Биохимический анализ крови (или привычнее для пациента «биохимия крови») используются на первом этапе диагностики любых патологических состояний. Обычно поводом для его назначения являются не совсем хорошие результаты общего анализа, ежегодная диспансеризация населения (при наличии хронических заболеваний) или профилактическое обследование лиц, занятых на вредных производственных процессах.

Биохимический анализ крови (БАК) включает множество различных показателей, определяющих работу того или иного органа, назначается врачом, хотя и сам пациент по собственному желанию может обратиться в платную лабораторию, чтобы сделать биохимию. Значения норм традиционно используемых тестов на содержание холестерина, билирубина, активности аминотрансфераз известны многим людям, не имеющим медицинского образования, но активно интересующихся своим здоровьем.

Таблица норм биохимического анализа крови

Учитывая многогранность проводимых исследований в биохимической лаборатории и высокий интерес пациентов к этой теме, мы постараемся обобщить данные тесты, но ограничимся самыми распространенными показателями, названия, единицы измерения и нормы которых представим в виде таблицы, максимально приближенной к официальному бланку результатов БАК.

Следует иметь в виду, что нормы многих показателей у взрослых и у детей разнятся, а, кроме этого, нередко зависят от половой принадлежности , особенностей и возможностей того или иного организма. Чтобы таблица не утомила читателя, нормы будут приведены преимущественно для взрослых с упоминанием значения показателей у детей (до 14 лет ), мужчин и женщин в отдельности, если в этом появится необходимость.

Показатели Единицы измерения Норма Примечание
Общий белок г/л 64 – 83 (у взрослых)

58 – 76 (у детей)

-
Альбумин г/л 35 – 50 (у взрослых)

38 – 54 (у детей)

-
Миоглобин мкг/л 19 – 92 (муж.)

12 – 76 (жен.)

-
Трансферрин г/л 2,0 – 4,0у беременных показатель выше, у стариков, наоборот – его значения снижаются по сравнению с указанной нормой
Ферритин мкг/л 20 – 250 (м)

10 – 120 (ж)

-
ОЖСС мкмоль/л 26,85 – 41,2повышается физиологически с одновременным падением уровня железа у беременных женщин
СРБ мг/л до 0,5 (для всех) показатель не зависит от пола и возраста
Ревматоидный фактор Ед/мл до 10 (для всех) не зависит от пола и возраста
Церулоплазмин мг/л 150,0 – 600,0 -
Холестерин общий ммоль/л до 5,2 для определения липидного спектра в БАК включаются ЛПВП и ЛПНП
Триглицериды ммоль/л 0,55 – 1,65 приведенные нормальные значения весьма условны, поскольку уровень ТГ изменяется в сторону увеличения каждые 5 лет, но не должен превышать 2,3 ммоль/л
Мочевина ммоль/л 2,5 – 8,3 (взрослые)

1,8 – 6,4 (дети)

-
Креатинин мкмоль/л у взрослых:

62 – 115 (м)

У детей - от 27 до 62

-
Мочевая кислота ммоль/л 0,24 – 0,50 (м)

0,16- 0,44 (ж)

0,12 – 0,32 (дети)

-
Билирубин общий

Связанный

Свободный

мкмоль/л 3,4 – 17,1

25% общего

75% общего

в других источниках норма до 20,5 мкмоль/л
Глюкоза моль/л взрослые: 3,89 – 5,83

Дети: 3,33 – 5,55

старше 60 лет - до 6,38
Фруктозамин ммоль/л до 280,0 у диабетиков диапазон значений от 280 до 320 говорит об удовлетворительной регуляции углеводного обмена
Аспартатаминотрансфераза (АсАТ) Ед/л у взрослых (37°С):

До 31 у женщин

До 35 у мужчин

У детей: в зависимости от возраста

показатели нормы зависят от температуры инкубации пробы, у детей зависят еще и от возраста, но, в целом, нормы выше
Аланинаминотрансфераза (АлАТ) Ед/л у взрослых:

До 31 у женщин

До 41 у мужчин

при 37°С, у детей нормальные значения несколько выше
Щелочная фосфатаза (ЩФ) Ед/л 20 – 130 (взрослые)

130 – 600 (дети)

при 37°С
α-амилаза Ед/л до 120 (у взрослых и у детей после года) у детей до года – до 30 Ед/л
Липаза Ед/л 0 - 417 -
Креатинкиназа (КК), креатинфосфокиназа (КФК) Ед/л до 195 у мужчин

До 170 у женщин

при 37°С
МВ-фракция КК Ед/л менее 10 Ед/л -
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) Ед/л 120- 240

У детей в зависимости от возраста:

1 месяц - 150- 785,постепенное снижение к году до 145 – 365, до 2 лет – до 86 – 305, у детей и подростков норма составляет от 100 до 290 Ед/л

при 37°С
Гамма-глютамилтранспептидаза (ГГТП) Ед/л у взрослых:

До месяца – до 163

До года – ниже 91

До 14 лет – ниже 17 Ед/л

при 37°С
Натрий ммоль/л 134 – 150 (взрослые)

У детей – 130 - 145

-
Калий ммоль/л у взрослых: 3,6– 5,4

До 1 мес. -3,6 – 6,0

До года – 3,7 – 5,7

До 14 лет – 3,2 – 5,4

-
Хлориды ммоль/л 95,0 – 110,0 -
Фосфор ммоль/л 0,65 – 1,3 (взрослые)

От 1,3 до 2,1(дети)

-
Магний ммоль/л 0,65 – 1,1 -
Железо мкмоль/л у взрослых:

11,64 – 30,43 (м)

8,95 – 30,43 (ж)

До года - 7,16 – 17,9

До 14 лет - 8,95 – 21,48

-
Кальций ммоль/л 2,0 – 2,8 -
Цинк мкмоль/л 11 - 18 (взрослые)

11 - 24 (у детей)

-

Хотелось бы обратить внимание читателя, что в разных источниках можно встретить другие значения нормы. Особенно это касается ферментов, например, N АлАТ – от 0,10 до 0,68 ммоль/(ч.л), АсАТ – от 0,10 до 0,45ммоль/(ч.л). Это зависит от единиц измерения и температуры инкубации пробы, что обычно отражается в бланке анализа, ровно, как и референтные значения данной КДЛ. И, конечно, совсем не значит, что весь этот перечень для каждого больного является обязательным, ведь нет смысла назначать все в куче, если отдельные показатели при подозрении на определенную патологию никакой информации не несут.

Врач, выслушав жалобы больного и опираясь на клинические проявления, у пациента с , скорее всего, в первую очередь будет исследовать липидный спектр, а при подозрении на гепатит назначит билирубин, АлТ, АсТ и, возможно, щелочную фосфатазу. И уж конечно – первый признак (неумеренная жажда) является поводом для исследования крови на сахар, а явные признаки заставят заинтересоваться железом, ферритином, транферрином и ОЖСС. При получении не очень хороших результатов биохимические исследования всегда можно продолжить, расширив за счет дополнительных анализов (на усмотрение врача).

Основные показатели биохимического анализа крови

По измененному судят о наличии патологии, которую придется еще поискать. Биохимический анализ, в отличие от общеклинического, показывает нарушения функции определенного органа в результате патологических изменений , которые самим человеком еще не распознаны, то есть, на этапе скрытого течения болезни. Кроме этого, БАК помогает установить, хватает ли организму витаминов, микроэлементов и других необходимых веществ. Таким образом, к основным показателям биохимического анализа крови относят ряд лабораторных тестов, которые для удобства восприятия следует разделить на группы.

Белки

Данную группу в БАК представляют и белки, без которых жизнь организма невозможна, и специфические белковые структуры, возникающие в силу определенных (экстремальных) ситуаций:

Ферменты

Ферменты в биохимическом анализе крови чаще представлены да амилазой, заметно повышающейся при возникновении проблем с поджелудочной железой. Между тем, перечень энзимов, которые могут рассказать о состояния организма значительно шире:

Липидный спектр

Диагностика заболеваний сердечно-сосудистой системы, как правило, не ограничивается лишь назначением общего холестерина, для кардиолога данный показатель в изолированном виде никакой особой информации не несет. Для того чтобы узнать, в каком состоянии находится сосудистые стенки (а они могут быть тронуты ), нет ли признаков развития или, упаси Бог, явно грозит инфаркт миокарда, чаще всего используют биохимический тест, называемый липидным спектром , который включает:

  • общий;
  • низкой плотности (ХС-ЛПНП);
  • Липопротеины высокой плотности (ХС-ЛПВП);
  • Коэффициент атерогенности, который рассчитывается по формуле, исходя из цифровых значений показателей, указанных выше.

Думается, что нет особой надобности в очередной раз описывать характеристики, клиническое и биологическое значение всех составляющих липидного спектра, они достаточно подробно изложены в соответствующих темах, размещенных на нашем сайте.

Углеводы

Наверное, самым распространенным анализом в числе показателей биохимии крови является . Этот тест в дополнительных комментариях не нуждается, все знают, что проводят его строго натощак, а показывает он, не грозит ли человеку сахарный диабет. Хотя, следует заметить, что существуют и другие причины повышения данного показателя, не связанные с наличием грозного заболевания (травмы, ожоги, печеночная патология, болезни поджелудочной железы, чрезмерное поедание сладких продуктов).

Вопросы у молодых, еще несведущих в «сахарном» деле пациентов, может вызвать проведение глюкозонагрузочного теста (сахарная кривая) , которую назначают, в основном, для выявления скрытых форм диабета.

К сравнительно новым тестам, призванным определить поведение углеводов в организме, можно отнести гликированные белки (или гликозилированные – что одно и то же):

  1. Гликированный альбумин (в БАК он обозначается как фруктозамин);
  2. Гликозилированные липопротеины.

Пигменты

– продукт распада , его повышенные показатели характерны для широкого круга патологических состояний, поэтому для диагностики используют три варианта гемоглобиногенного пигмента:

  • Билирубин общий;
  • Прямой или связанный, конъюгированный;
  • Непрямой (свободный, несвязанный, неконъюгированный).

Болезни, связанные с повышением данного пигмента, могут быть самого различного происхождения и характера (от наследственной патологии до несовместимых переливаний крови), поэтому диагноз в большей мере основывается в зависимости от соотношения фракций билирубина, а не от его общего значения. Чаще всего этот лабораторный тест помогает диагностировать отклонения, причиной которых стало поражение печени и желчевыводящих путей.

Низкомолекулярные азотистые вещества

Низкомокулярные азотистые вещества в биохимическом исследовании крови представлены такими показателями:

  1. , позволяющий определить состояние многих органов и систем и поведать о серьезных нарушениях их функции (тяжелые поражения печени и почек, опухоли, сахарный диабет, снижение функции надпочечников).
  2. , представляющая собой основной анализ, указывающий на развитие почечной недостаточности (уремический синдром, «мочекровие»). Уместным будет назначение мочевины для определения функциональных способностей других органов: печени, сердца, желудочно-кишечного тракта.

Микроэлементы, кислоты, витамины

В биохимическом исследовании крови нередко можно встретить тесты, определяющие уровень неорганических веществ и органических соединений:

  • – внутриклеточный катион, основное место сосредоточения которого – костная система. Значения показателя изменяются при заболеваниях костей, щитовидной железы, печени и почек. Кальций служит важным диагностическим тестом выявления патологии развития костной системы у детей;
  • относится к основным внеклеточным катионам, переносит воду, изменение концентрации натрия и выход ее за пределы допустимых значений может повлечь серьезные патологические состояния;
  • Калий (K) – изменения его уровня в сторону может останавливать работу сердца в систоле, а в сторону – в диастоле (и то, и другое – плохо);
  • – химический элемент, прочно связанный в организме с кальцием, вернее, с метаболизмом последнего;
  • – и недостаток (обызвествление артериальных сосудов, снижение кровотока в микроциркуляторном русле, развитие артериальной гипертензии), и избыток («магнезиальный наркоз», блокада сердца, кома) влечет нарушения в организме;
  • может обойтись без комментариев, этот элемент является составной частью гемоглобина – отсюда его главная роль;
  • Хлор (Cl) – основной внеклеточный осмотически активный анион плазмы;
  • Цинк (Zn) – недостаток цинка задерживает рост и половое развитие, увеличивает селезенку и печень, способствует возникновению анемии;
  • Цианокобаламин (витамин );
  • Аскорбиновая кислота (витамин С);
  • Фолиевая кислота;
  • Кальцитриол (витамин D) – дефицит затормаживает образование костной ткани, вызывает рахит у детей;
  • (продукт обмена пуриновых оснований, играющий не последнюю роль в формировании такого заболевания, как подагра).

Центральное место в лабораторной диагностике

Некоторые лабораторные тесты, хотя и входят в раздел биохимии, стоят как бы особняком и воспринимаются отдельно. Это касается, например, такого анализа, как , который изучает систему гемостаза и включает исследование факторов свертывания крови.

При описании БАК многие лабораторные тесты (белки, ферменты, витамины) остались без внимания, но, в основном, это анализы, назначаемые в редких случаях, поэтому они вряд ли вызовут интерес широкого круга читателей.

Кроме этого, следует отметить, что исследование гормонов или определение уровня иммуноглобулинов (IgA, IgG, IgM) – это тоже биохимический анализ крови , который, однако, осуществляют преимущественно методом ИФА (иммуноферментный анализ) в лабораториях несколько иного профиля. Как правило, пациенты с привычной биохимией его как-то не связывают, да и нам, затрагивая их в данной теме, пришлось бы чертить громоздкие и непонятные таблицы. Впрочем, в крови человека можно определить практически любое вещество, присутствующее в ней постоянно или случайно туда проникшее, однако, чтобы каждое из них рассмотреть досконально, пришлось бы писать большую научную работу.

Для базовой же оценки состояния здоровья человека обычно используются следующие показатели:

  1. Общий белок;
  2. Альбумин;
  3. Мочевина;
  4. Мочевая кислота;
  5. АсАТ;
  6. АлАТ;
  7. Глюкоза;
  8. Билирубин (общий и связанный);
  9. Холестерин общий и ЛПВП;
  10. Натрий;
  11. Калий;
  12. Железо;
  13. ОЖСС.

Вооружившись данным списком, пациент может отправиться в платную биохимическую лаборатории и сдать биологический материал для исследования, а вот с результатами нужно обратиться к специалисту, который займется расшифровкой биохимического анализа крови.

Разный подход к одной проблеме

Расшифровкой биохимического анализа крови, как и других лабораторных тестов, занимается врач лабораторной диагностики или лечащий врач. Тем не менее, можно понять интерес и беспокойство пациента, получившего на руки ответ с результатами исследования его собственной крови. Не каждый в силах дождаться, что скажет доктор: повышенные показатели или, наоборот, они находятся ниже допустимых значений. Врач, конечно, объяснит подчеркнутые красным или выделенные другим способом цифры и расскажет, какие болезни могут скрываться за отклонениями от нормы, однако консультация может быть завтра-послезавтра, а результаты – вот они: в собственных руках.

Ввиду того, что пациенты ныне в большинстве своем люди довольно грамотные и в вопросах медицины немало «подкованные», мы попробовали вместе разобраться в наиболее распространенных вариантах БАК, но опять-таки – исключительно с ознакомительной целью. В связи с этим хочется предостеречь пациентов от самостоятельной расшифровки биохимического анализа крови, ведь одни и те же величины БАК могут у разных людей говорить о разных болезнях. Для того чтобы в этом разобраться, врач привлекает к диагностическому поиску другие лабораторные тесты, инструментальные методы, уточняет анамнез, назначает консультации смежных специалистов. И только собрав все факторы воедино, в том числе, и биохимическое исследование крови, врач выносит свой вердикт (устанавливает диагноз).

Пациент к данному вопросу подходит по-другому: не имея специальных знаний, оценивает результаты однобоко: показатель повышен – значит, больной (название болезни найти несложно). Однако это еще полбеды, хуже, когда, опираясь на результаты анализов и собственные умозаключения, человек назначает себе лечение. Это недопустимо , поскольку можно упустить время, если человек на самом деле болен, или навредить своему организму, используя вычитанные в сомнительных источниках методы лечения. А вот что нужно действительно знать и помнить пациенту – так это, как правильно подготовиться к биохимическому исследованию крови.

Во избежание излишних затрат

Биохимические исследования крови всегда проводятся натощак, поскольку они очень чувствительны к различным веществам , попавшим в организм накануне анализа (пищевые продукты, фармацевтические средства). Особенно неустойчив к различным внешним и внутренним воздействиям гормональный фон человека, поэтому отправляясь в лабораторию, следует учитывать подобные нюансы и постараться подготовиться должным образом (анализ на гормоны не очень-то и дешевый).

Для исследования биохимии крови необходимо добыть ее из локтевой вены в количестве не менее 5 мл (при тестировании сыворотки на автоматическом анализаторе можно обойтись и меньшей дозой). Человек, пришедший на анализ, должен быть заведомо осведомлен и подготовлен к важной процедуре:

  • Вечером позволить себе легкий ужин, после которого можно только пить чистую воду (алкоголь, чай, кофе, соки к разрешенным напиткам не относятся);
  • Отменить вечернюю пробежку (исключить повышенную физическую активность), коль она запланирована по режиму;
  • Отказать в удовольствии принять горячую ванну на ночь;
  • Мужественно выдержать 8-12-часовое голодание (для липидного спектра не рекомендуется принимать пищу 16 часов);
  • Утром не принимать таблетки, не заниматься зарядкой;
  • Преждевременно не нервничать, чтобы в спокойном состоянии прибыть в лабораторию.

В противном случае придется посетить КДЛ повторно, что повлечет дополнительные нервные и материальные затраты. Не нужно особо сравнивать биохимию с общим анализом крови, где изучается клеточный состав. Там хоть и требуется подготовка, но не столь строгая, съеденный кусочек чего-либо вкусного может не и повлиять на результат. Здесь по-другому: биохимические показатели представлены метаболитами и биологически активными веществами, которые не смогут оставаться «равнодушными» даже к малейшим изменениям внутри организма или вокруг его. Например, одна конфета, съеденная на завтрак, вызовет повышение сахара в крови, выброс инсулина, активацию ферментов печени и поджелудочной железы и так далее… Возможно, кто-то не поверит, но любое наше действие найдет отражение в биохимическом анализе крови.

Видео: биохимический анализ крови в программе “О самом главном”

Тема: «БИОХИМИЯ КРОВИ. ПЛАЗМА КРОВИ: КОМПОНЕНТЫ И ИХ ФУНКЦИИ. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ. ЗНАЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КРОВИ В КЛИНИКЕ»


1. Белки плазмы крови: биологическая роль. Содержание белковых фракций в плазме. Изменения белкового состава плазмы при патологических состояниях (гиперпротеинемия, гипопротеинемия, диспротеинемия, парапротеинемия).
2. Белки острой фазы воспаления: биологическая роль, примеры белков.
3. Липопротеиновые фракции плазмы крови: особенности состава, роль в организме.
4. Иммуноглобулины плазмы крови: основные классы, схема строения, биологические функции. Интерфероны: биологическая роль, механизм действия (схема).
5. Ферменты плазмы крови (секреторные, экскреторные, индикаторные): диагностическое значение исследования активности аминотрансфераз (АЛТ и АСТ), щелочной фосфатазы, амилазы, липазы, трипсина, изоферментов лактатдегидрогеназы, креатинкиназы.
6. Небелковые азотсодержащие компоненты крови (мочевина, аминокислоты, мочевая кислота, креатинин, индикан, прямой и непрямой билирубин): строение, биологическая роль, диагностическое значение их определения в крови. Понятие об азотемии.
7. Безазотистые органические компоненты крови (глюкоза, холестерол, свободные жирные кислоты, кетоновые тела, пируват, лактат), диагностическое значение их определения в крови.
8. Особенности строения и функции гемоглобина. Регуляторы сродства гемоглобина к О2 . Молекулярные формы гемоглобина. Производные гемоглобина. Клинико-диагностическое значение определения гемоглобина в крови.
9. Метаболизм эритроцита: роль гликолиза и пентозофосфатного пути в зрелых эритроцитах. Глутатион: роль в эритроцитах. Ферментные системы, участвующие в обезвреживании активных форм кислорода.
10. Свёртывание крови как каскад активации проферментов. Внутренний и внешний пути свёртывания. Общий путь свёртывания крови: активация протромбина, превращение фибриногена в фибрин, образование фибрина-полимера.
11. Участие витамина К в посттрансляционной модификации факторов свёртывания крови. Дикумарол как антивитамин К.

30.1. Состав и функции крови.

Кровь - жидкая подвижная ткань, циркулирующая в замкнутой системе кровеносных сосудов, транспортирующая различные химические вещества к органам и тканям, и осуществляющая интеграцию метаболических процессов, протекающих в различных клетках.

Кровь состоит из плазмы и форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). Сыворотка крови отличается от плазмы отсутствием фибриногена. 90% плазмы крови составляет вода, 10% - сухой остаток, в состав которого входят белки, небелковые азотистые компоненты (остаточный азот), безазотистые органические компоненты и минеральные вещества.

30.2. Белки плазмы крови.

Плазма крови содержит сложную многокомпонентную (более 100) смесь белков, различающихся по происхождению и функциям. Большинство белков плазмы синтезируется в печени. Иммуноглобулины и ряд других защитных белков иммунокомпетентными клетками.

30.2.1. Белковые фракции. При помощи высаливания белков плазмы можно выделить альбуминовую и глобулиновую фракции. В норме соотношение этих фракций составляет 1,5 - 2,5. Использование метода электрофореза на бумаге позволяет выявить 5 белковых фракций (в порядке убывания скорости миграции): альбумины, α1 -, α2 -, β- и γ-глобулины. При использовании более тонких методов фракционирования в каждой фракции, кроме альбуминовой, можно выделить целый ряд белков (содержание и состав белковых фракций сыворотки крови см. рисунок 1).

Рисунок 1. Электрофореграмма белков сыворотки крови и состав белковых фракций.

Альбумины - белки с молекулярной массой около 70000 Да. Благодаря гидрофильности и высокому содержанию в плазме играют важную роль в поддержании коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови и регуляции обмена жидкостей между кровью и тканями. Выполняют транспортную функцию: осуществляют перенос свободных жирных кислот, желчных пигментов, стероидных гормонов, ионов Са2 + , многих лекарств. Альбумины также служат богатым и быстро реализуемым резервом аминокислот.

α1 -Глобулины:

  • Кислый α1 -гликопротеин (орозомукоид) - содержит до 40% углеводов, изоэлектрическая точка его находится в кислой среде (2,7). Функция этого белка до конца не установлена; известно, что на ранних стадиях воспалительного процесса орозомукоид способствует образованию коллагеновых волокон в очаге воспаления (Я.Мусил, 1985).
  • α1 -Антитрипсин - ингибитор ряда протеаз (трипсина, химотрипсина, калликреина, плазмина). Врождённое снижение содержания α1 -антитрипсина в крови может быть фактором предрасположенности к бронхо-лёгочным заболеваниям, так как эластические волокна лёгочной ткани особенно чувствительны к действию протеолитических ферментов.
  • Ретинолсвязывающий белок осуществляет транспорт жирорастворимого витамина А.
  • Тироксинсвязывающий белок - связывает и транспортирует иодсодержащие гормоны щитовидной железы.
  • Транскортин - связывает и транспортирует глюкокортикоидные го рмоны (кортизол, кортикостерон).

α2 -Глобулины:

  • Гаптоглобины (25% α2 -глобулинов) - образуют стабильный комплекс с гемоглобином, появляющимся в плазме в результате внутрисосудистого гемолиза эритроцитов. Комплексы гаптоглобин-гемоглобин поглощаются клетками РЭС, где гем и белковые цепи подвергаются распаду, а железо повторно используется для синтеза гемоглобина. Тем самым предотвращается потеря железа организмом и повреждение почек гемоглобином.
  • Церулоплазмин - белок, содержащий ионы меди (одна молекула церулоплазмина содержит 6-8 ионов Cu2+ ), которые придают ему голубую окраску. Является транспортной формой ионов меди в организме. Обладает оксидазной активностью: окисляет Fe2+ в Fe3+ , что обеспечивает связывание железа трансферрином. Способен окислять ароматическиеамины, участвует в обмене адреналина, норадреналина, серотонина.

β-Глобулины:

  • Трансферрин - главный белок β-глобулиновой фракции, участвует в связывании и транспорте трёхвалентного железа в различные ткани, особенно в кроветворные. Трансферрин регулирует содержание Fe3+ в крови, предотвращает избыточное накопление и потерю с мочой.
  • Гемопексин - связывает гем и предотвращает его потерю почками. Комплекс гем-гемопексин улавливается из крови печенью.
  • С-реактивный белок (С-РБ) - белок, способный преципитировать (в присутствии Са2 + ) С-полисахарид клеточной стенки пневмококка. Биологическая роль его определяется способностью активировать фагоцитоз и ингибировать процесс агрегации тромбоцитов. У здоровых людей концентрация С-РБ в плазме ничтожно мала и стандартными методами не определяется. При остром воспалительном процессе она увеличивается более чем в 20 раз, в этом случае С-РБ обнаруживается в крови. Исследование С-РБ имеет преимущество перед другими маркерами воспалительного процесса: определением СОЭ и подсчётом числа лейкоцитов. Данный показатель более чувствителен, его увеличение происходит раньше и после выздоровления быстрее возвращается к норме.

γ-Глобулины:

  • Иммуноглобулины (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) представляют собой антитела, вырабатываемые организмом в ответ на введение чужеродных веществ с антигенной активностью. Подробнее об этих белках см. 1.2.5.

30.2.2. Количественные и качественные изменения белкового состава плазмы крови. При различных патологических состояниях белковый состав плазмы крови может изменяться. Основными видами изменений являются:

  • Гиперпротеинемия - увеличение содержания общего белка плазмы. Причины: потеря большого количества воды (рвота, диарея, обширные ожоги), инфекционные заболевания (за счёт увеличения количества γ-глобулинов).
  • Гипопротеинемия - уменьшение содержания общего белка в плазме. Наблюдается при заболеваниях печени (вследствие нарушения синтеза белков), при заболеваниях почек (вследствие потери белков с мочой), при голодании (вследствие недостатка аминокислот для синтеза белков).
  • Диспротеинемия - изменение процентного соотношения белковых фракций при нормальном содержании общего белка в плазме крови, например, снижение содержания альбуминов и увеличение содержания одной или нескольких глобулиновых фракций при различных воспалительных заболеваниях.
  • Парапротеинемия - появление в плазме крови патологических иммуноглобулинов - парапротеинов, отличающихся от нормальных белков по физико-химическим свойствам и биологической активности. К таким белкам относятся, например, криоглобулины , образующие друг с другом преципитаты при температуре ниже 37° С. Парапротеины обнаруживаются в крови при макроглобулинемии Вальденстрема, при миеломной болезни (в последнем случае они могут преодолевать почечный барьер и обнаруживаться в моче как белки Бенс-Джонса). Парапротеинемия, как правило, сопровождается гиперпротеинемией.

30.2.3. Липопротеиновые фракции плазмы крови. Липопротеины - сложные соединения, осуществляющие транспорт липидов в крови. В состав их входят: гидрофобное ядро, содержащее триацилглицеролы и эфиры холестерола, иамфифильная оболочка, образованная фосфолипидами, свободным холестеролом и белками-апопротеинами (рисунок 2). В плазме крови человека содержатся следующие фракции липопротеинов:



Рисунок 2. Схема строения липопротеина плазмы крови.

  • Липопротеины высокой плотности или α-липопротеины , так как при электрофорезе на бумаге они движутся вместе с α-глобулинами. Содержат много белков и фосфолипидов, транспортируют холестерол из периферических тканей в печень.
  • Липопротеины низкой плотности или β-липопротеины , так как при электрофорезе на бумаге они движутся вместе с β-глобулинами. Богаты холестеролом; транспортируют его из печени в периферические ткани.
  • Липопротеины очень низкой плотности или пре-β-липопротеины (на электрофореграмме расположены между α- и β-глобулинами). Служат транспортной формой эндогенных триацилглицеролов, являются предшественниками липопротеинов низкой плотности.
  • Хиломикроны - электрофоретически неподвижны; в крови, взятой натощак, отсутствуют. Являются транспортной формой экзогенных (пищевых) триацилглицеролов.

30.2.4. Белки острой фазы воспаления. Это белки, содержание которых увеличивается в плазме крови при остром воспалительном процессе. К ним относятся, например, следующие белки:

  1. гаптоглобин ;
  2. церулоплазмин ;
  3. С-реактивный белок ;
  4. α1 -антитрипсин ;
  5. фибриноген (компонент свёртывающей системы крови; см. 30.7.2).

Скорость синтеза этих белков увеличивается прежде всего за счёт снижения образования альбуминов, трансферрина и альбуминов (небольшая фракция белков плазмы, обладающая наибольшей подвижностью при диск-электрофорезе, и которой соответствует полоса на электрофореграмме перед альбуминами), концентрация которых при остром воспалении снижается.

Биологическая роль белков острой фазы: а) все эти белки являются ингибиторами ферментов, освобождаемых при разрушении клеток, и предупреждают вторичное повреждение тканей; б) эти белки обладают иммунодепрессорным действием (В.Л.Доценко, 1985).

30.2.5. Защитные белки плазмы крови. К белкам, выполняющим защитную функцию, относятся иммуноглобулины и интерфероны.

Иммуноглобулины (антитела) - группа белков, вырабатываемых в ответ на попадание в организм чужеродных структур (антигенов). Они синтезируются в лимфоузлах и селезёнке лимфоцитами В. Выделяют 5 классов иммуноглобулинов - IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.


Рисунок 3. Схема строения иммуноглобулинов (серым цветом показана вариабельная область, не закрашена - константная область).

Молекулы иммуноглобулинов имеют единый план строения. Структурную единицу иммуноглобулина (мономер) образуют четыре полипептидные цепи, соединённые между собой дисульфидными связями: две тяжёлые (цепи Н) и две лёгкие (цепи L) (см. рисунок 3). IgG, IgD и IgЕ по своей структуре, как правило, являются мономерами, молекулы IgM построены из пяти мономеров, IgA состоят из двух и более структурных единиц, или являются мономерами.

Белковые цепи, входящие в состав иммуноглобулинов, можно условно разделить на специфические домены, или области, имеющие определённые структурные и функциональные особенности.

N-концевые участки как L-, так и Н-цепей называются вариабельной областью (V), так как их структура характеризуется существенными различиями у разных классов антител. Внутри вариабельного домена имеются 3 гипервариабельных участка, отличающихся наибольшим разнообразием аминокислотной последовательности. Именно вариабельная область антител ответственна за связывание антигенов по принципу комплементарности; первичная структура белковых цепей в этой области определяет специфичность антител.

С-концевые домены Н- и L-цепей обладают относительно постоянной первичной структурой в пределах каждого класса антител и называются константной областью (С). Константная область определяет свойства различных классов иммуноглобулинов, их распределение в организме, может принимать участие в запуске механизмов, вызывающих уничтожение антигенов.

Интерфероны - семейство белков, синтезируемых клетками организма в ответ на вирусную инфекцию и обладающих противовирусным эффектом. Различают несколько типов интерферонов, обладающих специфическим спектром действия: лейкоцитарный (α-интерферон), фибробластный (β-интерферон) и& иммунный (γ-интерферон). Интерфероны синтезируются и секретируются одними клетками и проявляют свой эффект, воздействуя на другие клетки, в этом отношении они подобны гормонам. Механизм действия интерферонов показан на рисунке 4.


Рисунок 4. Механизм действия интерферонов (Ю.А.Овчинников, 1987).

Связываясь с клеточными рецепторами, интерфероны индуцируют синтез двух ферментов — 2",5"-олигоаденилатсинтетазы и протеинкиназы, вероятно, за счет инициации транскрипции соответствующих генов. Оба образующихся фермента проявляют свою активность в присутствии двухцепочечных РНК, а именно такие РНК являются продуктами репликации многих вирусов или содержатся в их вирионах. Первый фермент синтезирует 2",5"-олигоаденилаты (из АТФ), которые активируют клеточную рибонуклеазу I; второй фермент фосфорилирует фактор инициации трансляции IF2. Конечным результатом этих процессов является ингибирование биосинтеза белка и размножения вируса в инфицированной клетке (Ю.А.Овчинников, 1987).

30.2.6. Ферменты плазмы крови. Все ферменты, содержащиеся в плазме крови, можно разделить на три группы:

  1. секреторные ферменты - синтезируются в печени, выделяются в кровь, где выполняют свою функцию (например, факторы свёртывания крови);
  2. экскреторные ферменты - синтезируются в печени, в норме выделяются с желчью (например, щелочная фосфатаза), их содержание и активность в плазме крови возрастает при нарушении оттока желчи;
  3. индикаторные ферменты - синтезируются в различных тканях и попадают в кровь при разрушении клеток этих тканей. В разных клетках преобладают различные ферменты, поэтому при повреждении того или иного органа в крови появляются характерные для него ферменты. Это может быть использовано в диагностике заболеваний.

Например, при повреждении клеток печени (гепатит ) в крови возрастает активность аланинаминотраноферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (ACT), изофермента лактатдегидрогеназы ЛДГ5 , глутаматдегидрогеназы, орнитинкарбамоилтрансферазы.

При повреждении клеток миокарда (инфаркт ) в крови возрастает активность аспартатаминотрансферазы (ACT), иэофермента лактатдегидрогеназы ЛДГ1 , изофермента креатинкиназы MB.

При повреждении клеток поджелудочной железы (панкреатит ) в крови возрастает активность трипсина, α-амилазы, липазы.

30.3. Небелковые азотистые компоненты крови (остаточный азот).

К этой группе веществ относятся: мочевина, мочевая кислота, аминокислоты, креатин, креатинин, аммиак, индикан, билирубин и другие соединения (см. рисунок 5). Содержание остаточного азота в плазме крови здоровых людей - 15-25 ммоль/л. Повышение содержания остаточного азота в крови называется азотемией . В зависимости от причины, азотемия подразделяется на ретенционную и продукционную.

Ретенционная азотемия возникает при нарушении выведения продуктов азотистого обмена (в первую очередь мочевины) с мочой и характерна для недостаточности функции почек. В этом случае до 90% небелкового азота крови приходится на азот мочевины вместо 50% в норме.

Продукционная азотемия развивается при избыточном поступлении азотистых веществ в кровь вследствие усиленного распада тканевых белков (длительное голодание, сахарный диабет, тяжёлые ранения и ожоги, инфекционные заболевания).

Определение остаточного азота проводят в в безбелковом фильтрате сыворотки крови. В результате минерализации безбелкового фильтрата при нагревании с концентрированной Н2 SO4 азот всех небелковых соединений переходит в форму (NH4 )2 SO4 . Ионы NH4 + определяют с помощью реактива Несслера.

  • Мочевина - главный конечный продукт обмена белков в организме человека. Образуется в результате обезвреживания аммиака в печени, выводится из организма почками. Поэтому содержание мочевины в крови снижается при заболеваниях печени и возрастает при почечной недостаточности.
  • Аминокислоты - поступают в кровь при всасывании из желудочно-кишечного тракта или являются продуктами распада тканевых белков. В крови здоровых людей среди аминокислот преобладают аланин и глутамин, которые наряду с участием в биосинтезе белков являются транспортными формами аммиака.
  • Мочевая кислота - конечный продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов. Содержание её в крови возрастает при подагре (в результате усиленного образования) и при нарушениях функции почек (из-за недостаточного выведения).
  • Креатин - синтезируется в почках и печени, в мышцах превращается в креатинфосфат - источник энергии для процессов мышечного сокращения. При заболеваниях мышечной системы содержание креатина в крови значительно возрастает.
  • Креатинин - конечный продукт азотистого обмена, образуется в результате дефосфорилирования креатинфосфата в мышцах, выводится из организма почками. Содержание креатинина в крови снижается при заболеваниях мышечной системы, повышается при почечной недостаточности.
  • Индикан - продукт обезвреживания индола, образуется в печени, выводится почками. Содержание его в крови снижается при заболеваниях печени, повышается - при усилении процессов гниения белков в кишечнике, при заболеваниях почек.
  • Билирубин (прямой и непрямой) - продукты катаболизма гемоглобина. Содержание билирубина в крови увеличивается при желтухах: гемолитической (за счёт непрямого билирубина), обтурационной (за счёт прямого билирубина), паренхиматозной (за счёт обеих фракций).


Рисунок 5. Небелковые азотистые соединения плазмы крови.

30.4. Безазотистые органические компоненты крови.

В эту группу веществ входят питательные вещества (углеводы, липиды) и продукты их метаболизма (органические кислоты). Наибольшее значение в клинике имеет определение содержания в крови глюкозы, холестерола, свободных жирных кислот, кетоновых тел и молочной кислоты. Формулы этих веществ представлены на рисунке 6.

  • Глюкоза - главный энергетический субстрат организма. Содержание её у здоровых людей в крови натощак - 3,3 - 5,5 ммоль/л. Повышение содержания глюкозы в крови (гипергликемия) наблюдается после приёма пищи, при эмоциональном стрессе, у больных сахарным диабетом, гипертиреозом, болезнью Иценко-Кушинга. Снижение содержания глюкозы в крови (гипогликемия) наблюдается при голодании, интенсивных физических нагрузках, остром алкогольном отравлении, передозировке инсулина.
  • Холестерол - обязательный липидный компонент биологических мембран, предшественник стероидных гормонов, витамина D3 , желчных кислот. Содержание его в плазме крови здоровых людей - 3,9 - 6,5 ммоль/л. Повышение содержания холестерола в крови (гиперхолестеролемия ) наблюдается при атеросклерозе, сахарном диабете, микседеме, желчно-каменной болезни. Снижение уровня холестерола в крови (гипохолестеролемия ) обнаруживается при гипертиреозе, циррозе печени, заболеваниях кишечника, голодании, при приёме желчегонных препаратов.
  • Свободные жирные кислоты (СЖК) используются тканями и органами в качестве энергетического материала. Содержание СЖК в крови повышается при голодании, сахарном диабете, после введения адреналина и глюкокортикоидов; снижается при гипотиреозе, после введения инсулина.
  • Кетоновые тела. К кетоновым телам относятся ацетоацетат,β-гидроксибутират, ацетон - продукты неполного окисления жирных кислот. Содержание кетоновых тел в крови повышается (гиперкетонемия ) при голодании, лихорадке, сахарном диабете.
  • Молочная кислота (лактат) - конечный продукт анаэробного окисления углеводов. Содержание её в крови повышается при гипоксии (физические нагрузки, заболевания лёгких, сердца, крови).
  • Пировиноградная кислота (пируват) - промежуточный продукт катаболизма углеводов и некоторых аминокислот. Наиболее резкое повышение содержания пировиноградной кислоты в крови отмечается при мышечной работе и недостаточности витамина В1 .


Рисунок 6. Безазотистые органические вещества плазмы крови.

30.5. Минеральные компоненты плазмы крови.

Минеральные вещества являются необходимыми компонентами плазмы крови. Важнейшими катионами являются ионы натрия, калия, кальция и магния. Им соответствуют анионы: хлориды, бикарбонаты, фосфаты, сульфаты. Часть катионов в плазме крови связаны с органическими анионами и белками. Сумма всех катионов равна сумме анионов, так как плазма крови электронейтральна.

  • Натрий - основной катион внеклеточной жидкости. Его содержание в плазме крови 135 - 150 ммоль/л. Ионы натрия участвуют в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости. Гипернатриемия наблюдается при гиперфункции коры надпочечников, при введении гипертонического раствора хлорида натрия парентерально. Гипонатриемия может быть обусловлена бессолевой диетой, надпочечниковой недостаточностью, диабетическим ацидозом.
  • Калий является основным внутриклеточным катионом. В плазме крови он содержится в количестве 3,9 ммоль/л, а в эритроцитах - 73,5 - 112 ммоль/л. Как и натрий, калий поддерживает осмотический и кислотно-основный гомеостаз в клетке. Гиперкалиемия отмечается при усиленном разрушении клеток (гемолитическая анемия, синдром длительного раздавливания), при нарушении выделения калия почками, при обезвоживании организма. Гипокалиемия наблюдается при гиперфункции коры надпочечников, при диабетическом ацидозе.
  • Кальций в плазме крови содержится в виде форм. Выполняющих различные функции: связанный с белками (0,9 ммоль/л), ионизированный (1,25 ммоль/л) и неионизированный (0,35 ммоль/л). Биологически активным является только ионизированный кальций. Гиперкальциемия наблюдается при гиперпаратиреозе, гипервитаминозе D, синдроме Иценко-Кушинга, деструктивных процессах в костной ткани. Гипокальциемия встречается при рахите, гипопаратиреозе, заболеваниях почек.
  • Хлориды содержатся в плазме крови в количестве 95 - 110 ммоль/л, участвуют в поддержании осмотического давления, кислотно-основного состояния внеклеточной жидкости. Гиперхлоремия наблюдается при сердечной недостаточности, артериальной гипертензии, гипохлоремия - при рвоте, заболеваниях почек.
  • Фосфаты в плазме крови являются компонентами буферной системы, их концентрация составляет 1 - 1,5 ммоль/л. Гиперфосфатемия наблюдается при заболеваниях почек, гипопаратиреозе, гипервитаминозе D. Гипофосфатемия отмечена при гиперпаратиреозе, микседеме, рахите.

0.6. Кислотно-основное состояние и его регуляция.

Кислотно-основное состояние (КОС) - соотношение концентрации водородных (Н+ ) и гидроксильных (ОН— ) ионов в жидкостях организма. Для здорового человека характерно относительное постоянство показателей КОС, обусловленное совместным действием буферных систем крови и физиологического контроля (органы дыхания и выделения).

30.6.1. Буферные системы крови. Буферные системы организма состоят из слабых кислот и их солей с сильными основаниями. Каждая буферная система характеризуется двумя показателями:

  • рН буфера (зависит от соотношения компонентов буфера);
  • буферная ёмкость , то есть количество сильного основания или кислоты, которое нужно прибавить к буферному раствору для изменения рН на единицу (зависит от абсолютных концентраций компонентов буфера).

Различают следующие буферные системы крови:

  • бикарбонатная (H2 CO3 /NaHCO3 );
  • фосфатная (NaH2 PO4 /Na2 HPO4 );
  • гемоглобиновая (дезоксигемоглобин в качестве слабой кислоты/ калиевая соль оксигемоглобина);
  • белковая (действие её обусловлено амфотерностью белков). Бикарбонатная и тесно связанная с ней гемоглобиновая буферные системы составляют в совокупности более 80% буферной ёмкости крови.

30.6.2. Дыхательная регуляция КОС осуществляется путём изменения интенсивности внешнего дыхания. При накоплении в крови СО2 и Н+ усиливается лёгочная вентиляция, что приводит к нормализации газового состава крови. Снижение концентрации углекислоты и Н+ вызывает уменьшение лёгочной вентиляции и нормализацию данных показателей.

30.6.3. Почечная регуляция КОС осуществляется главным образом за счёт трёх механизмов:

  • реабсорбции бикарбонатов (в клетках почечных канальцев из Н2 О и СО2 образуется угольная кислота Н2 СО3 ; она диссоциирует, Н+ выделяется в мочу, НСО3 — реабсорбируетоя в кровь);
  • реабсорбции Na+ из клубочкового фильтрата в обмен на Н+ (при этом Na2 HPO4 в фильтрате переходит в NaH2 PO4 и увеличивается кислотность мочи);
  • секреции NH4 + (при гидролизе глутамина в клетках канальцев образуется NH3 ; он взаимодействует с H+ , образуются ионы NH4 + , которые выводятся с мочой.

30.6.4. Лабораторные показатели КОС крови. Для характеристики КОС используют следующие показатели:

  • рН крови;
  • парциальное давление СО2 (рСО2 ) крови;
  • парциальное давление О2 (рО2 ) крови;
  • содержание бикарбонатов в крови при данных значениях рН и рСО2 (актуальный или истинный бикарбонат, АВ );
  • содержание бикарбонатов в крови пациента в стандартных условиях, т.е. при рСО2 =40 мм рт.ст. (стандартный бикарбонат, SB );
  • сумма оснований всех буферных систем крови (ВВ );
  • избыток или дефицит оснований крови по сравнению с нормальным для данного пациента показателем (BE , от англ. base excess).

Первые три показателя определяются непосредственно в крови с помощью специальных электродов, на основании полученных данных рассчитываются остальные показатели с помощью номограмм или формул.

30.6.5. Нарушения КОС крови. Известны четыре главные формы нарушений кислотно-основного состояния:

  • метаболический ацидоз - возникает при сахарном диабете и голодании (за счёт накопления кетоновых тел в крови), при гипоксии (за счёт накопления лактата). При этом нарушении снижается рСО2 и [НСО3 - ] крови, увеличивается экскреция NH4 + с мочой;
  • дыхательный ацидоз - возникает при бронхите, пневмонии, бронхиальной астме (в результате задержки углекислоты в крови). При этом нарушении повышается рСО2 и крови, увеличивается экскреция NH4 + с мочой;
  • метаболический алкалоз - развивается при потере кислот, например, при неукротимой рвоте. При этом нарушении повышается рСО2 и крови, увеличивается экскреция НСО3 - с мочой, снижается кислотность мочи.
  • дыхательный алкалоз - наблюдается при усиленной вентиляции лёгких, например, у альпинистов на большой высоте. При этом нарушении снижается рСО2 и [НСО3 - ] крови, уменьшается кислотность мочи.

Для лечения метаболического ацидоза используют введение раствора бикарбоната натрия; для лечения метаболического алкалоза - введение раствора глутаминовой кислоты.

30.7. Некоторые молекулярные механизмы свёртывания крови.

30.7.1. Свёртывание крови - совокупность молекулярных процессов, приводящих к прекращению кровотечения из повреждённого сосуда в результате образования кровяного сгустка (тромба). Общая схема процесса свёртывания крови представлена на рисунке 7.


Рисунок 7. Общая схема свёртывания крови.

Большинство факторов свёртывания присутствует в крови в виде неактивных предшественников - проферментов, активация которых осуществляется путём частичного протеолиза . Ряд факторов свёртывания крови являются витамин К-зависимыми: протромбин (фактор II), проконвертин (фактор VII), факторы Кристмаса (IX) и Стюарта-Прауэра (Х). Роль витамина К определяется участием в карбоксилировании остатков глутамата в N-концевом участке этих белков с образованием γ-карбоксиглутамата.

Свёртывание крови представляет собой каскад реакций, в котором активированная форма одного фактора свёртывания катализирует активацию следующего до тех пор, пока конечный фактор, который является структурной основой тромба, не будет активирован.

Особенности каскадного механизма заключаются в следующем:

1) в отсутствие фактора, инициирующего процесс тромбообразования, реакция не может произойти. Поэтому процесс свёртывания крови будет ограничен только тем участком кровяного русла, где появляется такой инициатор;

2) факторы, действующие на начальных этапах свёртывания крови, требуются в очень малых количествах. На каждом звене каскада их эффект многократно усиливается (амплифицируется ), что обеспечивает в итоге быструю ответную реакцию на повреждение.

В обычных условиях существуют внутренний и внешний пути свёртывания крови. Внутренний путь инициируется соприкосновением с атипичной поверхностью, что приводит к активации факторов, исходно присутствовавших в крови.Внешний путь свёртывания инициируется соединениями, в обычных условиях в крови не присутствующими, но поступающими туда в результате повреждения тканей. Для нормального протекания процесса свёртывания крови необходимы оба эти механизма; они различаются только на начальных этапах, а затем объединяются в общий путь , приводящий к образованию фибринового сгустка.

30.7.2. Механизм активации протромбина. Неактивный предшественник тромбина - протромбин - синтезируется в печени. В его синтезе участвует витамин К. Протромбин содержит остатки редкой аминокислоты - γ-карбоксиглутамата сокращённое обозначение - Gla). В процессе активации протромбина участвуют тромбоцитарные фосфолипиды, ионы Са2+ и факторы свёртывания Va и Хa. Механизм активации представляется следующим образом (рисунок 8).

Рисунок 8. Схема активации протромбина на тромбоцитах (Р.Марри и соавт., 1993).

Повреждение кровеносного сосуда приводит к взаимодействию тромбоцитов крови с коллагеновыми волокнами сосудистой стенки. Это вызывает разрушение тромбоцитов и способствует выходу наружу отрицательно заряженных молекул фосфолипидов внутренней стороны плазматической мембраны тромбоцитов. Отрицательно заряженные группировки фосфолипидов связывают ионы Са2+ . Ионы Са2+ в свою очередь взаимодействуют с остатками γ-карбоксиглутамата в молекуле протромбина. Эта молекула фиксируется на мембране тромбоцита в нужной ориентации.

Тромбоцитарная мембрана содержит также рецепторы для фактора Va. Этот фактор связывается с мембраной и присоединяет фактор Хa. Фактор Хa является протеазой; он расщепляет молекулу протромбина в определённых местах, в результате образуется активный тромбин.

30.7.3. Превращение фибриногена в фибрин. Фибриноген (фактор I) - растворимый гликопротеин плазмы с молекулярной массой около 340 000. Он синтезируется в печени. Молекула фибриногена состоит из шести полипептидных цепей: две А α-цепи, две В β-цепи, и две γ-цепи (см. рисунок 9). Концы полипептидных цепей фибриногена несут отрицательный заряд. Это обусловлено присутствием большого количества остатков глутамата и аспартата в N-концевых областях цепей Аa и Вb. Кроме того, В-области цепей Вb содержат остатки редкой аминокислоты тирозин-О-сульфата, также заряженные отрицательно:

Это способствует растворимости белка в воде и препятствует агрегации его молекул.

Рисунок 9. Схема строения фибриногена; стрелками показаны связи, гидролизуемые тромбином. Р.Марри и соавт., 1993).

Превращение фибриногена в фибрин катализирует тромбин (фактор IIa). Тромбин гидролизует четыре пептидные связи в фибриногене: две связи в цепях А α и две связи в цепях В β. От молекулы фибриногена отщепляются фибринопептиды А и В и образуется фибрин-мономер (его состав α2 β2 γ2 ). Мономеры фибрина нерастворимы в воде и легко ассоциируют друг с другом, образуя фибриновый сгусток.

Стабилизация фибринового сгустка происходит под действием фермента трансглутаминазы (фактор XIIIa). Этот фактор также активируется тромбином. Трансглутаминаза образует поперечные сшивки между мономерами фибрина при помощи ковалентных изопептидных связей.

30.8. Особенности метаболизма эритроцита.

30.8.1. Эритроциты - высокоспециализированные клетки, основной функцией которых является транспорт кислорода из лёгких в ткани. Продолжительность жизни эритроцитов составляет в среднем 120 суток; разрушение их происходит в клетках ретикуло-эндотелиальной системы. В отличие от большинства клеток организма, у эритроцита отсутствуют клеточное ядро, рибосомы и митохондрии.

30.8.2. Энергетический обмен. Основным энергетическим субстратом эритроцита является глюкоза, которая поступает из плазмы крови путём облегчённой диффузии. Около 90% ис-пользуемой эритроцитом глюкозы подвергается гликолизу (анаэробному окислению) с образованием конечного продукта - молочной кислоты (лактата). Запомните функции, которые выполняет гликолиз в зрелых эритроцитах:

1) в реакциях гликолиза образуется АТФ путём субстратного фосфорилирования . Основное направление использования АТФ в эритроцитах - обеспечение работы Na+ ,K+ -АТФазы. Этот фермент осуществляет транспорт ионов Nа+ из эритроцитов в плазму крови, препятствует накоплению Na+ в эритроцитах и способствует сохранению геометрической формы этих кле-ток крови (двояковогнутый диск).

2) в реакции дегидрирования глицеральдегид-3-фосфата в гликолизе образуется НАДН . Этот кофермент является кофактором фермента метгемоглобинредуктазы , участвующей в восстановлении метгемоглобина в гемоглобин по следующей схеме:

Эта реакция препятствует накоплению метгемоглобина в эритроцитах.

3) метаболит гликолиза 1, 3-дифосфоглицерат способен при участии фермента дифосфоглицератмутазы в присутствии 3-фосфоглицерата превращаться в 2, 3-дифосфоглицерат:

2,3-Дифосфоглицерат принимает участие в регуляции сродства гемоглобина к кислороду. Его содержание в эритроцитах повышает-ся при гипоксии. Гидролиз 2,3-дифосфоглицерата катализирует фермент дифосфоглицератфосфатаза.

Приблизительно 10% глюкозы, потребляемой эритроцитом, использует-ся в пентозофосфатном пути окисления. Реакции этого пути служат основ-ным источником НАДФН для эритроцита. Данный кофермент необходим для перевода окисленного глутатиона (см. 30.8.3) в восстановленную форму. Дефицит ключевого фермента пентозофосфатного пути - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы - сопровождается уменьшением в эритроцитах отношения НАДФН/НАДФ+ , увеличением содержания окисленной формы глутатиона и сни-жением резиcтентности клеток (гемолитическая анемия).

30.8.3. Механизмы обезвреживания активных форм кислорода в эритроцитах. Молекулярный кислород в определённых условиях может превращаться в активные формы, к которым относятся супероксидный анион О2 - , пероксид водорода Н2 О2 , гидроксильный радикал ОН. и синглетный кислород 1 О2 . Эти формы кислорода обладают высокой реакционной способностью, могут оказывать повреждающее действие на белки и липиды биологических мембран, вызывать разрушение клеток. Чем выше содержание О2 , тем больше образуется его активных форм. Поэтому эритроциты, постоянно взаимодействующие с кислородом, содержат эффективные антиоксидантные системы, способные обезвреживать активные метаболиты кислорода.

Важным компонентом антиоксидантных систем является трипептид глутатион, образующийся в эритроцитах в результате взаимодействия γ-глутамилцистеина и глицина:

Восстановленная форма глутатиона (сокращённое обозначение Г-SH) участвует в реакциях обезвреживания пероксида водорода и органических пероксидов (R-O-OH). При этом образуются вода и окисленный глутатион (сокращённое обозначение Г-S-S-Г).

Превращение окисленного глутатиона в восстановленный катализирует фермент глутатионредуктаза. Источник водорода - НАДФН (из пентозофосфатного пути, см. 30.8.2):

В эритроцитах имеются также ферменты супероксиддисмутаза и каталаза , осуществляющие следующие превращения:


Антиоксидантные системы имеют для эритроцитов особое значение, так как в эритроцитах не происходит обновления белков путём синтеза.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

для студентов стоматологического факультета

1. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энер­гии, иерархическая структура организации и само­вос­про­из­ве­де­ние как важнейшие признаки живой материи.

2. Место биохимии среди других биологических дисциплин. Уровни структурной организации живого. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина.

3. Изучение биохимических закономерностей формирования звеньев зубочелюстного аппарата и поддержания их дееспособности – фундаментальная основа комплекса стоматологических дисциплин.

4. Белковые молекулы – основа жизни. Элементарный состав белков. Открытие аминокислот. Пептидная теория строения белков.

5. Строение и классификация аминокислот. Их физико-химические свойства. Методы разделения белков по физико-химическим свойствам.

6. Молекулярный вес белков. Размеры и формы белковых молекул. Глобулярные и фибриллярные белки. Простые и сложные белки.

7. Физико-химические свойства белков: растворимость, ионизация, гидратация, осаждение белков из растворов. Денатурация. Методы количествен­но­го измерения концентрации белков.

8. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств от первичной структуры. Видовая специфичность первич­ной структуры белков.

9. Конформация пептидных цепей (вторичная и третичная струк­ту­ра). Связи, обеспечивающие конформацию белка. Зависимость биологических свойств от конформации.

10. Доменная организация белковых молекул. Разделение белков по семействам и суперсемействам.

11. Четвертичная структура белков. Зависимость биологической актив­­ности белков от четвертичной структуры. Кооперативные изменения конформации протомеров (на примере гемоглобина).

12. Конформационные изменения белков как основа функционирования и саморегуляции белков.

13. Нативные белки. Факторы денатурации и ее механизм.

14. Классификация белков по химическому составу. Краткая характеристика группы простых белков.

15. Сложные белки: определение, классификация по небелковому компоненту. Краткая характеристика представителей.

16. Биологические функции белков. Способность к специфическим взаимодействиям («узнавание») как основа биологических функ­­ций всех белков. Типы природных лигандов и особенности их взаимодействия с белками.

17. Различие белкового состава органов и тканей. Изменение белкового состава при онтогенезе и болезнях.

18. Ферменты, история открытия. Особенности ферментативного катализа. Специфичность действия ферментов. Классификация и номенклатура ферментов.

19. Строение ферментов. Активный центр ферментов, теории его формирования.

20. Основные этапы ферментативного катализа (механизм действия ферментов).

21. Зависимость скорости ферментативных реакций от темпера­ту­ры, рН, концентрации ферментов и субстрата.

22. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Кофер­мент­­­ные функции витаминов (схема).

23. Активация ферментов (частичный протеолиз, восстановление тиоловых групп, удаление ингибиторов). Понятие об активаторах, механизм их действия.

24. Ингибиторы ферментов. Типы ингибирования. Лекарственные препараты – ингибиторы ферментов.

25. Регуляция действия ферментов: аллостерические ингибиторы и ак­тиваторы, каталитический и регуляторный центры. Регуляция ак­тивности ферментов по типу обратной связи, путем фосфорили­ро­ва­­ния и дефосфорилиро­ва­ния.

26. Различия ферментного состава органов и тканей. Орга­но­спе­ци­фи­ческие ферменты. Изменения активности ферментов в процессе развития и при болезнях.

27. Наследственные и приобретенные энзимопатии. Изоферменты.

28. Витамины. История открытия и изучения витаминов. Функ­ции витаминов. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гипо­вита­минозы. Гипервитаминозы.

29. Витамины группы Д. Провитамины, строение, превращение в активную форму, влияние на обмен веществ и процессы минерализации.

30. Витамин А, химическое строение, роль в процессах метаболизма. Проявления гипо- и гипервитаминоза.

31. Витамин С, химическое строение, роль в процессах жизнедеятельности, суточная потребность, влияние на обмен тканей полости рта, проявления недостаточности.

32. Основные уровни регуляции метаболизма. Аутокринная, паракринная и эндокринная регуляция.

33. Гормоны, понятие, общая характеристика, химическая природа, биологическая роль.

34. Гормональная регуляция как механизм межклеточной и меж­ор­ганной координации обмена веществ. Клетки-мишени и кле­точ­ные рецепторы гормонов.

35. Механизм передачи гормонального сигнала в клетку гормонами мембранного способа рецепции. Вторичные посредники.

36. Механизм передачи гормонального сигнала эффекторным системам гормонами цитозольного способа рецепции.

37. Центральная регу­ля­ция эндокринной системы. Роль либеринов, статинов, тропных гор­монов гипофиза.

38. Инсулин, строение, образование из проинсулина. Влия­ние на обмен углеводов, липидов, аминокислот.

39. Строение, синтез и метаболизм иодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы: механизм возникновения и последствия.

40. Гормоны, регулирующие метаболизм минерализованных тканей (паратирин, кальцитонин, соматотропин), места выработки, химическая природа, механизм регуляторного действия.

41. Эйкозаноиды: понятие, химическое строение, представители. Роль эйкозаноидов в регуляции метаболизма и физиологических функций организма.

42. Низкомолекулярные белки межклеточного общения (факторы роста и другие цитокины) и их клеточные рецепторы.

43. Катаболизм и анаболизм. Эндэргонические и экзэргонические реак­ции в живой клетке. Макроэргические соединения. Дегид­ри­ро­вание субстратов и окисление водорода (образование воды), как источник энергии для синтеза АТФ.

44. НАД-зависимые и флавиновые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы в, с, с 1 , а 1 и а 3 как компоненты дыхательной цепи.

45. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной це­пи. Трансмембранный электрохимический потенциал как про­ме­жуточная форма энергии при окислительном фосфорилиро­ва­нии.

46. Дыхательная цепь как важнейшая ред-окс-система организма. Сопряжение процессов окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Коэффициент Р/О.

47. Терморегуляторная функция тканевого дыхания.

48. Регуляция дыхательной цепи. Разобщение тканевого дыхания и окис­ли­тель­ного фосфорилирования. Разобщающие агенты.

49. Нарушение энергетического обмена: гипоксические состояния. Витамины РР и В 2 . Проявление авитаминозов.

50. Катаболизм основных пищевых веществ, стадии. Понятие о специфических и общих путях катаболизма.

51. Пировиноградная кислота, пути ее образования. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кис­ло­ты: последова­тель­ность реакций, строение пируватдегидроге­наз­но­го комплекса.

52. Ацетил-КоА, пути образования и превращения в организме. Значение этих процессов.

53. Цикл трикарбоновых кислот: последовательность реакций, харак­те­рис­тика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.

54. Аллостерические механизмы регуляции цитратного цикла. Обра­зо­вание СО 2 при тканевом дыхании. Анаболические функции ЦТК. Витамин В 1 и пантотеновая кислота, их биологическая роль.

55. Пищевые белки. Общая схема источников и путей расхо­до­ва­ния аминокислот в тканях. Эндогенный и экзогенный пул аминокислот.

56. Нормы белка в питании. Азотистый баланс. Физиологический минимум белка в пище. Качественный состав пищевых белков.

57. Протеолиз белков. Общая характеристика и классификация протеиназ пищеварительного канала, субстратная специфичность. Всасывание ами­но­кислот.

58. Трансаминирование, механизм реакции, коферментная функция витамина В 6 . Специ­фичность аминотрансфераз. Биологическая роль реакций транс­ами­нирования.

59. Окислительное дезаминирование аминокислот, химизм реакции. Оксидазы D- и L-аминокислот. Глутаматдегидрогеназа.

60. Непрямое дезаминирование (транс-дезаминирование) аминокис­лот. Биоло­ги­чес­кое значение реакций дезаминирования.

61. Декарбоксилирование аминокислот, химизм. Биогенные ами­ны. Проис­хож­дение, функции. Инактивация биогенных аминов.

62. Особенности метаболизма отдельных аминокислот. Глицин и серин. Механизм их взаимопревращений. Роль глицина в процессах биосинтеза биологически важных соединений.

63. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Их роль в реакциях биосинтезов и обезвреживания.

64. ТГФК и синтез одноуглеродных групп, их использование. Про­явление недостаточности В 9 . Антивитамины фолиевой кислоты. Сульфаниламидные препараты.

65. Особенности метаболизма фенилаланина и тирозина, главные пути, функционально значимые метаболиты. Генетические дефекты метаболизма этих аминокислот.

66. Конечные продукты обмена аминокислот: соли аммония и мочевина. Основные источники и пути обезвреживания аммиака в организме.

67. Роль глутамата в обезвреживании и транспорте аммиака, синтезе пролина. Образование и выведение солей аммония.

68. Биосинтез мочевины, последовательность реакций. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Нарушения образования и выведения мочевины. Гипераммониемия, уремия.

69. Нуклеиновые кислоты, типы, нуклеотидный состав, локализация в клетке, биологическая роль.

70. Строение и биологические функции мононуклеотидов.

71. Первичная и вторичная структура ДНК, укладка в хромосому. Биосинтез ДНК. ДНК-полимеразы. Понятие о репликативной системе. Повреждение и репарация ДНК.

72. РНК, первичная и вторичная структура, типы РНК в клетке, функции РНК. Биосинтез РНК, ферменты.

73. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов. Причины гиперурикемии. Подагра.

74. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов. Проис­хож­­­дение атомов «С» и «N» в пуриновом ядре. Инозиновая кислота как предшественница адениловой и гуаниловой кислот.

75. Представление о распаде и биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.

76. Биосинтез белков, современные представления. Основные компоненты белоксинтезирующей системы. Этапы биосинтеза.

77. Транспортная РНК как адаптатор аминокислот. Биосинтез аминоацил- т-РНК. Субстратная специфичность АРС-аз. Изоакцеп­тор­ные т-РНК.

78. Строение рибосом. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи. Посттрансляционные изменения белка.

79. Регуляция биосинтеза белков. Понятие об опероне, регуляция биосинтеза на уровне транскрипции.

80. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Моле­ку­лярные мутации, типы, частота.

81. Механизмы увеличения числа и разнообразия генов в геноме в хо­де эволюции как проявление дифференциальной активности генов.

82. Клеточная дифференцировка. Изменение белкового состава кле­ток при дифференцировке (на примере синтеза Нb при развитии эритроцита).

83. Полиморфизм белков как проявление генетической гетероген­нос­ти. Варианты Нb, Нр, ферментов, группоспецифи­чес­ких веществ крови.

84. Наследственные болезни: распространенность, происхождение дефектов в генотипе. Механизм возникновения и биохимические проявления наследственных болезней.

85. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.

86. Глюкоза как важнейший метаболит обмена: общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.

87. Катаболизм глюкозы. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы. Этапы, энергетика. Распростране­­ние и фи­зи­о­­л­о­гическое значение процесса.

88. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Гликоли­ти­ческая оксиредукция, субстратное фосфорилирование. Биоло­гическое значение.

89. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).

90. Представление о пентозофосфатном пути превращения глюкозы. Стадии, энергетика. Распространение и физиологи­чес­кое значение. Пентозофосфатный цикл.

91. Строение, свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена и его мобилизация. Роль инсулина, глюкагона, адреналина в метаболизме глико­гена.

92. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахари­дов. Гликогенозы и агликогенозы.

93. Липиды: определение, классификации, важнейшие функции.

94. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды и липиды мембран. Характеристика жирных кислот тканей человека.

95. Пищевые жиры и их переваривание. Липазы и фосфолипазы и их роль. Нарушение переваривания и всасывания липидов. Ресинтез триацил- глицеринов в энтероците.

96. Транспортные формы липидов крови: хиломикроны и липопротеины, особенности химического состава, строения. Взаимопревращения разных классов липопротеинов.

97. Резервирование и мобилизация жиров в жировой ткани. Регу­ля­­ция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина и глюкагона. Транспорт жирных кислот.

98. Обмен жирных кислот. b-окисление: локализация, энергетика, биологическое значение. Метаболическая судьба ацетил-КоА.

99. Биосинтез жирных кислот, компоненты, схема биосинтеза. Биосинтез ненасыщенных жирных кислот.

100. Биосинтез и использование ацетоуксусной кислоты. Физиоло­ги­ческое значение этого процесса. Кетоновые тела. Причины кетонемии и кетонурии.

101. Обмен стероидов. Холестерин, строение, роль. Представление о биосинтезе холестерина. Регуляция синтеза. Гиперхолестеринемия и ее причины.

102. Атеросклероз как следствие нарушений метаболизма холестерина и липопротеинов.

103. Основные фосфолипиды тканей человека, их физиологические функции. Биосинтез и распад фосфолипидов.

104. Основные гликолипиды тканей человека, строение, биологическая роль. Представление о биосинтезе и катаболизме гликолипидов. Сфинголипидозы.

105. Обмен безазотистого остатка аминокислот. Глюкогенные и кетогенные аминокислоты. Роль инсулина, глюкагона, адреналина и кортизола в регуля­ции обмена углеводов, жиров и аминокислот.

106. Сахарный диабет, причины возникновения. Важнейшие биохимические нарушения в обмене белков, липидов и углеводов. Изменения со стороны полости рта при сахарном диабете.

107. Химическое строение и роль основных компонентов (белков, липидов, углеводов) в функции мембран. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асиммет­рия, избирательная прони­цаемость.

108. Главные функции биомембран. Эндоцитоз и экзоцитоз, их функцио­нальное значение.

109. Механизм переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт, вторично-активный транспорт (симпорт, антипорт). Регулируемые трансмембранные каналы.

110. Биохимия крови. Особенности развития, строения и хими­чес­ко­го состава эритроцитов. Биосинтез гема. Строение молекулы гемо­­глобина.

111. Дыхательная функция крови: транспорт кислорода кровью. Карбоксигемоглобин, метгемо­гло­бин. Транспорт двуокиси углерода кровью. Анемическая гипоксия.

112. Распад гемоглобина. Образование билирубина. Обезвреживание билирубина. «Пря­мой» и «непрямой» билирубин.

113. Нарушение обмена билирубина. Желтуха (гемолитическая, обтурационная, печеночно-клеточная). Желтуха новорожденных.

114. Обмен железа. Трансферрин и ферритин. Железодефицитные анемии. Идиопатический гемохроматоз.

115. Белковый спектр плазмы крови. Альбумины и их функции. Глобулины, краткая характеристика, функции. Белки «острой фазы». Ферменты крови. Их происхождение.

116. Небелковые азотсодержащие и безазотистые вещества плазмы крови, происхождение, диагностическое значение определения.

117. Минеральные компоненты крови. Распределение между плазмой и клетками, нормальные диапазоны колебаний важнейших из них.

118. Электролитный состав жидкостей организма. Механизм поддержания объема, состава и рН жидкостей организма.

119. Буферные системы крови. Нарушения кислотно-основного состояния организма. Причины развития и формы ацидоза и алкалоза.

120. Роль почек в регуляции водно-электролитного обмена. Строение и механизм регулирующего действия вазопрессина и альдостерона.

121. Регуляция сосудистого тонуса. Краткая характеристика ренин-ангиотензиновой и калликреин-кининовой систем, их взаимосвязь.

122. Свертывание крови. Внутренний и внешний механизмы сверты­ва­ния. Каскадный механизм процессов свертывания крови. Роль витамина К в свертывании крови.

123. Противосвертывающая система. Естественные антикоагулянты крови. Гемофилии.

124. Фибринолитическая система крови. Плазминоген, его активация. Нарушения процессов свертывания крови. Синдром ДВС.

125. Соединительная ткань, типы, метаболические и функциональные особенности клеток соединительной ткани.

126. Волокнистые структуры соединительной ткани. Коллаген: многообразие типов, особен­ности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры, биосинтеза.

127. Самосборка коллагеновых фибрилл. «Старение» коллагеновых волокон.

128. Эластин соединительной ткани: особенности аминокислотного состава и пространственной структуры молекулы. Неколлагеновые белки соеди­ни­тельной ткани.

129. Катаболизм коллагена и эластина. Слабость антиоксидантной системы в соединительной ткани.

130. Гликозаминогликаны и протеогликаны соединительной ткани: строение и функции.

131. Биосинтез и постсинтетическая модификация гликозоаминогликанов и протеогликанов соединительной ткани. Деградация основного вещества соединительной ткани.

132. Костная ткань: соотношение органических и минеральных компонентов, особенности метаболизма костной ткани.

133. Роль витаминов С, Д, А и К в метаболизме костной и зубной тканей. Регуляция процессов метаболизма. Остеопороз и остеомаляция.

134. Гормональная регуляция остеогенеза, ремоделирования и минерализации костной ткани.

135. Состав и метаболические особенности зрелого зуба.

136. Слюна: минеральные и органические компоненты, их биологические функции.

137. Главные группы белков слюны, их роль. Ферменты слюны. Диагностическое значение определение активности ферментов слюны.

138. Метаболические функции фтора. Пути поступления фторидов в организм и их выведение. Распределение фтора в организме.

139. Роль ионов фтора в процессах минерализации костной и зубной тканей. Токсические эффекты избытка фтора. Проявление недостаточности фтора. Применение препаратов фтора в стоматологии.

140. Роль печени в процессах жизнедеятельности. Обез­вре­жи­ваю­щая функция печени. Метаболизм обезвреживания чужеродных ве­ществ: реакции микросомального окисления и конъюгации.

141. Обезвреживание в печени шлаков, метаболитов, биологически активных веществ, продуктов гниения (примеры).

142. Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода, их действие на липиды. Перекисное окисление липидов мембран. Антиоксидантная система.

143. Представление о химическом канцерогенезе.

144. Химический состав серого и белого вещества мозга. Миелин. Строение, липидный состав.

145. Элементарные акты нервной деятельности. Роль трансмембранного градиента ионов в передаче нервного импульса.

146. Важнейшие медиаторы нервных импульсов и их рецепторы. Нейропептиды.

147. Особенности энергетического обмена в нервной ткани.

148. Химический состав мышечной ткани. Основные белки миофибрил и саркоплазмы. Роль миоглобина.

149. Механизм мышечного сокращения и расслабления. Особенности энергетического обмена в мышечной ткани.

Биохимические константы и элементы

  • Биохимические факторы утомления при выполнении длительных упражнений
  • бязательно к изображению сопряжение перекрытий с несущими стенами (опирание или примыкание), решение пола 1-го этажа, элементы покрытия видом и в сечении.
  • В подвале сайта необходимо структурировать все размещенные элементы, выровняв их по сетке. Данная мерапозволит подвалу сайта выглядеть более структурированным.
  • В своем росте государство стремится вобрать в себя наиболее ценные элементы физического окружения, береговые линии, русла рек, равнины, районы, богатые ресурсами.

    • Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных p- элементов. (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, хлор, бром, йод)

    Биогенные d- элементы. Связь между электронным строение d- элементов и их биологическими функциями. Роль d- элементов в комплексообразовании в биологических системах.

    В составе живого вещества найдено более 70 элементов.

    Биогенные элементы – элементы, необходимые организму для построения и жизнедеятельности клеток и органов.

    В организме человека больше всего s- и p- элементов.

    Незаменимые макроэлементы s-: H, Na, Mg, K, Ca

    Незаменимые макроэлементы p-: C, N, O, P, S, Cl, I.

    Примесные s- и p- элементы: Li, B, F.

    Концентрирование химического элемента – повышенное содержание элемента в организме по сравнению с окружающей средой.

    Основу всех живых систем составляют шесть элементов-органогенов : углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Их содержание в организме достигает 97%.

    Биогенные элементы подразделяют на три блока: s-, p-, d-.

    S-элементы

    Основные сведения:

    1. S-элементы – это химические элементы, в атомах которых заполняются электронами, s-подуровень внешнего уровня.

    2. Строение их валентного уровня ns 1-2 .

    3. Небольшой заряд ядра, большой размер атома способствуют тому, что атомы s-элементов – типичные активные металлы; показателем этого является невысокий потенциал их ионизации. Химия таких элементов является в основном ионной, за исключением лития и бериллия, которые обладают более сильным поляризующим действием.

    4. Имеют относительно большие радиусы атомов и ионов.

    5. Легко отдают валентные электроны.

    6. Являются сильными восстановителями. Восстановительные свойства возрастают закономерно с увеличением радиуса атома. Восстановительная способность увеличивается по группе сверху вниз.

    Биологическая роль:

    Вследствие очень легкой окисляемости щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений.

    Натрий

    1. Относится к жизненно необходимым элементам, постоянно содержится в организме, участвует в обмене веществ.



    3. В организме человека натрий находится в виде растворимых солей: хлорида, фосфата, гидрокарбоната.

    4. Распределен по всему организму (в сыворотке крови, в спинномозговой жидкости, в глазной жидкости, в пищеварительных соках, в желчи, в почках, в коже, в костной ткани, в легких, в мозге).

    5. Является основным внеклеточным ионом.

    6. Ионы натрия играют важную роль в обеспечении постоянства внутренней среды человеческого организма, участвует в поддержании постоянного осмотического давления биожидкости.

    7. Ионы натрия участвуют в регуляции водного обмена и влияют на работу ферментов.

    8. Вместе с ионами калия, магния, кальция, хлора ионы натрия участвуют в передаче нервных импульсов.

    9. При изменении содержания натрия в организме происходят нарушения нервной, сердечно-сосудистой систем, гладких и скелетных мышц.

    Калий

    2. В организме человека калий находится в крови, почках, сердце, костной ткани, мозге.

    3. Калий является основным внутриклеточным ионом.

    4. Ионы калия играют важную роль в физиологических процессах – сокращении мышц, нормальном функционировании сердца, проведении нервных импульсов, обменных реакциях.

    5. Являются важными активаторами внутриклеточных ферментов.

    Магний

    2. Находится в дентине и эмали зубов, костной ткани.

    3. Накапливается в поджелудочной железе, скелетных мышцах, почках, мозге, печени и сердце.

    4. Является внутриклеточным катионом.

    Кальций

    2. Содержится в каждой клетке человеческого организма. Основная масса – в костной и зубной тканях.

    3. Ионы кальция принимают активное участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердечной мышцы, механизмах свертывания крови.

    P-элементы

    Общая характеристика:

    1. Относят 30 элементов периодической системы.

    2. В периодах слева направо атомные и ионные радиусы p-элементов по мере увеличения заряда ядра уменьшаются, энергия ионизации и сродство к электрону в целом возрастают, электроотрицательность увеличивается, окислительная активность элементных веществ и неметаллические свойства усиливаются.

    3. В группах радиусы атомов и однотипных ионов увеличиваются. Энергия ионизации при переходе от 2р-элементам уменьшается.

    4. С увеличением порядкового номера р-элементов в группе неметаллические свойства ослабевают, а металлически усиливаются.

    Биологическая роль:

    2. Концентрируется в легких, щитовидкой железе, селезенке, печени, мозге, почках, сердце.

    3. Входит в состав зубов и костей.

    4. Избыток бора вреден для организма человека (уменьшается активность адреналина).

    Алюминий

    1. Относится к примесным элементам.

    2. Концентрируется в сыворотке крови, легких, печени, костях, почках, ногтях, волосах, входит в структуру нервных оболочек мозга человека.

    3. Суточная норма – 47мг.

    4. Влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костных тканей, на обмен фосфора.

    5. Оказывает воздействие на ферментативные процессы.

    6. Избыток тормозит синтез гемоглобина.

    Таллий

    1. Относится к весьма токсичным элементам.

    Углерод

    1. Относится к макроэлементам.

    2. Входит с состав всех тканей в форме белков, жиров, углеродов, витаминов, гормонов.

    3. С биологической точки зрения углерод является органогеном номер 1.

    Кремний

    1. Относится к примесным микроэлементам.

    2. Находится в печени, надпочечниках. Волосах, хрусталике.

    3. С нарушением кремния связывают возникновение гипертонии, ревматизма, язвы, малокровия.

    Германий

    1. Относится к микроэлементам.

    2. Соединения германия усиливают кроветворения в костном мозге.

    3. Соединения германия малотоксичные.

    D-элементы

    Общая характеристика:

    1. Относятся 32 элемента периодической системы.

    2. Входят в 4-7 большие периоды. Особенностью элементов этих периодов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов.

    3. Важный свойством является переменная валентность и разнообразие степеней окисления. Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов.

    4. D-элементы в промежуточной степени окисления проявляют амфотерные свойства.

    5. В организме обеспечивают запуск большинства биохимических процессов, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность.

    Биологическая роль:

    Цинк

    1. Микроэлемент

    2. В организме человека 1,8г.

    3. Больше всего цинка в мышцах и костях, а также в плазме крови, печени, эритроцитах.

    4. Образует бионеорганический комплекс с инсулином – гормоном, регулирующим содержание сахара в крови.

    5. Содержится в мясных и молочных продуктах, яицах.

    Кадмий

    1. Микроэлемент.

    2. В организме человека – 50мг.

    3. Примесный элемент.

    4. Находится в почках, печени, легких, поджелудочной железе.

    Ртуть

    1. Микроэлемент.

    2. Примесный элемент.

    3. В организме человека – 13мг.

    4. Находится в жировой и мышечной тканях.

    5. Хроническая интоксикация кадмием и ртутью может нарушить минерализацию костей.

    Хром

    1. Микроэлемент.

    2. В организме человека – 6г.

    3. Металлический хром нетоксичен, а соединения опасны для здоровья. Они вызывают раздражения кожи, что приводит к дерматитам.

    Молибден

    1. Микроэлемент.

    2. Относится к металлам жизни, является одним из важнейших биоэлементов.

    3. Избыточное содержание вызывает снижение прочности костей – остеопороз.

    4. Входит с состав различных ферментов.

    5. Малотоксичный.

    Вольфрам

    1. Микроэлемент.

    2. Роль не изучена.

    3. Анионная форма вольфрама легко абсорбируется в желудочно-кишечном тракте.

    Задание 5

    Комплексные соединения. Классификация комплексных соединений по заряду координационной сферы и по природе лигандов. 2.Координационная теория А.Вернера. Понятие о комплексообразователе, лигандах. 3.Координационное число, его связь с геометрией комплексного иона. Природа связи в координационных соединениях. Биологические комплексны железы, кобальта, меди, цинка, их роль в процессах жизнедеятельности.

    Комплексные соединения – химические соединения, кристаллические решетки которых состоят из комплексных групп, образовавшихся в результате взаимодействие ионов или молекул, способных существовать самостоятельно.

    Классификация КС по заряду внутренней сферы :

    1. Катионные Cl 2

    2. Анионные K 2

    3. Нейтральные

    Классификация КС по числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере :

    1. Монодентатныелиганды . Занимают 1 место в координационной сфере. Такие линанды бывают нейтральными (молекулы H 2 O, NH 3 , CO, NO) и заряженными (ионы CN - , F - , Cl - , OH - ,).

    2. Бидентатныелиганды . Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты, SO 4 2- , CO 3 2- .

    3. Полидентатныелиганды . 2 или более связей с ионами. Примеры: этилен диамин тетрауксусная к-та и е соли, белки, нуклеиновая к-та.

    Классификация по природе лиганда :

    1. Аммиакаты – комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака. SO 4.

    2. Аквакомплексы – в которых лигандом выступает вода. Cl 2

    3. Карбонилы – в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II). ,

    4. Гидроксокомплексы – в которых в качестве лигандов выступают годроксид-ионы. Na 2 .

    5. Ацидокомплексы – в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли и комплексные кислоты K 2 , H 2 .

    Теория Вернера:

    · Объяснения особенности строения комплексных соединений

    · В соответствии с этой теорией, в каждом комплексной соединении есть центральный атом (ион), или комплексообразователь (центральный атом или центральный ион).

    · Вокруг центрального атома расположены в определённом порядке другие ионы, атомы ил молекулы, которые называют лигандами (аддендами).

    Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен, и в таком случае именуется металлоцентром. Заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

    Лиганды (Адденды) – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образователя комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H 2 O, CO, NH 3), анионы (OH - , Cl - , PO 4 3-), а также катион водорода H + .

    Центральный атом (центральный ион), или комплексообразователь, связаны лигандами полярной ковалентной связью по донорно-акцепторному механизму и образуют внутреннюю сферу комплекса.

    Координационное число – число лигандов, координирующиесявокруг центрального атома – комплексообразователя.

    Координационное число центрального атома – число связей, с помощью которых лиганды непосредственно соединены с центральным атомом.

    Между координационным числом и строением комплексних соединений (геометрией внутренней координационной сферы) наблюдается определенная закономерность.

    · Если комплексообразователь имеет координационное число 2 , та, как правило, комплексный ион имеет линейное строение , а комплексообразователь и об лиганда располагаются на одной прямой. Линейное строение имеют такие комплексные ионы, как и другие + ,  и другие. В этом случае орбитали центрального атома, участвующие в образовании связи по донорно-акцепторому механизму, гибридизованы по типу sp.

    · Комплексы с координационным числом 3 встречаются сравнительно редко и обычно имеют форму равностороннего треугольника , в центре которого располагается комплексообразователь, а в углах находятся лиганды (гибридизация типа sp 2).

    · Для соединений с координационным числом 4 имеются две возможности пространственного расположения лигандов. Тетраэдрическое размещение лигандов с коплексообразователем в центре тетраэдра (sp 3 -гибридизация атомных орбиталей комплексообразователя). Плоскоквадратное расположение лигандов вокруг находящегося в центре квадрата атома комплексообразователя (dsp 2 -гибридизация).

    · Координационное число 5 встречается у комплексных соединений довольно редко. Тем не менее в том небольшом количестве комплексных соединений, где комплексообразователь окружен пятью лигандами, установлены две пространственные конфигурации. Это тринальнаябипирамида и квадратная пирамида с комплесообразоателем в центре геометрическо фигуры.

    · Для комплексов скоординационным числом 6 характерно октаэдрическое расположение лигандов, что отвечает sp 3 d 2 - или d 2 sp 3 -гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя. Октаэдрическое строение комплексов с координационным числом 6 является наиболее энергетически выгодным.

    Биологическая роль:

    · Fe 3+ - входит в состав ферментов, катализирующий ОВР

    · Со – витамин В12 (кроветворение и синтез нуклеиновых к-т)

    · Mg 2+ - хлорофилл (запас энергии солнца; синтез полисахаридов)

    · Мо – метаболизм пуринов.

    Задание 6

    Основные положения теории растворов: раствор, растворитель, растворенное вещество. Классификация растворов. 2.Факторы, определяющие растворимость. 3.Способы выражения концентрации растворов, массовая доля, молярность, молярная концентрация эквивалентов. Закон эквивалентов. 4.Растворы газообразных веществ: законы Генри, Дальтона. Растворимость газов в присутствии электролитов - закон Сеченова. Роль раствора в жизнедеятельности организма.

    Раствор – гомогенная смесь, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов из взаимодействия. Растворитель – компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. Масса растворителя преобладает.

    Классификация по агрегатному состоянию :

    1. Твердые (сплав стали)

    2. Жидкие (раствор соли или сахара в воде)

    3. Газообразные (атмосфера).

    Также различают:

    · Водные и неводные растворы.

    · Разбавленные и неразбавленные растворы.

    · Насыщенные и ненасыщенные.

    Факторы, определяющие растворимость:

    1. Природа смешиваемых веществ (подобное растворяется в подобном)

    2. Температура

    3. Давление

    4. Наличие третьего компонента

    Существует множество способов измерить количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора, это так называемые способы выражения концентрации раствора.

    Количественная концентрация выражается через молярную, нормальную (молярную концентрацию эквивалента), процентную, моляльную концентрации, титр и мольную долю.

    1. Наиболее распространённый способ выражения концентрации растворов – молярная концентрация растворов или молярность. Она определяется как количество молей растворенного вещества в одном литре раствора. С м = n/V , моль/л (моль ·л -1)

    2. Молярная концентрация эквивалента определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора.

    3. Процентная концентрация раствора или массовая доля показывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Это отношение массы вещества к общей массе раствора или смеси веществ. Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах.

    4. Моляльная концентрация раствора показывает количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя.

    5. Титр раствора показывает массу растворенного вещества, содержащуюся в 1мл раствора.

    6. Мольная или молярная доля вещества в растворе равна отношению количества данного вещества к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе.

    БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ

    Пептиды

    Имеют в своем составе от трех до нескольких десятков аминокислотных остатков. Функционируют только в высших отделах нервной системы.

    Эти пептиды, как и катехоламины, выполняют функцию не только нейромедиаторов, но и гормонов. Передают информацию от клетки к клетке по системе циркуляции. Сюда относятся:

    а) Нейрогипофизарные гормоны (вазопрессин, либерины, статины). Эти вещества одновременно и гормоны и медиаторы.

    б) Гастроинтестинальные пептиды (гастрин, холецистокинин). Гастрин вызывает чувство голода, холецистокинин вызывает чувство насыщения, а также стимулирует сокращение желчного пузыря и функцию поджелудочной железы.

    в) Опиатоподобные пептиды (или пептиды обезболивания). Образуются путем реакций ограниченного протеолиза белка-предшественника проопиокортина. Взаимодействуют с теми же рецепторами, что и опиаты (например, морфин), тем самым имитируют их действие. Общее название - эндорфины - вызывают обезболивание. Они легко разрушаются протеиназами, поэтому их фармакологический эффект незначителен.

    г) Пептиды сна. Их молекулярная природа не установлена. Известно лишь, что их введение животным вызывает сон.

    д) Пептиды памяти (скотофобин). Накапливается в мозге крыс при тренировке на избегание темноты.

    е) Пептиды - компоненты РААС-системы. Показано, что введение ангиотензина-II в центр жажды головного мозга вызывает появление этого ощущения и стимулирует секрецию антидиуретического гормона.

    Образование пептидов происходит в результате реакций ограниченного протеолиза, разрушаются также под действием протеиназ.

    Полноценное питание должно содержать:

    1. ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ (УГЛЕВОДЫ, ЖИРЫ, БЕЛКИ).

    2. НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ.

    3. НЕЗАМЕНИМЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ.

    4. ВИТАМИНЫ.

    5. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (МИНЕРАЛЬНЫЕ) КИСЛОТЫ.

    6. КЛЕТЧАТКУ

    ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ.

    Углеводы, жиры и белки являются макропитательными веществами. Их потребление зависит от роста, возраста и пола человека и определяется в граммах.

    Углеводы составляют основной источник энергии в питании человека - самая дешевая пища. В развитых странах около 40% потребления углеводов приходится на рафинированные сахара, а 60% составляет крахмал. В менее развитых странах доля крахмала возрастает. За счет углеводов образуется основная часть энергии в организме человека.

    Жиры - это один из основных источников энергии. Перевариваются в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) гораздо медленнее, чем углеводы, поэтому лучше способствуют возникновению чувства сытости. Триглицериды растительного происхождения являются не только источником энергии, но и незаменимымых жирных кислот: линолевой и линоленовой.


    Белки - энергетическая функция не является для них основной. Белки - это исочники незаменимых и заменимых аминокислот, а также предшественники биологически активных веществ в организме. Однако при окислении аминокислот образуется энергия. Хотя она и невелика, но составляет некоторую часть энергетического рациона.