Caracteristicile metabolismului în celulele sanguine.
Teme _
14.1. Metabolismul RBC
14.2. Caracteristicile metabolismului celulelor fagocitare
14.3. Mecanismele biochimice de bază ale hemostazei
14.4. Principalele proprietăți ale fracțiilor proteice din sânge și semnificația determinării lor pentru diagnosticul bolilor
Obiective de învățare Pentru a fi capabil să:
1. Explicați motivele care provoacă hemoliza eritrocitelor.
2. Descrieți mecanismele moleculare ale apariției tulburărilor de coagulare a sângelui.
3. Argumentați oportunitatea aplicării unora medicamente pentru tratamentul tulburărilor de coagulare a sângelui.
4. Fundamentați principalele cauze ale hipo- și hiperproteo-
inemie. Știi:
1. Caracteristici ale metabolismului eritrocitelor, modalitățile de formare și neutralizare în ele forme active oxigen.
2. Rolul speciilor reactive de oxigen în fagocitoză.
3. Structura complexelor enzimatice din stadiul procoagulant al coagulării sângelui, succesiunea interacțiunii lor, mecanismele de reglare și etapele formării trombului de fibrină.
4. Rolul și baza moleculară a funcționării sistemelor sanguine anticoagulante și fibrinolitice.
5. Mecanismele moleculare ale tulburărilor de coagulare a sângelui şi moduri moderne corectiile acestora.
6. Proprietăți și funcții de bază ale proteinelor plasmatice ale sângelui.
TEMA 14.1. Metabolismul eritrocitelor
Globulele roșii sunt celule foarte specializate care transportă oxigenul de la plămâni la țesuturi și dioxidul de carbon, care se formează în timpul metabolismului de la țesuturi la alveolele plămânilor. Ca urmare a diferențierii, eritrocitele pierd nucleul, ribozomii, mitocondriile și reticulul endoplasmatic. Aceste celule au doar o membrană plasmatică și citoplasmă. Nu conțin un nucleu, prin urmare sunt incapabili de a se auto-reproduce și de a repara daunele care apar în ele. Forma biconcavă a eritrocitelor are o suprafață mai mare în comparație cu celulele sferice de aceeași dimensiune. Acest lucru facilitează schimbul de gaze între celulă și mediul extracelular. Cu toate acestea, această formă și caracteristici structurale
Citoscheletul și membrana plasmatică asigură o plasticitate mai mare a eritrocitelor atunci când trec prin capilare mici.
Metabolizarea glucozei în eritrocite este reprezentată de glicoliză anaerobă și calea pentozo-fosfatului de conversie a glucozei. Aceste procese determină păstrarea structurii și funcțiilor hemoglobinei, integritatea membranei celulare și formarea energiei pentru funcționarea pompelor ionice.
1. Glicoliza furnizează energie pentru activitatea ATPazelor de transport, precum și reacțiile hexokinazei și fosfofructokinazei de glicoliză care apar odată cu consumul de ATP. NADH, produs în timpul glicolizei anaerobe, este coenzima methemoglobin reductază, catalizează reducerea methemoglobinei la hemoglobină. În plus, eritrocitele conțin enzima bisfosfoglicerat mutază, care transformă metabolitul intermediar al acestui proces, 1,3-bisfosfoglicerat, în 2,3-bisfosfoglicerat. Format numai în eritrocite, 2,3-bisfosfogliceratul servește ca un regulator alosteric important al legării oxigenului de hemoglobină. În stadiul oxidativ al căii de conversie a glucozei pentoze fosfat, se formează NADPH, care este implicat în reducerea glutationului. Acesta din urmă este utilizat în protecția antioxidantă a eritrocitelor (Fig. 14.1).
Orez. 14.1. Formarea și neutralizarea speciilor reactive de oxigen în eritrocite:
1 - sursa de anion superoxid în eritrocite - oxidarea spontană a Fe 2 + în hemul hemoglobinei; 2-superoxid dismutaza transformă anionul superoxid în peroxid de hidrogen și O2; 3 - peroxidul de hidrogen este scindat de catalaza sau glutation peroxidaza; 4 - glutation reductaza reface glutationul oxidat; 5 - în stadiul oxidativ al căii pentoze fosfat de conversie a glucozei se formează NADPH, care este necesar pentru reducerea glutationului; 6 - în reacția gliceraldehidă fosfat dehidrogenază a glicolizei se formează NADH, care este implicat în reducerea fierului methemoglobinei de către sistemul methemoglobin reductază
2. Conținutul ridicat de oxigen din eritrocite determină viteza mare de formare a radicalului anion superoxid O 2 -, a peroxidului de hidrogen H 2 O 2 și a radicalului hidroxil OH.
O sursă constantă de specii reactive de oxigen în eritrocite este oxidarea neenzimatică a fierului hemoglobinei:
Speciile reactive de oxigen pot provoca hemoliza celulelor roșii din sânge. Eritrocitele conțin un sistem enzimatic care previne efect toxic radicalii de oxigen și distrugerea membranelor eritrocitare.
3. Încălcarea oricărei legături în sistemul enzimatic pentru neutralizarea speciilor reactive de oxigen duce la o scădere a ratei acestui proces. Cu un defect genetic al glucozo-6-fosfat dehidrogenazei și luând anumite medicamente care sunt agenți oxidanți puternici, potențialul de protecție cu glutation poate fi insuficient. Acest lucru duce la o creștere a conținutului de specii reactive de oxigen în celule, provocând oxidarea grupelor SH ale moleculelor de hemoglobină. Formarea legăturilor disulfurice între protomerii hemoglobinei și methemoglobinei duce la agregarea lor - formarea Corpul Heinz(Fig. 14.2).
Orez. 14.2. Schema de formare a corpurilor Heinz - agregarea moleculelor de hemoglobină.
În mod normal, superoxid dismutaza catalizează formarea peroxidului de hidrogen, care, sub acțiunea glutation peroxidazei, este transformat în H 2 O. Cu o activitate insuficientă a enzimelor pentru neutralizarea speciilor reactive de oxigen, grupările SH sunt oxidate în reziduurile de cisteină din protomeri formați de methemoglobină și disulfuri. Astfel de structuri se numesc corpuri Heinz.
Acestea din urmă contribuie la distrugerea eritrocitelor atunci când intră în capilare mici. Speciile reactive de oxigen, care provoacă peroxidarea lipidelor membranare, distrug membranele.
TEMA 14.2. CARACTERISTICI ALE METABOLISMULUI CELULELE FAGOCITATE
Fagocitoza protejează organismul de bacterii. Monocitele și neutrofilele migrează din fluxul sanguin spre focarul inflamației și captează bacteriile prin endocitoză, formând un fagozom.
1. Fagocitoza necesită o creștere a consumului de oxigen, care este principala sursă de O 2 -, H 2 O 2, OH "în celulele fagocitare (Fig. 14.3). Acest proces, care durează 30-40 de minute, este însoțit de creștere bruscă absorbția oxigenului și de aceea se numește explozie respiratorie.
2. în macrofage acțiune bactericidă produce oxid nitric NO, a cărui sursă este reacția de conversie a argininei în NO și citrulină sub acțiunea NO sintazei. Anionul superoxid formează compuși cu oxid nitric care au proprietăți bactericide puternice:
NO + O 2 - → ONOO - → OH * + NO 2.
Peroxinitrit ONOO - , oxidul de azot, dioxidul de azot, radicalul hidroxil provoacă deteriorarea oxidativă a proteinelor, acizilor nucleici și lipidelor celulelor bacteriene.
Orez. 14.3. Formarea speciilor reactive de oxigen în timpul exploziei respiratorii de către macrofage, neutrofile și eozinofile activate.
Activarea NADPH oxidazei, care este localizată pe membrana celulară, determină formarea de anioni superoxid. În timpul fagocitozei, membrana se invaginează, apoi se formează un endozom, iar sistemul de sinteză a superoxidului, împreună cu celula bacteriană, ajunge în endozom. Anionii superoxid generează formarea altor molecule active, inclusiv H 2 O 2 și radicali hidroxil. Mieloperoxidaza este o enzimă care conține hem găsită în granulele de neutrofile. Intră în endozom, unde formează HClO. Ca urmare, membranele și alte structuri ale celulei bacteriene sunt distruse
TEMA 14.3. MECANISME BIOCHIMICE DE BAZĂ
HEMOSTAZA
Opriți sângerarea după rănire vase de sânge, dizolvarea cheagurilor de sânge - cheaguri de sânge - și conservarea sângelui în stare lichida prevede hemostaza. Acest proces include patru pași:
Contracția reflexă a vasului deteriorat în primele secunde după accidentare;
Formarea în 3-5 minute a unui dop de trombocite (tromb alb ca urmare a interacțiunii endoteliului deteriorat cu trombocitele;
Formarea unui tromb de fibrină (roșu) timp de 10-30 de minute: fibrinogenul proteic plasmatic solubil, sub acțiunea enzimei trombinei, se transformă în fibrină insolubilă, care se depune între trombocitele unui tromb alb;
Fibrinoliza este dizolvarea unui tromb sub acțiunea enzimelor proteolitice adsorbite pe un cheag de fibrină. În această etapă, lumenul vasului de sânge este eliberat de depozitele de fibrină și este împiedicată blocarea vasului de către un tromb de fibrină.
1. Coagularea sângelui- cea mai importantă parte a hemostazei. Există patru etape în procesul de formare a trombului de fibrină.
Conversia fibrinogenului în monomer de fibrină. Molecula de fibrinogen este formată din șase lanțuri polipeptidice de trei tipuri - 2Aa, 2Bp, 2γ. Ele sunt interconectate prin legături disulfurice și formează trei domenii A- și B-sites sunt situate la N-terminale ale lanțurilor Aa și, respectiv, Bp. Aceste situsuri conțin multe resturi de aminoacizi dicarboxilici și, prin urmare, sunt încărcate negativ, ceea ce împiedică agregarea moleculelor de fibrinogen (Fig. 14.4). Trombina, care aparține grupului de serin proteaze, scindează peptidele A și B din fibrinogen; ca urmare se formează monomer de fibrină.
Orez. 14.4. Structura fibrinogenului.
Fibrogenul este format din șase lanțuri polipeptidice de 3 tipuri: 2Λα, 2Ββ și 2γ, formând trei domenii (indicate prin liniuțe). Λ și B - secțiunile încărcate negativ ale lanțurilor Λα și Ββ împiedică agregarea moleculelor de fibrinogen
Formarea unui gel de fibrină insolubil. Moleculele de monomer de fibrină au situsuri care sunt complementare cu alte molecule de fibrină - centre de legare, între care se formează legături necovalente. Aceasta duce la polimerizarea moleculelor de fibrină și formarea unui gel de fibrină insolubil (Fig. 14.5). Este fragil, deoarece este format din legături necovalente slabe.
Orez. 14.5. Formarea gelului de fibrină.
Fibrinogenul, eliberat sub acțiunea trombinei din peptidele încărcate negativ 2A și 2B, este transformat în monomer de fibrină. Interacțiunea regiunilor complementare din domeniile moleculelor de fibrină-monomer cu alte molecule similare duce la formarea unui gel de fibrină
Stabilizarea gelului de fibrină. Enzimă transglutamidaza(factorul XIIIa) formează legături amidice între radicalii aminoacizi Gln și Lys ai monomerilor de fibrină și între fibrină și fibronectina glicoproteină a matricei extracelulare (Fig. 14.6.)
Compresie cu gel efectuează trombostenina trombocitelor proteinei contractile în prezența ATP.
2. Coagularea sângelui poate continua extern sau calea interioară.
Calea extrinsecă a coagulării sângelui este inițiată prin interacțiunea proteinelor de coagulare cu factor tisular (TF)- o proteină care este expusă pe membranele endoteliului deteriorat și trombocitele activate, calea internă - când proteinele sistemului de coagulare intră în contact cu zonele încărcate negativ ale endoteliului deteriorat.
Orez. 14.6. Formarea de legături amidice între resturile Gln și Lys din monomerii de fibrină
Coagularea (formarea unui tromb de fibrină) este precedată de o serie de reacții de activare succesive factori de coagulare. Aceste reacții sunt inițiate pe o membrană celulară deteriorată sau alterată de un semnal trombogen și se termină cu activarea protrombinei.
Cascada de reacții din stadiul procoagulant are o serie de caracteristici:
Toate enzimele sunt proteaze și sunt activate prin proteoliză parțială;
Toate reacțiile sunt localizate pe membranele deteriorate ale celulelor sanguine și endoteliului, astfel încât în aceste zone se formează un tromb;
Enzimele prezintă activitate maximă în compoziția complexelor membranare, inclusiv enzima, fosfolipidele membranelor celulare, proteina activatoare, Ca 2 +.
Majoritatea factorilor de coagulare sunt activați printr-un mecanism de feedback pozitiv.
În cascada reacţiilor procoagulante calea externă se formează secvenţial trei complexe membranare (Fig. 14.7). Fiecare dintre ele include:
proteina activatoare a enzimei proteolitice- factor tisular (TF) (nu necesita activare), factori V sau VIII (activati prin proteoliza partiala);
fosfolipidele încărcate negativ ale membranelor endoteliale sau plachetare.În caz de leziune sau sosirea unui semnal trombogen, asimetria transversală a membranelor este perturbată, la suprafață apar fosfolipide încărcate negativ, factorul tisular este expus și astfel se formează zone trombogenice;
ioni de Ca 2 +, interacționând cu „capetele” polare ale fosfolipidelor încărcate negativ, asigură legarea enzimelor căii procoagulante de membranele celulare. În absența Ca 2 +, sângele nu se coagulează;
Orez. 14.7. Stadiul procoagulant al căii externe de coagulare a sângelui și conversia fibrinogenului în fibrină.
Săgeată - activarea factorilor de coagulare a sângelui; săgeată cu puncte - activarea factorilor de coagulare conform principiului feedback-ului pozitiv; - - component fosfolipidic membranar al complexelor enzimatice, în cadrul - proteine activatoare.
1, 2 - factorul VIIa al complexului membranar YPa-Tf-Ca 2+ activează factorii IX și X; 3 - factorul 1Xa al complexului membranar IXa-VIIIa-Ca 2 + (tenaza) activează factorul X; 4, 5 - factorul Xa al complexului membranar Xa-Va-Ca 2 + (protrombinaza) transformă protrombina (factorul II) în trombina (factorul Pa) și activează factorul VII conform principiului feedback-ului pozitiv; 6-10 - trombina (factorul Pa) transformă fibrinogenul în fibrină, activează factorii V, VII, VIII și XIII
Unul dintre enzime proteolitice (serin proteaza)- factor VII, IX sau X. Aceste proteine conțin 10-12 resturi de acid y-carboxiglutamic la capătul N-terminal al moleculelor. Carboxilarea post-translațională a factorilor VII, IX, X, precum și catalizează protrombină, plasminogen și proteina C y-glutamil carboxilază. Coenzima acestei enzime este forma redusă a vitaminei K, care se formează în ficat sub acțiunea vitaminei K reductazei dependente de NADPH (Fig. 14.8).
Analogi structurali ai vitaminei K - dicumarol și warfarină- sunt inhibitori competitivi Vitamina K reductază dependentă de NADPH.
Acestea reduc rata de recuperare a vitaminei K și, în consecință, activitatea γ-glutamil carboxilazei. Derivații warfarinei și dicumarolului sunt utilizați ca anticoagulante indirecte pentru prevenirea trombozei.
Complexul membranar de inițiere conține proteina activatoare Tf, enzima factor VII și ioni de Ca2+. Factorul VII are activitate redusă, dar în complexul VII-Tf-Ca 2+, activitatea sa crește ca urmare a modificărilor conformaționale și activează factorul X prin proteoliză parțială.
Orez. 14.8. Carboxilarea post-translațională a resturilor de acid glutamic în moleculele de serin protează ale sistemului de coagulare a sângelui; rolul Ca 2 + în legarea acestor enzime de regiunile trombogenice ale membranelor celulare
În plus, complexul de inițiere activează factorul IX. Formează complexele membranare IXa-VIIIa-Ca 2 + (tenaza) și VIIa-Tf-Ca 2 + factor activ Ha. Ultimul in complex de protrombinază Xa-Va-Ca 2 + poate converti o cantitate mică de protrombină (factor II) în trombină (factor Ha). Trombina rezultată activează (conform principiului feedback-ului pozitiv) factorii V, VIII, VII, care sunt incluși în complexe membranare.
protrombina - Este o glicoproteină plasmatică care este sintetizată în ficat. Molecula de protrombină constă dintr-un lanț polipeptidic, conține o legătură disulfură și reziduuri de y-carboxiglutamat. Acestea din urmă, interacționând cu Ca 2 +, leagă proenzima de membrană (Fig. 14.9).
Factorul Xa al complexului de protrombinază hidrolizează două legături peptidice din molecula de protrombină și este transformat în trombină. Trombina este alcătuită din două lanțuri polipeptidice legate printr-o legătură disulfurică și nu conține resturi de γ-carboxiglutamat (Fig. 14.10).
endoteliu, se formează trei complexe enzimatice, fiecare dintre ele conține una dintre enzimele proteolitice - factorul kalikreină sau factorul și proteina activatoare a kininogenului cu greutate moleculară mare (HMW). Kalikreina este o serin protează ale cărei substraturi sunt factorul XII și anumite proteine plasmatice, cum ar fi plasminogenul. Complexul factor XIIa-BMK transformă prekalicreina în kalikreină, care, împreună cu VMK, activează factorul XII, care este inclus în complexul XIIa-BMK, prin principiul feedback-ului pozitiv. În compoziția sa, factorul XIIa activează proteolitic factorul XI, care, în combinație cu HMA, transformă factorul IX în IXa activ. Acesta din urmă este inclus în compoziția complexului membranar IXa-YIIIa-Ca2+, care prin proteoliză parțială formează factorul Xa, care este enzima proteolitică a protrombinazei Xa-Va-Ca2+) (Fig. 14.11).
Orez. 14.11. Schema căilor interne și externe de coagulare a sângelui:
VMK - kininogen cu greutate moleculară mare; TF - factor tisular. Vezi denumirile din fig. 14.7
Toate enzimele sistemului de coagulare a sângelui sunt proteaze și sunt activate prin proteoliză parțială:
1 - factorul XII activat prin contactul cu subendoteliul transformă prekalicreina în calicreină; 2 - kalikreina din complexul kalikreină-VMK activează factorul XII prin proteoliză parțială; 3 - complexul factor XIIa XIIa-BMK activează factorul XI;
4 - activat prin proteoliza parțială, factorul XIIa al complexului XIIa-HMC transformă prekalicreina în kalicreină conform principiului feedback-ului pozitiv;
5 - factorul XIa al complexului XIa-HMC activează factorul IX; 6 - factorul IXa al complexului membranar IXa-VIIIa-Ca2+ activează factorul X; 7, 8 - factorul UPA al complexului membranar UPa-Tf-Ca 2 + activează factorii IX și X; 9 - factorul Xa al complexului de protrombinaza activeaza factorul II (protrombina); 10, 11 - factorul IIa (trombina) transformă fibrinogenul în fibrină și activează factorul XIII (transglutamidaza); 12 - factorul XIIIa catalizează formarea legăturilor amidice în gelul de fibrină;
5. Astfel, cascada de reacții a căilor externe și interne de coagulare a sângelui duce la formarea protrombinazei. Sunt numiți pașii care sunt aceiași pentru ambele căi mod comun coagularea sângelui.
Fiecare legătură enzimatică în reacțiile de coagulare a sângelui asigură amplificarea semnalului și pozitiv părere provoacă o accelerare asemănătoare unei avalanșe a întregului proces, formarea rapidă a unui cheag de sânge și încetarea sângerării.
6. Hemofilie. Coagularea redusă a sângelui duce la hemofilie - boli însoțite de sângerări recurente. Cauza sângerării în aceste boli este o deficiență ereditară a proteinelor sistemului de coagulare a sângelui.
Hemofilia A datorită unei mutaţii a genei factorului VIII situată pe cromozomul X. Defectul acestei gene se manifestă ca o trăsătură recesivă, astfel încât numai bărbații suferă de această formă a bolii. Hemofilia A este însoțită de hemoragii subcutanate, intramusculare și intraarticulare care pun viața în pericol.
Hemofilia B asociat cu un defect genetic al factorului IX, care este mult mai puțin frecvent.
7. Sistemul sanguin anticoagulant limitează răspândirea unui cheag de sânge și menține sângele în stare lichidă. Include inhibitori ai enzimelor de coagulare a sângelui și sistemul anticoagulant (calea anticoagulante).
Antitrombina III- o proteina plasmatica sanguina care inactiveaza un numar de serin proteaze: trombina, factorii IXa, Xa, XIIa, plasmina, kalicreina. Acest inhibitor formează un complex cu enzimele, în care își pierd activitatea. Activatorul antitrombinei III este heparina heteropolizaharidă. Heparina intră în fluxul sanguin din mastocite din țesutul conjunctiv, interacționează cu inhibitorul, își modifică conformația, crescând afinitatea pentru serin proteaze (Fig. 14.12).
Inhibitor al factorului tisular (anticonvertin) sintetizat de celulele endoteliale si localizat pe suprafata membranei plasmatice. Formează un complex cu factorul Xa, care se leagă de fosfolipidele membranare și de factorul tisular. Ca urmare, complexul YPa-Tf-Ca 2 + nu se formează și activarea factorilor X și IX devine imposibilă.
A 2 - Macroglobulina interacționează cu serin proteaze active și suprimă activitatea lor proteolitică.
a 1 - Antitripsină inhibă trombina, factorul XIa, kalikreina, precum și proteazele pancreatice și leucocitare, renina, urokinaza.
Sistemul anticoagulant (sistemul proteinei C) implică formarea secvenţială a două complexe enzimatice. Interacțiunea trombinei cu proteina activatoare trombomodulină (Tm) în prezența ionilor de Ca 2+ duce la formarea primului complex membranar.
Orez. 14.12. Inactivarea serin proteazelor de către antitrombina III.
Heparina se leagă de antitrombina III, își schimbă conformația și îi crește afinitatea pentru serin proteaze.
Atașarea proteazei la complexul heparină-antitrombină III reduce afinitatea heparinei față de inhibitor. Heteropolizaharida este eliberată din complex și poate activa alte molecule de antitrombină III
sistem anticoagulant Pa-Tm-Ca 2+. În compoziția sa, trombina, pe de o parte, își pierde capacitatea de a activa factorii V și VIII, precum și de a transforma fibrinogenul în fibrină, iar pe de altă parte, activează proteina C prin proteoliză parțială Proteina C activată (Ca), interacționând cu proteina activatoare S, formează un complex proteic Ca-S-Ca2 + pe membrană cu ajutorul Ca 2 +. În aceste condiții, proteina C activată (Ca) catalizează hidroliza proteinelor activatoare ale factorilor Va și VIIIa (Fig. 14.13).
Distrugerea acestor proteine activatoare duce la inhibarea cascadei de reacții ale căii externe de coagulare a sângelui și oprirea formării trombilor.
8. Fibrinoliza- aceasta este hidroliza fibrinei în cheagul de sânge cu formarea de peptide solubile care sunt îndepărtate din fluxul sanguin. Această etapă a hemostazei previne blocarea vasului de către un tromb de fibrină. Formarea unui tromb de fibrină este însoțită de depunerea proenzimei plasminogenului și a activatorilor săi pe aceasta. Plasminogenul inactiv este sintetizat în ficat și intră în sânge. În sânge, este transformat în enzima activă plasmină prin proteoliză parțială. Această reacție este catalizată de enzimele proteolitice: activatorul tisular de plasminogen (TPA), urokinaza, factorul XIIa și kalikreina (Fig. 14.14).
Orez. 14.14. Sistemul sanguin fibrinolitic:
1 - plasminogenul sub acțiunea activatorilor (TAP, kalikreină, urokinaza, factor XIIa) este transformat în plasmină prin proteoliză parțială; 2 - plasmina hidrolizează fibrina cu formarea de peptide solubile; 3 - tPA intră în sânge și este inhibat de inhibitori specifici de tip I și de tip II; 4 - plasmina este inhibată de inhibitori nespecifici ai serin proteazelor
Plasmina rezultată distruge fibrele de fibrină. Plasmina și activatorii săi eliberați din tromb intră în fluxul sanguin. În sânge, plasmina este inactivată de inhibitorii nespecifici ai serin proteazelor, iar activatorii de plasminogen sunt inactivați de inhibitorii de activatori de plasminogen de tip I și II. Insuficiența ereditară sau dobândită a proteinelor sistemului fibrinolitic este însoțită de tromboză.
TEMA 14.4. PRINCIPALELE PROPRIETĂȚI ALE FRACȚIUNILOR PROTEINELOR SÂNGEMEI ȘI SEMNIFICAȚIA DETERMINĂRII LOR PENTRU DIAGNOSTICUL BOLILOR
Proteinele plasmatice:
Ele formează un sistem tampon de sânge și mențin pH-ul sângelui în intervalul 7,37-7,43;
A sustine presiune osmotica, ținând apă în patul vascular;
Metaboliți de transport, vitamine, ioni metalici, medicamente;
Determinați vâscozitatea sângelui jucând rol importantîn hemodinamica sistemului circulator;
Sunt o rezervă de aminoacizi pentru organism;
Ei joacă un rol protector.
1. proteine totale plasma sanguina este de 60-80 g/l, albumina - 40-60 g/l, globuline 20-30 g/l.
Proteinele plasmatice ale sângelui pot fi împărțite electroforetic în fracții, al căror număr, în funcție de condițiile electroforezei, poate fi de la cinci la șaizeci. În timpul electroforezei pe hârtie, proteinele sunt împărțite în cinci fracții: albumină(55-65%), - α1- globuline(2-4%), α 2-globuline(6-12%), β-globuline(8-12%) și γ-globuline(12-22%). Albumina are cea mai mare, iar γ-globulinele are cea mai mică mobilitate într-un câmp electric.
Majoritatea proteinelor plasmatice sunt sintetizate în ficat, dar unele sunt produse și în alte țesuturi. De exemplu, γ-globulinele sunt sintetizate de limfocitele B, iar hormonii peptidici sunt secretați în principal de glandele endocrine.
2. Proteină albumină sintetizat în ficat, are un mic greutate moleculară si este cel mai proteinele plasmatice sanguine. Mulțumită continut ridicat aminoacizi dicarboxilici, albumina reține cationii, în principal Na +, Ca 2 +, Zn 2 + și joacă un rol major în menținerea presiunii coloid osmotice. Albumina este cea mai importantă proteină de transport. Transporta acizi grasi, bilirubina neconjugata, triptofan, tiroxina, triiodotironina, aldosteron si multe medicamente.
3. Globuline alcătuiesc patru fracții: α 1 , α 2 , β și γ. Aceste fracții includ proteine care îndeplinesc funcții specifice și de protecție, de exemplu, proteine de legare a tiroxinei și cortizolului, transferină, ceruloplasmină (feroxidază), interferoni, imunoglobuline.
4. Conținutul de proteine din plasma sanguină se poate modifica în condiții patologice. Astfel de modificări se numesc disproteinemie.
Hiperproteinemie - Aceasta este o creștere a concentrației de proteine în plasma sanguină.
Hiperproteinemia poate fi cauzată de pierderea de apă de către organism în timpul poliuriei, diareei, vărsăturilor sau din cauza creșterii conținutului de γ-globuline și a altor proteine în situații acute. procese inflamatorii, traumatisme, mielom multiplu. Ele se numesc proteine de fază acută și includ, de exemplu, proteina C reactivă (numită așa deoarece interacționează cu polizaharidele C pneumococice), haptoglobina (formează un complex cu hemoglobina, care este preluată de macrofage, care previne pierderea fierului), fibrinogenul.
Hipoproteinemie este în principal o consecință a unei încălcări a sintezei sau a pierderii albuminei de către organism, adică este hipoalbuminemia. Se observă cu nefrită, hepatită, ciroză hepatică, arsuri, foame prelungită. O scădere a conținutului de albumină din sânge duce la o scădere a presiunii osmotice, precum și la o încălcare a distribuției lichidului între patul vascular și spațiul intercelular, care se manifestă sub formă de edem.
TOME PENTRU MUNCĂ EXTRACURRICULUM
1. Desenați în caiet o diagramă a metabolismului eritrocitelor (Fig. 14.15) și completați-o indicând:
a) enzime, indicate prin numerele 1, 2, 3 etc.;
b) coenzime marcate cu # și *;
c) enzime de metabolism al glucozei care catalizează reacţiile de reducere ale NADP+ şi NAD+;
Orez. 14.15. Metabolismul RBC:
#, * - coenzime, #Н, *Н - coenzime reduse
d) un regulator alosteric care reduce afinitatea hemoglobinei pentru oxigen din țesuturi;
e) enzime de catabolism al glucozei care asigură sinteza ATP.
2. Scrieți reacțiile:
a) formarea speciilor reactive de oxigen în eritrocite;
b) reducerea glutationului;
c) eliminarea H2O2;
d) reducerea methemoglobinei la hemoglobină.
3. Desenați în caiet o diagramă a stadiului procoagulant al coagulării sângelui (Fig. 14.16), înlocuind semnul întrebării cu factorul corespunzător.
Orez. 14.16. Stadiul procoagulant al coagulării sângelui și al formării gelului de fibrină
4. Scrieți reacția pentru formarea unei legături amidice între radicalii reziduurilor de glutamină și lizină ale monomerilor de fibrină, indicați enzima, proenzima, activatorul și mecanismul de activare. Explicați semnificația acestei reacții în formarea unui tromb de fibrină.
5. Furnizați o diagramă care arată rolul trombinei în stadiul procoagulant al coagulării sângelui și în calea anticoagulantei prin adăugarea denumirilor proteinelor și cofactorilor lipsă (Fig. 14.17). Precizați mecanismele de acțiune ale fiecărui factor și rolul acestuia în hemostază.
Orez. 14.17. Rolul trombinei în stadiul procoagulant și în calea anticoagulantă a coagulării sângelui
6. Comparați rezultatele obținute în timpul separării electroforetice a proteinelor plasmatice sanguine (proteinograme) pe hârtie în condiții normale și în unele condiții patologice (Fig. 14.18). Indicați cauzele posibile care au determinat modificări ale cantității de proteine ale unor fracții în aceste condiții ale organismului.
Orez. 14.18. Proteinograme ale proteinelor plasmatice din sânge în condiții normale și în unele stări patologice
7. Completați tabelul. 14.1, indicând funcțiile proteinelor plasmatice ale sângelui. Tabelul 14.1. Funcțiile unor proteine plasmatice
SARCINI DE AUTOCONTROL
1. Setați succesiunea corectă a evenimentelor.
La neutralizarea speciilor reactive de oxigen din eritrocite:
A. Superoxid dismutaza catalizează formarea peroxidului de hidrogen
B. Hemoglobina se oxidează spontan în methemoglobină
B. Glutation peroxidaza distruge peroxidul de hidrogen
D. Glutation reductaza reduce glutationul oxidat E. Glucozo-6-fosfat dehidrogenaza reduce NADP+
2. Alege raspunsurile corecte. În celulele fagocitare:
A. Glutation peroxidaza oxidează glutationul B. NADPn oxidaza reduce O 2
B. Speciile reactive de oxigen provoacă reacții cu radicali liberi
D. Superoxid dismutaza transformă anionul superoxid în H 2 O 2 E. Mieloperoxidaza catalizează formarea HOCl
3. Finalizați sarcina „în lanț”:
A) ca urmare a mecanicii sau daune chimice celulele endoteliale prezintă o proteină la suprafață:
A. Trombomodulină B. Factorul V
B. Transglutamidaza D. factor tisular D. Proteina C
b) activează serin proteaza complexului inițiator al sistemului de coagulare a sângelui:
A. Factor tisular B. Trombomodulină
B. Proteina S D. Factorul VII E. Factorul II
V) acest enzimă activată ca parte a complexului membranar acționează asupra substratului:
A. Fibrinogen B. Proteina C
B. Heparina
D. Protrombina D. Factorul X
G) activarea proteolitică a acestui substrat duce la formarea:
A. Fibrină
B. Proteina C activată
B. Factorul XIII G. Trombina
D. Factorul Ha
e) această proteină provoacă:
A. Activarea proteinei C
B. Conversia plasminogenului în plasmină
B. Formarea unui complex cu heparina D. Activarea factorului tisular
E. Scindarea peptidei din proenzimă
e) aceasta are ca rezultat:
A. Plasmină
B. Transglutamidaza activă
B. Monomer de fibrină
D. Trombina
și) această proteină este implicată în reacția:
A. Proteoliza parțială B. Fosforilarea
B. Carboxilarea D. Polimerizarea
D. Conjugări
h) Această reacție are ca rezultat:
A. Formarea trombului alb B. Agregarea trombocitară
B. Retracția gelului de fibrină
D. Formarea unui tromb roșu
D. Conversia fibrinogenului în fibrină
4. Finalizați sarcina „în lanț”:
A) Modificarea post-translațională a enzimelor sistemului de coagulare a sângelui este:
A. Fosforilarea serinei B. Oxidarea lizinei
B. Glicozilarea serinei
D. Carboxilarea glutamatului D. Hidroxilarea prolinei
b) coenzima este implicată în această reacție:
A. NADP+ B. FAD
E. Forma redusă de vitamina K (KN 2)
V) analog structural din această coenzimă este un medicament:
A. Sulfanilamidă B. Fenobarbital
B. Ditilin G. Warfarina
D. Alopurinol
d) tratamentul cu acest medicament cauzează (selectați răspunsurile corecte):
A. Creșterea coagularii sângelui
B. Încălcarea formării complexelor membranare enzimatice
B. Scăderea coagularii sângelui
D. Accelerarea translației enzimelor proteolitice ale externe
modalităţi de coagulare a sângelui D. Creşterea vitezei de polimerizare a fibrinei.
5. Alege raspunsurile corecte.
Inhibitorii de coagulare a sângelui sunt:
A. a 2 - Macroglobulina B. Antitrombina III
B. Plasmină
G. Anticonvertin D. a^Antitripsină
6. Finalizați sarcina „în lanț”.
A) trombomodulina activează:
A. Proteina C B. Proteina S
B. Factorul tisular G. Protrombina
D. Trombina
b) această proteină își schimbă conformația și dobândește capacitatea de a activa:
A. Factorul VIII B. Factorul V
B. Proteina S D. Proteina C
D. Antitrombina III
V) activarea proteinei la alegere stimulează formarea următorului complex membranar, în care proteina activatoare este:
A. Proteina S B. Proteina C
B. Plasmină D. Factorul V
G) acest activator crește afinitatea serin proteazei pentru substraturi (selectați răspunsurile corecte):
A. Factorul Va B. Factorul VIIa
B. fibrina
G. Factorul VIIIa D. Trombina
7. Alege raspunsurile corecte.
Plasmina:
A. Se formează ca urmare a proteolizei parțiale din proenzimă. B. Este o serin protează
B. Activat de heparină D. Hidrolizează fibrina
D. Inhibat de α 2 -macroglobulină
8. Alege raspunsurile corecte. Hipoalbuminemia apare atunci când:
B. Sindromul nefrotic
B. Neoplasme maligne la nivelul ficatului D. Ciroza hepatică
D. Boala biliară.
9. Alege raspunsurile corecte.
Hiperproteinemia apare atunci când:
B. Poliurie
b. boli infecțioase D. Vărsături repetitive
D. Sângerare prelungită
STANDARDE DE RĂSPUNSURI LA „SARCINI DE AUTOCONTROL”
1. B→A→C→T→D
2. B, C, D, D
3. a) D, b) D, c) D, d) D, e) D, f) D, g) A, h) D
4. a) D, b) D, c) D, d) B, C
5. A, B, D, D
6. a) D, b) D, c) A, d) A, D
7. A, B, D, D
8. B, C, D
9. A B C D
TERMENI ȘI CONCEPTE DE BAZĂ
1. Methemoglobin reductază
2. Bisfosfoglicerat mutaza
3. Superoxid dismutaza
4. Glutation reductază
5. Corpuri Heinz
6. Hemostaza
7. Aderența și agregarea trombocitelor
8. Hemofilie
9. Tromboza
10. Coagularea sângelui (externă și calea interioara coagularea sângelui)
11. Factori de coagulare a sângelui
12. Vitamina K
13. Sistem anticoagulant (antitrombină III, anticonvertin și 2-macroglobulină, sistem proteina C)
14. Fibrinoliza
15. Proteine plasmatice din sânge (albumină, α 1 -globuline, α 2 -globuline, β-globuline și γ-globuline)
16. Hiperproteinemie. Hipoproteinemie
SARCINI PENTRU MUNCĂ AUDIȚIONALĂ
Rezolva probleme
1. Paracetamolul este o substanță antipiretică și analgezică care face parte din unele medicamente, cum ar fi gripa, fervex. Cu toate acestea, astfel de medicamente sunt contraindicate persoanelor care au un defect genetic în glucozo-6-fosfat dehidrogenază eritrocitară. Care sunt consecințele consumului de medicamente care conțin paracetamol la pacienții cu deficiență a acestei enzime? Pentru a răspunde la o întrebare scrie:
a) reacția de formare a anionului superoxid în eritrocite;
b) schema de neutralizare a speciilor reactive de oxigen în eritrocite și explicați semnificația reacțiilor oxidative ale căii pentozo-fosfat pentru desfășurarea normală a acestui proces.
2. Un pacient care suferă de granulomatoză cronică s-a dovedit a avea un deficit ereditar de NADPH oxidază. În această boală, unele microorganisme rămân viabile în interiorul fagocitelor, iar antigenele lor provoacă un răspuns imun celular și formarea de granuloame. Explicați rolul NADPH oxidazei în fagocitoză. Pentru aceasta:
a) scrieți reacția catalizată de această enzimă;
b) indicaţi substanţele a căror sinteza este redusă în celulele fagocitare în cazul deficitului de NADPH-oxidază.
3. În glandele salivare lipitoare medicinală conține un inhibitor de trombină - peptida hirudină. În sângele uman, hirudina formează un complex cu trombina, în care enzima își pierde capacitatea de a converti fibrinogenul în fibrină. De ce se folosește hirudoterapia (terapia cu lipitori) pentru a preveni tromboza în boli cardiovasculare? Descrieți pentru a răspunde la întrebare:
a) stadiile formării trombului de fibrină;
b) caracteristicile structurale ale protrombinei și mecanismul transformării acesteia în trombină.
4. Pentru a preveni tromboza și tromboembolismul după infarctul miocardic, medicul a prescris pacientului warfarină și a recomandat o dietă care exclude alimentele bogate în vitamina K (varză, spanac, salată verde, ceai verde) în timpul tratamentului. Justificați recomandarea medicului. Pentru aceasta:
a) indicați coenzima formată în organism din vitamina K;
b) explicați semnificația modificării post-translaționale a serin proteazelor, în care este implicată această coenzimă;
c) descrie rolul proteazelor în complexele enzimatice membranare ale căii externe de coagulare a sângelui.
5. În absența ionilor de Ca2+, sângele nu se coagulează. Ce rol joacă Ca2+ în coagularea sângelui? Pentru a răspunde la o întrebare:
a) descrieți compoziția complexelor membranare din stadiul procoagulant al căii externe de coagulare a sângelui și secvența interacțiunii lor;
b) indicaţi rolul Ca 2+ în formarea acestor complexe.
6. O embolie pulmonară a fost găsită la un nou-născut cu deficit ereditar de proteină C. De ce un copil homozigot pentru o astfel de mutație poate muri imediat după naștere dacă nu i se administrează terapie de substituție cu proteina C? Pentru a răspunde la o întrebare:
a) scrieți schema de reacție a sistemului proteinei C;
b) Explicați rolul trombinei în hemostază.
7. Un pacient care suferea de tromboflebită i s-a prescris tratament cu activator tisular de plasminogen (tPA) pentru a preveni tromboza. Explicați mecanismul de acțiune al medicamentului recomandat de medic. Pentru a face acest lucru, prezentați o diagramă a sistemului fibrinolitic din sânge și indicați rolul tPA, inhibitorul activatorului de plasminogen și inhibitorii plasminei.
8. O tulburare ereditară autozomal recesivă rară, analbuminemia, este însoțită de aproape absenta totala albumină. De ce pacienții cu această patologie au edem? Pentru a răspunde la întrebare, vă rugăm să furnizați:
a) caracteristici ale compoziției de aminoacizi a albuminei;
b) funcţiile acestei proteine plasmatice sanguine.
Pentru diagnosticul unui număr de boli, este important să aveți o viziune obiectivă asupra stării. metabolismul carbohidraților, al cărui indicator cardinal este conținutul de zahăr din sânge.
Glucoza este principalul indicator al metabolismului carbohidraților, adică. sursa primară de energie a organismului, iar creierul și celulele roșii din sânge sunt complet dependente de nivelul de glucoză pentru consumatorii lor. Mai mult de jumătate din energia pe care o folosește corpul nostru provine din oxidare. Prin urmare, concentrația de glucoză din organism joacă un rol principal în metabolismul energetic, iar menținerea acesteia la un nivel adecvat este esențială și decisivă pentru viabilitate. Concentrația de glucoză din sânge este determinată de echilibrul dintre consumul acesteia și aportul din alimente sau ca urmare a sintezei în organism. Metabolismul carbohidraților are un efect important asupra funcției eritrocitelor. Glucoza intră în eritrocit din plasma înconjurătoare printr-un transport dependent de energie, care nu este afectat de insulină.
La conditii normale mai mult de 90% din glucoza utilizată de eritrocite suferă glicoliză, care furnizează ATP-ul necesar proceselor dependente de energie prin membrana celulara. Pe lângă faptul că permit absorbția glucozei, aceste mecanisme de transport facilitează mișcarea către exterior și spre interior a Na și K pentru a menține compoziția caracteristică a conținutului în celule împotriva gradienților de concentrație plasmatică. În timpul reacției trioză fosfat dehidrogenază a glicolizei, se formează și NADH, care este necesar pentru a restabili excesul de methemoglobină, care se poate forma în eritrocit sub influența agenților de oxidare.
produs secundar reacțiile glicolitice este 2,3 difosfoglicerat. Este principalul compus care conține fosfo din eritrocite și servește ca un anion important, echilibrând cationii intracelulari și acționând, de asemenea, ca agent de tamponare. Prin legarea de hemoglobină, 2,3 difosfogliceratul își reduce afinitatea pentru oxigen, facilitând astfel eliberarea oxigenului în țesuturi.
2,3 difosfogliceratul reglează funcția de transport de oxigen a hemoglobinei, acest lucru este evidențiat de datele privind modificările conținutului acestui organofosfat în sângele oamenilor în timpul adaptării la condițiile hipoxice. ATP și DFG servesc ca o legătură care conectează energia celulei cu activitatea funcțională a moleculelor de hemoglobină conținute în eritrocite. Prin urmare, multe caracteristici ale comportamentului hemoglobinei sunt determinate de caracteristicile glicolizei și de acumularea de DPG și ATP.
În eritrocite, procesul de glicozilare a hemoglobinei se realizează treptat. Hemoglobina este localizată în eritrocit și are în compoziția sa o componentă proteică - globina, care intră într-o legătură ireversibilă cu glucoza din sânge. Procesul de formare a unei astfel de legături se numește glicozilare, iar „produsul” care se formează se numește hemoglobină glicozilată. Deoarece cantitatea de HbA1c formată este direct proporțională cu concentrația de glucoză din sânge și cu durata „contactului” dintre glucoză și eritrocite, acest indicator reflectă starea metabolismului carbohidraților unei persoane în ultimele 90-120 de zile ( durata medie viața unui eritrocite în organism). Procesul de glicozilare este o reacție neenzimatică, post-translațională a glucozei cu hemoglobina. Confirmarea faptului că adăugarea de glucoză are loc după crearea unei molecule structurale de hemoglobină și eritrocite, în general, este absența HbA1c în eritroblaste, așa că devine clar de ce conținutul de HbA1c este mult mai mare în eritrocitele vechi. Conținutul de hemoglobină glicozilată în practic oameni sanatosi este 4-6% ( performanță normală variază oarecum atunci când se utilizează diferite metode pentru determinarea HbA1c). Semnificația științifică a procesului este determinată de relația dintre metabolismul carbohidraților, proteinelor și oxigenului la oameni și animale.
Eritrocitul este o celulă foarte specializată, bine adaptată pentru transportul gazelor. Eritrocitul nu este caracterizat de procese anabolice. Moleculele și enzimele structurale necesare sunt sintetizate în prealabil în procesul de diferențiere și maturare a eritrocitelor.
Caracteristicile metabolismului proteinelor în eritrocite
Într-un eritrocit matur, proteinele nu sunt sintetizate, deoarece nu are ribozomi, EPR, aparat Golgi si nucleu. Cu toate acestea, peptida glutation este sintetizată în citoplasmă.
Biosinteza glutationului se realizează în 2 etape:
1). ATP+ acid glutamic+ cisteină γglutamilcisteină + ADP + Fn
2). ATP + γ-glutamilcisteină + glicinăglutation + ADP + Fn
Prima etapă este catalizată de γ-glutamilcisteină sintetază, a doua etapă este catalizată de glutation sintetaza.
Catabolismul proteinelor în eritrocite este neenzimatic. Proteinele sunt distruse și inactivate în eritrocit sub influența unor factori nefavorabili: FRO, glicozilare, interacțiune cu metale grele și toxine.
Caracteristicile schimbului de nucleotide în eritrocite
Într-un eritrocit matur:
AMP poate fi sintetizat din FRPP (din riboză-5f) și adenină.
AMP este convertit de ATP în ADP.
În reacțiile de fosforilare a substratului (glicoliză), ADP este transformat în ATP.
În glicoliză, NAD+ este redus la NADH2, care este folosit pentru a regenera hemoglobina din methemoglobină.
În PFSH, NADP + este redus la NADPH 2 , care este utilizat pentru funcționarea sistemului antioxidant.
Caracteristicile metabolismului lipidelor în eritrocite
Într-un eritrocit matur, lipidele nu sunt sintetizate, cu toate acestea, eritrocitul poate schimba lipide cu lipoproteinele din sânge. Catabolismul lipidic este non-enzimatic, în reacția LPO are loc deteriorarea și distrugerea lipidelor.
Caracteristicile metabolismului carbohidraților în eritrocite
În eritrocitele mature, carbohidrații nu sunt sintetizați. Catabolismul carbohidraților apare în proporție de 90% în glicoliza anaerobă și 10% în PFS, substratul principal fiind glucoza. Glucoza pătrunde în eritrocite prin difuzie facilitată cu ajutorul GLUT-2. Alături de glucoză, eritrocitul poate folosi fructoză, manoză, galactoză, precum și inozină, xilitol și sorbitol.
În timpul procesului de glicoliză implicând fosfoglicerat kinaza Și piruvat kinaza Se formează ATP și cu participarea 3-PHA dehidrogenaza NADH 2 este restaurat. În stadiul oxidativ al PFS cu participare glucozo-6-fosfat dehidrogenază Și 6-fosfogluconat dehidrogenază NADPH 2 este restaurat.
Produsul final al glicolizei anaerobe, lactat, este eliberat în plasma sanguină și este direcționat în primul rând către ficat pentru gluconeogeneză.
Metabolismul energetic în eritrocite
ATP-ul format în glicoliza anaerobă este utilizat pentru funcționarea ATPazelor de transport, pentru funcționarea citoscheletului și sinteza anumitor substanțe. Timp de 1 oră, toate celulele roșii din sânge consumă 0,7 g de glucoză.
Un defect genetic al oricărei enzime glicolitice duce la o scădere a producției de ATP, ducând la o scădere a activității. N / A + ,LA + -ATPaze presiunea osmotică crește și apare șocul osmotic.
Pentru a evalua eficiența sistemelor de transport, se determină rezistența osmotică a eritrocitelor. Rezistența osmotică a eritrocitelor din sângele proaspăt este în mod normal de 0,20-0,40% NaCl.
Eritrocitele umane mature se disting nu numai prin structura lor simplificată, ci și printr-un număr mai limitat de reacții metabolice. După cum știți, în procesul de transformare a unui reticulocit într-un eritrocit matur, în 1-3 zile apar modificări semnificative în metabolismul celulei. O parte semnificativă a proceselor de sinteză este oprită: capacitatea de a sintetiza proteine, heme, lipide, fosfolipide este perturbată, conținutul de acizi nucleici și ATP este redus brusc. Capacitatea de a respira este aproape complet pierdută din cauza inactivării enzimelor flavină și a citocrom oxidazei, ciclul acizilor tricarboxilici este perturbat
Eritrocitele, spre deosebire de reticulocite și eritrocariocite, își pierd capacitatea de a sintetiza purine, acizi nucleici și porfirine. Modificările metabolismului sunt combinate cu modificările morfologiei celulare pe măsură ce se maturizează. Într-un eritrocit matur nu există nucleu, ribozomii și mitocondriile sunt distruse sub acțiunea proteazelor și lipazelor.
Eritrocitele mature păstrează capacitatea de glicoliză, utilizând o cantitate mică de glucoză în ciclul pentozei.
După cum se știe, funcția principală (de transport de oxigen) a eritrocitelor nu este dependentă de energie. Cu toate acestea, pentru a menține o serie de alte funcții, stabilitatea membranei eritrocitelor importanţă are capacitatea celulelor de a sintetiza ATP, precum și compuși cu o mare capacitate de reducere, în special NADH, NADP-H. Alimentarea cu energie a celulei se realizează datorită utilizării glucozei ca urmare a glicolizei anaerobe și s-a stabilit că, în condiții normale, eritrocitele utilizează numai glucoză în reacțiile de glicoliză, iar în absența acesteia, glucoza este perturbată. alimentare cu energie eritrocite.
trăsătură caracteristică Digestia anaerobă a carbohidraților din eritrocitele nenucleare este existența unei căi secundare de glicoliză, în urma căreia 1,3-difosfogliceratul (1,3 DFG) este transformat nu numai în 3-fosfoglicerat, ci și în 2,3-DFG. Din punct de vedere energetic, formarea 2,3-DPG este mai puțin eficientă, deoarece duce la formarea unei singure molecule de ATP în loc de două molecule care se acumulează în timpul căii principale de glicoliză. Cu toate acestea, rolul 2,3-DPG nu se limitează la participarea la mecanismul de rezervă al resintezei ATP. Semnificația principală a acestui compus este de a regla afinitatea hemoglobinei față de oxigen. Odată cu creșterea concentrației de 2,3-DFG în celulă, gradul de afinitate a hemoglobinei pentru oxigen scade; în care cantitate mare oxigenul este eliberat din oxihemoglobină și transferat în țesuturi. Odată cu scăderea concentrației de 2,3-DPG, afinitatea hemoglobinei pentru oxigen crește și la o anumită pO 2 se extrage mai puțin oxigen din oxihemoglobină. Nivelul de 2,3-DFG crește în bolile asociate cu hipoxie, precum și în timpul stresului, care se manifestă printr-o scădere a afinității hemoglobinei pentru oxigen și compensarea hipoxiei.
ATP reduce, de asemenea, afinitatea hemoglobinei pentru oxigen, dar, ca rezultat, în mod semnificativ mai mult conținut 2,3-DPG (de aproximativ 4 ori) ATP joacă un rol mult mai mic în acest proces.
Energia ATP, formată în reacțiile glicolitice, este utilizată de eritrocite pentru a produce următoarele procese:
1.Întreținere echilibru electrolitic eritrocite datorită mecanismului membranar activ dependent de energie (Na + /K + -ATPaza). Acesta din urmă asigură păstrarea unei concentrații intracelulare ridicate
ionii de potasiu, extracelular - ionii de sodiu, contracarează constanta
tendința ionilor de sodiu de a pătrunde în celulă și de ieșire a ionilor de potasiu.
Cu reacții glicolitice insuficiente și reacții de resinteză ATP în
în eritrocite are loc o creștere a difuziei pasive a ionilor în funcție de gradientul de concentrație; ionii de sodiu și apa se acumulează în eritrocit, ceea ce duce la umflarea și hemoliza acestuia.
2.Lansarea reacțiilor de producere a energiei în eritrocite. Macroergic
Legăturile ATP fosfat sunt necesare pentru a iniția reacția de glicoliză, în
timp în care glucoza este fosforilată la
acesta în glucoză-6-fosfat.
3.Menținerea fierului în hem în mod redus (bivalent)
formă. Formarea de oxidanți în eritrocit sub influența agenților patogeni
factorii pot duce la oxidarea fierului hemoglobinei, apariția metahemoglobinei care conține fier feric și incapabil să transporte oxigen. Mai mult, dacă peroxizii și agenții oxidanți nu sunt inactivați, poate apărea denaturarea și precipitarea hemoglobinei. În condiții fiziologice antioxidanti naturaliîn eritrocite sunt forme reduse glutation și acid ascorbic;
formarea methemoglobinei este foarte cantități mici, iar transformarea sa inversă în hemoglobină redusă este asigurată cu participarea NAD-H-methemoglobin reductazei. Astfel, protecția eritrocitelor de oxidanți are loc cu participarea obligatorie a NADP-H și NADH, formate în reacțiile dependente de energie de glicoliză și șunt de pentoză.
4. Menținerea membranei celulare și a formei eritrocitelorîn detrimentul
creând un anumit raport între redus și oxidat
forme de glutation. Glutationul poate fi ușor oxidat și astfel
protejează o serie de proteine structurale și enzimatice importante de oxidare
eritrocite, hemoglobină de fier etc.
În condiții de insuficiență congenitală sau dobândită a aprovizionării cu energie a eritrocitelor, cu încălcări ale activității enzimelor glicolitice, precum și a enzimelor de oxidare a glucozei cu pentoză fosfat, glutation reductază, ATP sintetaza, are loc destabilizarea membranei eritrocitare, apariția sferocitozei și hemocitozei.
5. Menținerea nivelului necesar de 2,3-DPG în interiorul celulei- Regulator al gradului de afinitate al hemoglobinei față de oxigen.
Începând cu a 60-a zi din momentul in care eritrocitul intră în sânge, activitatea enzimelor sale scade treptat, ceea ce este însoțit de o scădere a aportului de energie al celulei și o suprimare treptată a tuturor proceselor dependente de energie.
Pentru sustinere activitate functionala celulele corpului au nevoie de energie. Eritrocitele mature care circulă în sânge sunt celule active metabolic, în ciuda lipsei capacității de a sintetiza proteine, defalcarea aerobă a glucozei în ciclul acidului citric Krebs (G.E. Vladimirov conform Rapoport, 1970). Principalul proces de schimb de energie în ele este glicoliza. Procesul care are loc în eritrocite este apropiat de procesele din alte celule și țesuturi și este descris în detaliu (Fedorov N.A. conform Riker, 1976). http://www.gemotest.ru/ spermogramă cost preț pentru serviciile noastre cost.
Caracteristicile specifice ale glicolizei în eritrocite includ utilizarea, pe lângă glucoză, a altor monozaharide: fructoză, manoză, galactoză, precum și inozină, sorbitol în prezența enzimelor adecvate (Yoshikawa, 1968). Glicoliza produce ATP și NADH. Energia glicolizei este utilizată pentru a transporta activ cationii prin membrana celulară și pentru a menține raportul dintre ionii de potasiu și sodiu din eritrocite și plasmă, pentru a menține integritatea membranei și forma biconcavă a celulei. NADH rezultat este utilizat pentru a reduce acidul piruvic la acid lactic și pentru a reduce methemoglobina cu participarea methemoglobinei reductazei. Compoziția methemoglobinei conține fier feric, drept urmare nu este capabil să transporte oxigen. O trăsătură caracteristică a glicolizei în eritrocite este conversia 1,3-difosfogliceratului nu numai în 3-fosfoglicerat, ci și în acid 2,3-difosfogliceric sub acțiunea difosfogliceromutazei. 2,3-difosfogliceratul, împreună cu ATP, este important în reglarea afinității hemoglobinei pentru oxigen. Pe măsură ce eritrocitul îmbătrânește, capacitatea de a restabili methemoglobina la hemoglobină scade, adică. încălcarea activității funcționale a eritrocitelor. Acest lucru se datorează tocmai unei scăderi a intensității glicolizei, în urma căreia se formează NADH, care este necesar pentru acțiunea methemoglobin reductazei. O scădere a conținutului de 2,3-difosfoglicerat duce la o deplasare a curbei de disociere spre stânga, o deteriorare a întoarcerii oxigenului către țesuturi.
Rezultatul tuturor reacțiilor de glicoliză este conversia a 1 moleculă de glucoză în 2 molecule de acid lactic cu conversia simultană a 2 molecule ADP în 2 molecule ATP.
Alături de glicoliză - descompunerea anaerobă a glucozei în acid lactic - în eritrocite există o cale suplimentară pentru utilizarea glucozei - oxidarea directă la dioxid de carbonși apă în timpul ciclului pentozei fosfat. Această cale nu se poate distinge de procesele similare care apar în alte celule și țesuturi; rezultatul total al ciclului este oxidarea uneia dintre cele 6 molecule de glucoză-6-fosfat la 6 molecule de CO2 și reducerea a 12 molecule de NADPH. Rolul ciclului pentozei în eritrocitele mature este, pe de o parte, în formarea fosfaților de pentoză. În reacția ciclului se formează fosfat de 3-gliceraldehidă, care suferă transformări în lanțul reacțiilor glicolitice și, astfel, este o sursă suplimentară de energie. Semnificația principală a ciclului pentozei fosfat constă în formarea moleculelor NADPH. Valoarea NADPH este determinată de participarea sa la o serie de reacții necesare pentru a menține activitatea funcțională și integritatea eritrocitelor. Acestea includ reducerea methemoglobinei la hemoglobină cu participarea NADPH și a methemoglobin reductazei și reducerea glutationului oxidat cu ajutor. NADPH - glutation reductază. Glutationul redus (GSH), o formă cu o grupă tiol care reacţionează liber, este de până la 96% în eritrocite total. Conservarea glutationului într-o stare redusă este necesară pentru a proteja o serie de enzime care conțin grupări SH de inactivare, pentru a proteja membrana celulară de acțiunea peroxizilor și denaturarea oxidativă ireversibilă a hemoglobinei.
