольцами, образуется вердоглобин. Далее вердоглобин под действием оксигеназы расщепляется до биливердина (зеленого цвета), при этом отщепляется железо, глобин. Освобождающееся железо транспортируется с помощью трансферина плазмы либо в запасающее депо, либо в костный мозг, где может быть использовано при синтезе гемоглобина или других гемопротеидов. Глобин подвергается гидролизу и пополняет запас АК организма. Биливердин восстанавливается до билирубина (с помощью биливердин-редуктазы), который транспортируется из клеток РЭС в печень. Так как билирубин нерастворим в воде, то транспорт его осуществляется в комплексе с альбуминами. На этом этапе для определения билирубина, его предварительно нужно отделить от белка (то есть он определяется непрямой реакцией). Такой билирубин называется непрямой (или свободный. неконъюгированный). В печени происходит отделение белка и билирубин соединяется с глюкуроновой кислотой, при этом повышается растворимость. Образуются глюкорониды билирубина (ди- и моно-), которые поступают в желчь. В составе желчи глюкорониды билирубина поступают в кишечник (они и определяют цвет желчи). Глюкорониды билирубина называются прямым билирубином, или конъюгированным, так как в этом случае билирубин образует конъюгаты с глюкуроновой кислотой, но определяется прямой реакцией. В кишечнике они гидролизуются бета-глукоронидазой, при этом отщепляется глюкуроновая кислота, а билирубин под действием микрофлоры превращается в мезобилиноген, который поступает в толстый кишечник и (так же под действием микроорганизмаов) переходит в стеркобилиноген, который, в свою очередь, превращается в стеркобилин, выделяющийся с калом. В нижнем отделе толстого кишечника часть стеркобилиногена всасывается в кровь и выделяется через почки (его иногда называют уробилиноген или уробилин). Часть мезобилиногена всасывается в кровь в тонком и верхней части толстого кишечника и поступает в печень, где отрываются 1 или 2 пирольных кольца и выводится с мочой. Если печень поражена (например, гепатит), то этого не происходит и мезобилиноген в больших количествах определяется в моче. Вот это и есть уробилин. В норме содержание общего билирубина составляет в крови 5 – 21 мкмоль/л. прямой билирубин – меньше 3,4 ммоль/л. Непрямой до 12 мкмоль/л. Ежедневное выделение желчных пигментов достигает 1 – 2 мг с мочой и до 250 мг с калом. Ежедневно образуется примерно 300 мг билирубина. Нарушение обмена билирубина проявляется повышением его содержания в крови – билирубинемия. При этом в результате связывания билирубина с эластическими волокнами кожи и конъюнктивы может развиваться желтуха. Такую желтуху называют истинной, в отличие от так называемых ложных желтух, которые не связаны с нарушением обмена билирубина. Клинически желтуха определяется, когда концентрация билирубина в плазме достигает до 50 мкмоль/л и выше. Гипербилирубиниемия может быть результатом повышенного образования билирубина, нарушение его метаболизма, снижение экскреции или сочетание этих факторов. Различают несколько видов желтухи: (1) надпеченочная (гемолитическая); (2) печеночная (паренхиматозная); (3) подпеченоная (механическая или обтурационная). Диагностика желтух возможна путем биохимического исследования крови, мочи, кала. Гемолитическая желтуха (является результатом повышенного разрушения эритроцитов или при наследственных дефектов метаболизма билирубина). Повышенный гемолиз может происходить при резус-конфликте, при дефиците Г-6-ФДГ, при действии некоторых ядов и т.д. при этом увеличивается скорость образования желчных пигментов, значительно увеличивается их выделение с калом и мочой. В крови увеличивается содержание непрямого билирубина, так как печень не в состоянии его связать. При нарушении печеночных клеток (например, вследствие гепатита или цирроза печени) возникает паренхиматозная желтуха (она определяется нарушением способности печени образовывать коньюгаты билирубина с глюкуроновыми кислотами и секретировать их в желчь). При этом увеличивается концентрация прямого и непрямого билирубина в крови, кал может быть ахоличным (обесцвеченным, вследствие малого содержания или отсутствия пигментов), а в моче содержание уробилина снижено. Абтурационная желтуха возникает при закупорке желчных протоков. Это приводит к нарушению поступления желчи в кишечник, соответственно не поступает и билирубин. На ранних стадиях при таком виде желтухи в крови появляется большое количество прямого билирубина. При длительной закупорке желчных путей нарушается функция печени и в крови отмечается высокой содержание прямого и непрямого билирубина, появляется билирубин в моче. Такое состояние может развиться при образовании желчных конкрементов, при стенозе желчных протоков, при карциноме поджелудочной железы или желчных протоков и т.д. У новорожденных отмечается так называемая «физиологическая» желтуха. Это временное состояние, обусловленное ускоренным гемолизом эритроцитов и незрелом состоянием печеночной системы. Определение количества желчных пигментов позволяет, наряду с другими методами исследования, поставить правильный диагноз, провести дифференцирование диагноза и назначить адекватное, рациональное лечение.
Кровь
Кровь отличается от других тканей своим агрегатным состоянием, она жидкая, текучая, в связи с особенностями своей важнейшей функции – транспортной. Кровь состоит из твёрдых элементов – кровяных клеток (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), взвешенных в плазме. Плазма содержит воду, электролиты, метаболиты, питательные вещества, белки и гормоны. Содержание воды и электролитов в плазме практически такое же, как и во внеклеточных жидкостях. Масса крови составляет 1/13 (≈8%) от веса тела. Это около 5,5-6л. (50-60г/кг массы тела.) Соотношение клеточных элементов и плазмы (гематокрит) по объёму составляет 0,45 (т.е. клеток – 45%, плазмы – 55%), а по весу составляет 0,5.
Основные функции крови:
1) Транспорт газов, т.е. дыхание (О2 транспортируется от лёгким к тканям, а СО2 – наоборот). В целом за сутки поступает примерно 600л О2 и выделяется из организма примерно 480л СО2.
2) Питание (транспорт поглощённых питательных веществ).
3) Выделение (перенос конечных продуктов метаболизма в почки, лёгкие, кожу, кишечник для последующего их выведения).
4) Поддержание в организме нормального кислотно-щелочного равновесия.
5) Регуляция водного баланса (кровь влияет на обмен воды между циркулирующей жидкостью и тканями).
6) Регуляция температуры тела путём распределения тепла.
7) Защита от инфекций (осуществляется лейкоцитами и циркулирующими в крови антителами).
8) Транспорт гормонов и регуляция метаболизма.
9) Транспорт различных метаболитов.
Химический состав плазмы крови:
Плазма крови состоит из воды (90-91%) и сухого остатка (9-10%). Сухой остаток содержит белки (6-8%), небелковые (низкомолекулярные) азотсодержащие вещества, углеводы, липиды, минеральные веществава, различные метаболиты, витамины, гормоны.
Белки плазмы крови.
В норме в плазме содержится 60-80 г/л белков. Если количество белков увеличено, то говорят о гиперпротеинэмии, если уменьшено, то это состояние расценивают, как гипопротеинэмию. Когда же появляются белки не встречающиеся в норме, или содержащиеся в микроскопических количествах, то говорят о парапротеинэмии. Если нарушается соотношение между белковыми фракциями, это расценивают как диспротеинемию. Парапротеины – чаще всего это γ-глобулины. Криоглобулины (появляются при анемиях, тромбозах и т.д.). Фетопротеины (α-фетопротеины появляются при первичном раке печени). Интерферон – синтезируется лейкоцитами и макрофагами в ответ на вторжение вирусов. Обладает иммунорегуляторным действием, уменьшает пролиферацию клеток, усиливает их дифференцировку. Диспротеинэмии - выражены при поражениях органов и систем, осуществляющих синтез белков плазмы крови. Гиперпротеинэмия (> 85г/л) бывают относительной (связанной с потерей воды – рвота, диарея, ожоги) и абсолютной (наблюдается при значительном увеличение синтеза белков. Например, при разрушение РЭС увеличивается количество γ-глобулинов, при остром воспаление возможно увеличение содержания α-, β- глобулинов). Гипопротеинэмия (<65г/л) возникает при повышенной потере белков, заболеваниях почек, нарушении переваривания белков, синтеза белков, при поражениях почек, неполноценном белковом питании, голодании.
Основные функции белков плазмы крови:
1. Создание и поддержание онкотического давления плазмы крови (за счёт гидрофильности белков).
2. Участие в свёртывание крови. 3.Участие в поддержании рН и вязкости крови.
3. Транспортная функция (липиды, гормоны, жирные кислоты и т.д.), т.е. транспортируют всё, что нерастворимо. 4.Защитная функция (иммуноглобулины, антитела, интерфероны, и т.д.)
5. Поддержание минерального состава за счёт образования комплексов с катионами.
6. Регуляторная (из белков образуются активные пептиды).
7. Белки плазмы в исключительных случаях (при голодании, например), могут быть резервом АК.
При свёртывании плазмы из неё можно выделить белок фибриноген. Его содержание в норме 2-4г/л. В оставшейся после удаления фибриногена сыворотке крови выделяют две фракции – альбумины и глобулины. В норме их содержится соответственно 40-50г/л и 20-30г/л.
Методом электрофореза на бумаге все белки сыворотки крови на следующие фракции:
1. Альбумины (40-50г/л) – 55-65% 2.α1-глобулины (1-3%г/л) – 3-6% 3.α2-глобулины (6-10г/л) – 8-10% 4. β-глобулины (7-11г/л)- 8-14% 5.γ-глобулины (8-16г/л) -12-20%
Первые две фракции синтезируются в печение, остальные – преимущественно в клетках других органов и тканей. Белки этих фракций (всех пяти), используя более чувствительные методы, разделяют на ещё более мелкие фракции (это, например, метод высоковольтного электрофореза, иммунного электрофореза и т.д.). В настоящее время из плазмы крови выделено более 150 различных белков. Рассмотрим основные белки: Альбуминовая фракция:
1) Преальбумин – наиболее подвижный белок плазмы крови. Участвует в транспорте витамина А, гормонов Т3, Т4.
2) Сывороточный альбумин – поддерживает онкотическое давление плазмы, участвует в транспорте различных нерастворимых соединений, выполняет детоксикационную функцию (связывает токсины). α1-глобулиновая фракция:
1) Трансферрин – участвует в транспорте железа.
2) Гемопексин – связывает и транспортирует в печень гем.
3) С-реактивный белок – связывает процессы фагоцитоза, активирует систему комплемента.
4) Фибриноген – участвует в процессах свёртывания крови.
γ-глобулиновая фракция
1) Иммуноглобулины (основные А, М, G, минорные D, E).
1. А – это первая иммунная защитная линяя против микроорганизмов и токсинов (основные антитела в серозно-слизистых секретах – слюна, бронхиальная слизь и др.).
2. М – включает большое количество естественных антител. Это первые антитела, появляющиеся в ответ на острую инфекцию.
3. G – отвечает за «вторичный» иммунный ответ на действие антитела
4. D – действует, как рецептор, узнающий антиген, дифференцирует иммуноглобулины на поверхности лимфоцита.
5. Е – действуют как десенсибилизаторы, участвуют в реакциях гиперчувствительности замедленного типа.
2) Система комплемента – это 21 белок, действие которых на клетки связано с системой антиген – антитело. При острой фазе воспаления синтез ряда белков резко увеличивается. Это α1-антитрипсин, С-реактивный белок, гаптоглобин, церуллоплазмин, фибриноген, некоторые белки системы комплимента. Все белки острой фазы воспаления являются ингибиторами тех ферментов, которые высвобождаются при деструкции клеток и могут приводить ко вторичному повреждению ткани. Также они обладают иммунодепрессивным действием. К белкам плазмы крови относятся и ферменты.
Ферменты плазмы крови делят на:
1) Секреторные (синтезируются в органах, но функционируют в крови, например, ЛХАТ – лецитинхолестеринацилтрансферраза, липопротеинлипаза). В норме активность высока, при заболеваниях падает.
2) Экскреторные (синтезируются в печени, экскретируются с желчью, в кровь попадают, например, при желчекаменной болезни – это щелочная фосфатаза, лейцинаминопептидаза). При патологии их содержание, а соответственно и их активность резко возрастает.
3) Индикаторные (тканевые) – синтезируются и функционируют в тканях, появляются в крови при повреждении тканей (при воспалении, некрозе и др.)
Небелковые азотистые вещества Их иногда называют остаточный азот (в норме его содержится 15-25 ммоль/л). Величина остаточного азота говорит об общем уровне обмена, а, главное, о функции почек. Мочевина составляет ≈ 50% остаточного азота. Кроме мочевины входит АК, билирубин, креатин, мочевая кислота, соли аммония, нуклеотиды, низкомолекулярные пептиды.
Низкомолекулярные пептиды крови. К этим соединениям относятся в первую очередь кинины. Основные кинины – брадикинин, лизилбрадикинин, метиониллизилбрадикинин, лейкокинины, Т-кинины и др.
Биологическая роль кининов.
1) Расширяет просвет сосудов, понижая АД.
2) Резко увеличивает проницаемость капилляров.
3) Регулируют тонус гладкой мускулатуры ЖКТ и бронхов (вызывают бронхоконстрикцию, являясь одним из факторов развития бронхиальной астмы).
4) Стимулируют миграцию лейкоцитов и увеличивают их фагоцитирующии свойства.
5) Участвуют в передаче нервных импульсов.
6) Стимулируют синтез простогландинов.
7) Обладают инсулиноподобным действием.
Кинины образуются из кининогенов под действием фермента каллекреина путём частичного протеолиза. Кроме этого каллекреин активирует плазминоген, стимулирует образование агиотензина II и системы комплемента, участвует в обмене ЛПНП. Каллекреин может синтезироваться и в тканях (кишечнике, половых железах, почках, слюнных железах и т.д.). Говорят о каллекреин-кининовой системе.
Органические небелковые вещества
I. Углеводы – глюкоза (3,3 – 6,1 ммоль/л), галактоза, др. гексозы, уроновые кислоты, гликоген, аминосахара, лактоза, нейраминовая кислота, сиаловые кислоты 2,2-6,6 ммоль/л, гликозаминогликаны, гликопротеиды (к ним относятся резус-фактор, факторы свёртывания крови)
II. Липиды – общая концентрация 4,0-8,0г/л, холестерин, 2/3 его связано с ЖК (1-2г/л), СЖК (0,1-0,2г/л), ТАГ (0,5-1,5г/л, 0,5-2,5ммоль/л), фосфолипиды (1,25-2,75г/л), липопротеидные комплексы.
Минеральные компоненты
1) Na+ - 130-150 м моль/л
2) K+ - 3-5 м моль/л
3) Ca++ - 2-3 м моль/л
4) Mg++ - 0,7-1,2 м моль/л
5) Fe++ - до 100 мк моль/л
В плазме содержится и множество других макроэлементов: алюминий, йод, кобальт, кремний, марганец, медь, молибден и т.д.
Химический состав эритроцитов
На долю воды в эритроцитах приходится 60-70%. Остальные составляет сухой остаток (30-40%), из которого 90% и более (до 98%) составляет Hb. Есть в эритроцитах и другие белки (всего белков 300-340г/л), ферменты, холестерин, фосфолипиды (чуть больше, чем в плазме), глюкоза (примерно столько же, сколько и в плазме), металлы (Fe, Cu, Zn). К+ содержится в эритроцитах 80-100 м моль/л (до 120); Na+ - 13-22 м моль/л (до 35); Са++ ≈ 0,5 м моль/л; Mg++ - 1.65-2.65 м моль/л; Fe – 19 м моль/л.