Педиатрия. Медицина и право. Онкология. Инфекция » човешка анатомия » Биологично действие на паратироидния хормон. паратхормон и калцитонин. Химическа природа. Механизъм на действие на молекулярно ниво. Влияние при. Какво ще правим с получения материал?

Биологично действие на паратироидния хормон. паратхормон и калцитонин. Химическа природа. Механизъм на действие на молекулярно ниво. Влияние при. Какво ще правим с получения материал?

Хормонът се синтезира от паращитовидните жлези. Това е полипептид (84 аминокиселини). Краткосрочната регулация на секрецията на паратироидния хормон се осъществява от Ca ++, а за дълго време - 1,25 (OH) 2D3 заедно с калций.

Паратиреоидният хормон взаимодейства със 7-TMS-(R), което води до активиране на аденилат циклазата и повишаване на нивата на cAMP. В допълнение, Ca ++, както и ITP и диацилглицерол (DAG) са включени в механизма на действие на паратироидния хормон. Основната функция на паратироидния хормон е да поддържа постоянно ниво на Са++. Той изпълнява тази функция, като засяга костите, бъбреците и (чрез витамин D) червата. Ефектът на паратироидния хормон върху тъканните остеокласти се осъществява главно чрез ITP и DAG, което в крайна сметка стимулира костното разграждане. В проксималните тубули на бъбреците паратироидният хормон инхибира реабсорбцията на фосфати, което води до фосфатурия и хипофосфатемия, също така повишава реабсорбцията на калций, т.е. намалява екскрецията му. В допълнение, паратироидният хормон повишава активността на 1-хидроксилазата в бъбреците. Този ензим участва в синтеза на активни форми на витамин D.

Навлизането на калций в клетката се регулира от неврохормонални сигнали, някои от които увеличават скоростта на навлизане на Ca + в клетката от междуклетъчното пространство, други - освобождаването му от вътреклетъчните депа. От извънклетъчното пространство Ca2+ навлиза в клетката през калциевия канал (белтък, състоящ се от 5 субединици). Калциевият канал се активира от хормони, чийто механизъм на действие се осъществява чрез цАМФ. Освобождаването на Ca2+ от вътреклетъчните депа става под действието на хормони, които активират фосфолипаза С, ензим, способен да хидролизира фосфолипида на плазмената мембрана FIFF (фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат) в DAG (диацилглицерол) и ITP (инозитол-1,4). ,5-трифосфат):

ITP се свързва със специфичен калцизомен рецептор (където се натрупва Ca2+). Това променя конформацията на рецептора, което води до отваряне на вратата, блокирайки канала за преминаване на Ca2+ от калцизомата. Освободеният от депото калций се свързва с протеин киназа С, чиято активност повишава DAG. Протеин киназа С от своя страна фосфорилира различни протеини и ензими, като по този начин променя тяхната активност.

Калциевите йони действат по два начина: 1) свързват отрицателно заредени групи на повърхността на мембраните, като по този начин променят тяхната полярност; 2) се свързват с протеина калмодулин, като по този начин активират много ключови ензими на въглехидратния и липидния метаболизъм.

Липсата на калций води до развитие на остеопороза (крехки кости). Недостигът на калций в организма води до дефицита му в храната и хиповитаминоза D.

Дневната нужда е 0,8–1,0 g / ден.

Витамин D играе изключително важна роля в метаболизма на калция заедно с паратирина и тирокалцитонина.

Протеиновите хормони също включват паратиреоиден хормон (паратироиден хормон), по-точно група паратироидни хормони, които се различават по последователността на аминокиселините. Те се синтезират от паращитовидните жлези. Още през 1909 г. е показано, че отстраняването на паращитовидните жлези причинява тетанични конвулсии при животни на фона на рязък спад на концентрацията на калций в кръвната плазма; въвеждането на калциеви соли предотврати смъртта на животните. Но едва през 1925 г. е изолиран активен екстракт от паращитовидните жлези, предизвикващ хормонален ефект - повишаване на съдържанието на калций в кръвта. Чистият хормон е получен през 1970 г. от паращитовидните жлези на говеда; същевременно се определя нейната първична структура. Установено е, че паратироидният хормон се синтезира като прекурсор (115 аминокиселинни остатъка) на паратироидния хормон, но първичният продукт на гена се оказва препропаратироиден хормон, съдържащ допълнителна сигнална последователност от 25 аминокиселинни остатъка. Молекулата на говеждия паратироиден хормон съдържа 84 аминокиселинни остатъка и се състои от една полипептидна верига.

Установено е, че паратхормонът участва в регулирането на концентрацията на калциевите катиони и свързаните с тях аниони на фосфорната киселина в кръвта. Както знаете, концентрацията на калций в кръвния серум се отнася до химически константи, нейните дневни колебания не надвишават 3–5% (обикновено 2,2–2,6 mmol/l). Йонизираният калций се счита за биологично активна форма, концентрацията му варира от 1,1–1,3 mmol / l. Калциевите йони се оказват съществени фактори, незаменими от други катиони за редица жизненоважни физиологични процеси: мускулна контракция, нервно-мускулно възбуждане, коагулация на кръвта, пропускливост на клетъчната мембрана, активност на редица ензими и др. Следователно, всякакви промени в тези процеси, причинени от дългосрочна липса на калций в храната или нарушение на неговата абсорбция в червата, водят до увеличаване на синтеза на паратиреоиден хормон, което допринася за измиването на калциевите соли (в под формата на цитрати и фосфати) от костната тъкан и съответно до разрушаване на минерални и органични компоненти на костите.

Друг целеви орган за паратироидния хормон е бъбрекът. Паратироидният хормон намалява реабсорбцията на фосфат в дисталните тубули на бъбрека и повишава тубулната реабсорбция на калций.

Трябва да се отбележи, че три хормона играят основна роля в регулацията на концентрацията на Ca 2+ в извънклетъчната течност: паратироиден хормон, калцитонин, синтезиран в щитовидната жлеза, и калцитриол, производно на D 3 . И трите хормона регулират нивото на Ca 2+, но механизмите им на действие са различни. И така, основната роля на калцитриол е да стимулира абсорбцията на Ca 2+ и фосфат в червата и срещу градиента на концентрация, докато паратироидният хормон насърчава освобождаването им от костната тъкан в кръвта, абсорбцията на калций в бъбреците и екскрецията на фосфати в урината.

Край на работата -

Тази тема принадлежи на:

Биохимия

Федерална агенция за образование. Бузулукски хуманитарен технологичен институт.. Клон на държавната образователна институция..

Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:

Какво ще правим с получения материал:

Ако този материал се оказа полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:

Всички теми в този раздел:

Предмет на биохимията
Биологичната химия е наука, която изучава химичния състав на органите и тъканите на организмите и химичните процеси и трансформации, които са в основата на тяхната жизнена дейност. Модерни биочи

История на развитието на биохимията
Могат да се откроят основните етапи в развитието на биохимичната наука. 1. “Протобиохимия”. Концепции за жизнените процеси и тяхната природа, развити в древността, античността, през Средновековието

Методи на изследване
Основният обект на биохимията е изучаването на метаболизма и енергията. Съвкупността от процеси, които са неразривно свързани с живота, се нарича метаболизъм. Размяна на предмети

Значението на биохимията като наука
Сега е невъзможно да си представим наука, която не би се справила без постиженията на биохимията. Значението на биологичната химия не може да бъде пренебрегнато. Има както научни, така и практически последици.

Елементарен състав на белтъците
Вече е установено, че в дивата природа не съществуват непротеинови организми. Протеините са най-важната част от веществата, които изграждат тялото. За първи път са открити протеините

Аминокиселинен състав на протеините
Аминокиселините (аминокарбоксилни киселини) са органични съединения, чиято молекула съдържа едновременно карбоксилни и аминови групи. Аминокиселините биха могли

Общи химични свойства
Аминокиселините могат да проявяват както киселинни свойства, дължащи се на наличието на карбоксилна група -COOH в техните молекули, така и основни свойства, дължащи се на аминогрупата -NH2

Електрофилно-нуклеофилни свойства
1) Реакция на ацилиране - взаимодействие с алкохоли: NaOH NH3 + - CRH - COO- + CH3OH + HC1 ͛

вътрешномолекулно дезаминиране
Ok-l NH3 + - 0CH - COO- аспартат амоняк-лиаза -OOS - -1C - H | || H - C-2H - COO-

Биологични функции на протеините
Функциите на протеините са изключително разнообразни. Всеки даден протеин, като вещество с определена химична структура, изпълнява една високоспециализирана функция и само в няколко отделни случая - n

Протеинови структури
Получени са доказателства за предположението на K. Linderström-Lang за съществуването на 4 нива на структурна организация на протеиновата молекула: първична, вторична, третична и кватернерна структура

Определяне на С-терминална аминокиселина с натриев борохидрид
Може да се види, че при тези условия само една, а именно С-терминалната, аминокиселина ще бъде превърната в α-амино алкохол, който лесно се идентифицира чрез хроматография. По този начин, използвайки

Физико-химични свойства на протеините
Най-характерните физикохимични свойства на протеините са висок вискозитет на разтворите, лека дифузия, способност за набъбване в широк диапазон, оптична активност

Химия на нуклеиновите киселини
В наше време е трудно да се назове област на естествените науки, която да не се интересува от проблема за структурата и функциите на нуклеиновите киселини. Въпреки огромния напредък, постигнат през последните десетилетия,

Методи за изолиране на нуклеинова киселина
Когато изучава химичния състав и структурата на нуклеиновите киселини, изследователят винаги е изправен пред задачата да ги изолира от биологични обекти. Нуклеиновите киселини са част от комплекса

Химичен състав на нуклеиновите киселини
Нуклеиновите киселини (ДНК и РНК) са сложни макромолекулни съединения, състоящи се от малък брой отделни химични компоненти с по-проста структура. Да, стр

Структура на нуклеиновите киселини
За да се разберат редица характеристики на структурата на ДНК, закономерностите в състава и количественото съдържание на азотните основи, установени за първи път от Е. Чаргаф, са от особено значение. Оказа се, че азот

Първична структура на нуклеиновите киселини
Под първичната структура на нуклеиновите киселини разбирайте реда, последователността на подреждането на мононуклеотидите в полинуклеотидната верига на ДНК и РНК. Такава верига се стабилизира от 3,5"-fos

Вторична структура на нуклеиновите киселини
В съответствие с модела на Дж. Уотсън и Ф. Крик, предложен през 1953г. въз основа на редица аналитични данни, както и на рентгенов дифракционен анализ, молекулата на ДНК се състои от две вериги, образуващи дясната

Третична структура на нуклеиновите киселини
Изключително трудно е да се изолира нативна ДНК молекула от повечето източници, по-специално хромозоми, поради високата чувствителност на ДНК молекулата към тъканни нуклеази и хидродинамично разграждане.

Трансфер РНК
тРНК представлява около 10-15% от общото количество клетъчна РНК. Към днешна дата са открити повече от 60 различни тРНК. За всяка аминокиселина в клетката има поне една специфична

Информационна РНК
В редица лаборатории (по-специално в лабораторията на S. Brenner) са получени данни за възможността за съществуване в клетките в комбинация с рибозоми на краткотрайна РНК, наречена информ.

Характеристики на ензимите, техните свойства
Всички жизнени процеси се основават на хиляди химични реакции. Те отиват в тялото без използването на висока температура и налягане, т.е. при меки условия. Вещества, които се окисляват в клетките

Отличителни черти на ензимната и химичната катализа
По принцип клетката използва същите химични реакции като химика в неговата лаборатория. Въпреки това се налагат строги ограничения върху условията за протичане на реакциите в клетката. В лабораторията за

Пространствена структура
Причината за всички тези уникални свойства на ензимите е тяхната пространствена структура. Всички ензими са глобуларни протеини, много по-големи от субстрата. Това е тази ситуация

Функции на коензимите и простетични групи
5.4.1 Коензими и витамини. Коензимите са органични вещества, чиито предшественици са витамините. Някои от тях са хлабаво свързани с протеина (NAD, HSCoA и др.). имат ензим

Механизмът на действие на ензимите
Структурата и функциите на ензимите, както и механизмът на тяхното действие, се обсъждат подробно на много международни симпозиуми и конгреси почти всяка година. Важно място е отделено на разглеждането на структурата на цялото

Уравнения на Михаелис-Ментен и Лайнуивър-Бърк
Едно от характерните прояви на живота е удивителната способност на живите организми да регулират кинетично химичните реакции, потискайки желанието за постигане на термодинамично равновесие.

Фактори, които определят активността на ензимите. Зависимостта на скоростта на реакцията от времето
В този раздел накратко се разглеждат общите фактори, по-специално зависимостта на скоростта на ензимната реакция от времето, ефектът на концентрациите на субстрата и ензима върху скоростта на реакциите, катализирани от fe

Ефект на концентрациите на субстрата и ензима върху скоростта на ензимната реакция
Важен извод следва от материала, представен по-рано: един от най-значимите фактори, определящи скоростта на ензимната реакция, е концентрацията на субстрата (и

Ензимно активиране и инхибиране
Скоростта на ензимната реакция, както и активността на ензима, също до голяма степен се определят от наличието на активатори и инхибитори в средата: първите увеличават скоростта на реакцията, докато вторите инхибират

Молекулен механизъм на действие на металите в ензимната катализа или ролята на металите в ензимното активиране
В някои случаи металните йони (Co2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+) действат като простетични групи от ензими или служат като акцептори и донори.

Приложение на ензими
Притежавайки висока степен на селективност, ензимите се използват от живите организми за извършване на огромно разнообразие от химични реакции с висока скорост; те пазят своите

Химия на липидите
Липидите са обширна група от съединения, които се различават значително по своята химична структура и функция. Следователно е трудно да се даде едно определение, което да е подходящо за всички съединения.

Мастна киселина
Мастните киселини - алифатни карбоксилни киселини - могат да бъдат в тялото в свободно състояние (следи в клетките и тъканите) или да служат като градивни елементи за повечето

Глицериди (ацилглицероли)
Глицеридите (ацилглицероли или ацилглицероли) са естери на триатомния алкохол глицерол и висши мастни киселини. Ако мастните киселини са естерифицирани

Фосфолипиди
Фосфолипидите са естери на полиоли на глицерол или сфингозин с висши мастни киселини и фосфорна киселина. Фосфолипидите също съдържат азот

Сфинголипиди (сфингофосфолипиди)
Сфингомиелини Това са най-често срещаните сфинголипиди. Те се намират главно в мембраните на животински и растителни клетки. Особено богата на тях е нервната тъкан. SF

Стероиди
Всички разглеждани липиди обикновено се наричат ​​осапуняеми, тъй като сапуните се образуват по време на тяхната алкална хидролиза. Има обаче липиди, които не се хидролизират, за да отделят мастни киселини.

Химия на въглехидратите
За първи път терминът "въглехидрати" е предложен от професора на Дорпатския (сега Тарту) университет К.Г. Schmidt през 1844 г. По това време се предполага, че всички въглехидрати имат обща формула C

Биологичната роля на въглехидратите
Въглехидратите, заедно с протеините и липидите, са най-важните химични съединения, които изграждат живите организми. При хората и животните въглехидратите изпълняват важни функции: енергия

Монозахариди
Монозахаридите могат да се разглеждат като производни на многовалентни алкохоли, съдържащи карбонилна (алдехидна или кетонна) група. Ако карбонилната група е в края на веригата, тогава

Основни реакции на монозахариди, реакционни продукти и техните свойства
Хемиацетални хидроксилни реакции Вече беше отбелязано, че монозахаридите, както в кристално състояние, така и в разтвор, съществуват главно в полуацетални форми.

Олигозахариди
Олигозахаридите са въглехидрати, чиито молекули съдържат от 2 до 10 монозахаридни остатъка, свързани с гликозидни връзки. Съответно се разграничават дизахаридите

полизахариди
Полизахаридите са високомолекулни продукти на поликондензация на монозахариди, свързани помежду си чрез гликозидни връзки и образуващи линейни или разклонени вериги. Най-често срещаните мон

Хетерополизахариди
Полизахаридите, чиято структура се характеризира с наличието на два или повече вида мономерни единици, се наричат ​​хетерополизахариди. Общоприето е, че тъй като хетерополите

Витамини от група А
Витамин А (ретинол; антиксерофталмен витамин) е добре проучен. Известни са три витамина от група А: А1, А2 и цис-формата на витамин А1, т.нар

D витамини
Витамин D (калциферол; антирахитичен витамин) съществува под формата на няколко съединения, които се различават както по химична структура, така и по биологична активност. За човек

Витамини от група К
Витамините от група К, според номенклатурата на биологичната химия, включват 2 вида хинони със странични вериги, представени от изопреноидни връзки (вериги): витамини К1

Е витамини
В началото на 20-те години на миналия век Г. Еванс показа, че смесената храна съдържа вещество, което е абсолютно необходимо за нормалното възпроизводство на животните. И така, при плъхове, държани на синт

Водоразтворими витамини
Условно може да се счита, че отличителна черта на водоразтворимите витамини е участието на повечето от тях в изграждането на коензимни молекули (виж таблица 12), които са с ниска

Витамин РР
Витамин РР (никотинова киселина, никотинамид, ниацин) се нарича още антипелагричен витамин (от италианския превентивна пелагра - предпазващ от пелагра), тъй като

Биотин (витамин H)
През 1916 г. при експерименти върху животни е показано токсичното действие на суровия яйчен белтък; използването на черен дроб или мая премахва този ефект. Фактор, предотвратяващ развитието на токсикоза

Фолиева киселина
Фолиева (птероилглутаминова) киселина (фолацин), в зависимост от вида на животното или щама на бактериите, които се нуждаят от нормален растеж в присъствието на този хранителен фактор, т.нар.

Витамин Ц
Витамин С (аскорбинова киселина; антискорбутен витамин) се нарича антискорбутен, антискорбутен фактор, който предпазва от развитието на скорбут, заболяване, което отнема средно

витамин P
Витамин Р (рутин, цитрин; витамин на пропускливостта) е изолиран през 1936 г. от A. Szent-Gyorgyi от лимонова кора. Под термина "витамин Р", който повишава устойчивостта на капилярите (от латински permeabi

Обща концепция за хормони
Учението за хормоните се обособява като самостоятелна наука - ендокринология. Съвременната ендокринология изучава химичната структура на хормоните, произвеждани в жлезите с вътрешна секреция,

Хормони на хипоталамуса
Хипоталамусът служи като място за пряко взаимодействие между висшите части на централната нервна система и ендокринната система. Характерът на връзките, които съществуват между ЦНС и ендокринната система, стана по-ясен през последните десетилетия.

хормони на хипофизата
Хипофизната жлеза синтезира редица биологично активни хормони с протеинова и пептидна природа, които имат стимулиращ ефект върху различни физиологични и биохимични процеси в целевите тъкани (напр.

Вазопресин и окситоцин
Хормоните вазопресин и окситоцин се синтезират по рибозомния път. Химическата структура на двата хормона е дешифрирана от класическите трудове на V. du Vignot et al., които първи идентифицират

Меланоцит-стимулиращи хормони (MSH, меланотропини)
Меланотропините се синтезират и секретират в кръвта от междинния дял на хипофизната жлеза. Първичните структури на два вида хормони, α- и β-меланоцитни стимули, са идентифицирани и дешифрирани.

Адренокортикотропен хормон (АКТН, кортикотропин)
Още през 1926 г. е установено, че хипофизната жлеза има стимулиращ ефект върху надбъбречните жлези, повишавайки секрецията на кортикални хормони. ACTH, в допълнение към основното действие - стимулант

Соматотропен хормон (GH, растежен хормон, соматотропин)
Хормонът на растежа е открит в екстракти от предния дял на хипофизната жлеза още през 1921 г., но в химически чист вид е получен едва през 1956-1957 г. STH се синтезира в ацидофилни клетки

Лактотропен хормон (пролактин, лутеотропен хормон)
Пролактинът се счита за един от най-древните хормони на хипофизата, тъй като може да се намери в хипофизната жлеза на долноземни животни, които нямат млечни жлези, както и

Тиреотропен хормон (TSH, тиротропин)
За разлика от разглежданите пептидни хормони на хипофизната жлеза, които са представени главно от една полипептидна верига, тиреотропинът е сложен гликопротеин и освен това съдържа две

Гонадотропни хормони (гонадотропини)
Гонадотропините включват фоликулостимулиращ хормон (FSH, фолитропин) и лутеинизиращ хормон (LH, лутропин) или хормон, който стимулира интерстициалните клетки. И двата хормона

Липотропни хормони (LTH, липотропини)
Сред хормоните на предния дял на хипофизната жлеза, чиято структура и функция са изяснени през последното десетилетие, трябва да се отбележат липотропините, по-специално β- и γ-LTH. Най-подробните

Хормони на щитовидната жлеза
Щитовидната жлеза играе изключително важна роля в метаболизма. Това се доказва от рязка промяна в основния метаболизъм, наблюдавана при нарушения на щитовидната жлеза, както и редица

Хормони на панкреаса
Панкреасът е жлеза със смесена секреция. Неговата екзокринна функция се състои в синтеза на редица ключови храносмилателни ензими, по-специално амилаза, липаза, трипсин, химио-

Надбъбречни хормони
Надбъбречните жлези се състоят от две отделни морфологично и функционално части - медула и кортикално вещество. Медулата принадлежи към хромафиновата или надбъбречната система.

полови хормони
Половите хормони се синтезират главно в половите жлези на жените (яйчниците) и мъжете (тестисите); определено количество полови хормони се образува, освен това, в плацентата и надбъбречната кора

Молекулярни механизми на предаване на хормонален сигнал
Въпреки огромното разнообразие от хормони и хормоноподобни вещества, биологичното действие на повечето хормони се основава на изненадващо сходни, почти идентични фундаментални принципи.

Концепцията за метаболизма
Жизнената дейност на организма се осигурява от тясна връзка с външната среда, която доставя кислород и хранителни вещества, и постоянната трансформация на тези вещества в клетките на тялото. Ra продукти

биологично окисление
По време на биологичното окисление два водородни атома се отделят от органична молекула под действието на съответния ензим. В някои случаи между ензимите и окисления мо

Храносмилане и усвояване
Смилането на въглехидратите започва още в устната кухина под въздействието на слюнката, която съдържа ензимите амилаза и малтаза, които осигуряват разграждането на въглехидратите до глюкоза. В кухината на стомаха

непряко пряко
глюкоза (6 въглерода) ↓ глюкозо-6-фосфат (6 въглерода)

анаеробно разпадане
Анаеробното разграждане започва с разграждането на глюкозата - гликолиза или с разграждането на гликогена - гликогенолиза. Този път на разграждане се случва предимно в мускулите. Същността на този процес

Изомеризация на 3-фосфоглицерат
фосфоизомераза 2 O \u003d C - CH - CH2OF2O \u003d C - CH - CH2OH | | | | О-О О-ОФ

Аеробно разграждане
Пируватът, който се образува по време на анаеробното разграждане на въглехидратите, се декарбоксилира под действието на пируват дехидрогеназа (NAD + и коензим HSCoA) с образуването на ацетил коензим А. &nb

Структурата и синтеза на гликоген
Гликогенът е разклонен полизахарид, чийто мономер е глюкозата. Глюкозните остатъци са свързани в линейни участъци с 1-4 гликозидни връзки и в местата на разклоняване

Регулиране на синтеза и неговото нарушаване
Разграждането на гликогена става главно между храненията и се ускорява по време на тренировка. Този процес се осъществява чрез последователно разцепване на глюкозни остатъци под формата на глюко

Глюконеогенеза
Глюконеогенезата е процесът на синтезиране на глюкоза от невъглехидратни вещества. Основните субстрати на глюконеогенезата са пируват, лактат, глицерол и аминокиселини. Най-важната функция на глюконеогенезата

липиден метаболизъм
Липидите са разнообразна в структурно отношение група органични вещества, които имат общо свойство - хидрофобност. Мазнините - триглицеридите - са най-компактната и енергоемка форма за съхранение на енергия.

Преобразуване на триглицеридите и окисление на глицерол
Смилането на мазнини е хидролиза на мазнини от ензима панкреатична липаза. Неутралната мазнина, която навлиза в клетките, се хидролизира до глицерол и мастни киселини под действието на тъканни липази.

Окисление на мастни киселини
Мастните киселини са както наситени, така и ненаситени висши карбоксилни киселини, чиято въглеводородна верига съдържа повече от 12 въглеродни атома. Окисляване на мастни киселини в тялото

Биосинтеза на мастни киселини
Заедно с разграждането на мастните киселини в организма протича и тяхното образуване. Биосинтезата на мастни киселини е многоетапен, цикличен процес. I етап. 1) Кондензация на CO2.

Трансформации на глицерофосфатиди
В клетките, под действието на специфични ензими на фосфолипази, глицерофосфатидите се хидролизират до съставни компоненти: глицерофосфатидите се хидролизират от фосфолипази в глицерол, мастни киселини.

Значението на протеините в организма
Протеините са ензими, хормони и др., чийто синтез от неорганични вещества е възможен само в тялото на растенията. В животинските организми протеинът се синтезира от аминокиселини, някои от които се образуват в

Смилане и усвояване на протеини
Протеините не се разграждат в устната кухина, тъй като няма протеолитични ензими. Протеините се разграждат в стомаха под действието на стомашния сок, който се отделя 2,5 литра на ден. IN

Биосинтеза на протеини
Биосинтезата на протеини е от голямо научно и клинично значение. Разликата между един отделен протеин и друг се определя от естеството и последователността на редуване на аминокиселините, включени в неговия състав.

Дезаминиране на аминокиселини
Дезаминиране - разграждането на аминокиселините под действието на деаминази (оксидази) с освобождаване на азот под формата на амоняк. 1. Директното дезаминиране е характерно за α-аминокиселините (

Трансаминиране (трансаминиране) на аминокиселини
Трансаминирането е реакцията на прехвърляне на аминогрупа от аминокиселина към α-кето киселина. Само Лиз и Тре не са предварителни. R R" R R"

Декарбоксилиране на аминокиселини
Декарбоксилирането протича под действието на декарбоксилази с отстраняване на въглеродния диоксид от аминокиселината и образуването на амини.

Метаболизъм на сложни протеини
16.1 Метаболизъм на нуклеопротеините Нуклеопротеините и техните производни изпълняват различни функции в организма, като участват: - в синтеза на нуклеинови киселини

Обмяна на хемоглобин
От различните хромопротеини най-важен е хемоглобинът. Диетичният хемоглобин се разгражда в стомашно-чревния тракт на съставните си части глобин и хем. Глобин като протеин, хидролиз

Крайни продукти от разграждането на аминокиселините
В човешкото тяло се разграждат около 70 g аминокиселини на ден, докато в резултат на реакциите на дезаминиране и окисление на биогенни амини, голямо количество от

Синтез на урея, орнитинов цикъл
Основният механизъм за неутрализиране на амоняка в организма е биосинтезата на урея. Последният се екскретира с урината като основен краен продукт от белтъчната, респективно аминокиселинната обмяна.

Обмяна на отделни аминокиселини
Основната част от аминокиселините отива за синтеза на протеини, останалата част претърпява трансформации и участва в образуването на много вещества, които са от голямо значение за организма. въглерод

Връзката между метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати. Обмяна на вода и минерални соли
Живият организъм и неговото функциониране са в постоянна зависимост от околната среда. Интензивността на обмена с външната среда и скоростта на вътреклетъчните процеси на метаболизма

Връзката между метаболизма на въглехидратите и мазнините
Крайните продукти на метаболизма са CO2, H2O и урея. Въглеродният диоксид, образуван по време на декарбоксилирането на въглехидрати, мазнини, протеини, нуклеинови киселини навлиза

Връзката между въглехидратния и протеиновия метаболизъм
По време на разграждането на протеините се образуват аминокиселини, повечето от които се наричат ​​гликогенни и служат като източник на вещества, необходими за синтеза на въглехидрати. Първо се подлагат на аминокиселини

Връзката между протеиновия и мастния метаболизъм
Малко се знае за връзката между този тип метаболизъм. Възможно е превръщането на аминокиселините в мастни киселини да става първо чрез образуването на въглехидрати, въпреки че някои аминокиселини се наричат

Концепцията за хомеостаза
Тялото е термодинамична отворена система, така че това му позволява да поддържа стабилност, ниво на производителност, както и относително постоянство на вътрешната среда, която се нарича

Воден обмен и неговото регулиране
Водата е неразделна част от тялото. Всички метаболитни реакции протичат във водната среда, в която съществуват клетките, а връзката между тях се поддържа чрез течността. Основната част от биологичното

Обмен на минерали
Минералите са незаменими вещества за организма, въпреки че нямат хранителна стойност и не са източник на енергия. Тяхното значение се определя от факта, че те са част от всички

81. Йодтиронини - структура, синтез, механизъм на действие, биологична роля. Хипо- и хипертиреоидизъм.

Щитовидната жлеза секретирайодотиронини - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Това са йодирани производни на аминокиселината тирозин (виж Фигура 8).

Фигура 8Формули на тиреоидни хормони (йодтиронини).

Предшественикът на Т4 и Т3 е протеинът тиреоглобулин, съдържащ се в извънклетъчния колоид на щитовидната жлеза. Това е голям протеин, съдържащ около 10% въглехидрати и много тирозинови остатъци (Фигура 9). Щитовидната жлеза има способността да натрупва йодни йони (I-), от които се образува "активен йод". Тирозиновите радикали в тиреоглобулина са изложени на йодиране “активен йод” - образуват се монойодтирозин (MIT) и дийодтирозин (DIT). Тогава идва кондензация два йодирани тирозинови остатъка за образуване на Т4 и Т3, включени в полипептидната верига. Като резултат хидролиза йодиран тиреоглобулин под действието на лизозомни протеази се образуват и навлизат в кръвта свободни Т4 и Т3. Секрецията на йодтиронини се регулира от тироид стимулиращия хормон (TSH) на хипофизната жлеза (виж таблица 2). Катаболизмът на тиреоидните хормони се осъществява чрез разцепване на йод и дезаминиране на страничната верига.

Фигура 9Схема за синтеза на йодтиронини.

Тъй като Т 3 и Т4 са практически неразтворими във вода, присъстват в кръвта под формата на комплекси с протеини, главно с тироксин-свързващ глобулин (α1-глобулинова фракция).

Йодотиронините са хормони с пряко действие. Вътреклетъчните рецептори за тях присъстват във всички тъкани и органи, с изключение на мозъка и половите жлези. Т4 и Т3 са индуктори на над 100 различни ензимни протеини. Под действието на йодтиронините в целевите тъкани се осъществява следното:

1) регулиране на клетъчния растеж и диференциация;

2) регулиране на енергийния метаболизъм (увеличаване на броя на ензимите на окислителното фосфорилиране, Na +, K + -ATPase, увеличаване на консумацията на кислород, увеличаване на производството на топлина).

Под въздействието на хормоните на щитовидната жлеза се ускорява абсорбцията на глюкоза в червата, засилва се абсорбцията и окисляването на глюкозата в мускулите и черния дроб; гликолизата се активира, съдържанието на гликоген в органите намалява. Йодотиронините увеличават отделянето на холестерол, така че съдържанието му в кръвта намалява. Съдържанието на триацилглицероли в кръвта също намалява, което се обяснява с активирането на окислението на мастните киселини.

29.3.2. Нарушения на хормоналната функция на щитовидната жлеза.Хиперфункция на щитовидната жлеза ( тиреотоксикоза или болест на Грейвс ) се характеризира с ускорено разграждане на въглехидрати и мазнини, увеличаване на консумацията на O2 от тъканите. Симптоми на заболяването: повишен основен метаболизъм, повишена телесна температура, загуба на тегло, ускорен пулс, повишена нервна възбудимост, изпъкнали очи (екзофталмос).

Хипотиреоидизмът, който се развива в детството, се нарича кретинизъм (изразена физическа и умствена изостаналост, джудже растеж, непропорционално телосложение, понижен основен метаболизъм и телесна температура). Хипотиреоидизмът при възрастни се проявява като микседем . Това заболяване се характеризира със затлъстяване, оток на лигавицата, нарушение на паметта, психични разстройства. Основният метаболизъм и телесната температура са намалени. Хормонозаместителната терапия (йодтиронини) се използва за лечение на хипотиреоидизъм.

Също известен ендемична гуша - увеличаване на размера на щитовидната жлеза. Заболяването се развива поради липса на йод във водата и храната.

82. Паратироиден хормон и калцитонин, структура, механизъм на действие, биологична роля. Хипер- и хипопаратироидизъм.

Нивото на калциеви и фосфатни йони в организма се контролира от хормоните на щитовидната жлеза и четирите паращитовидни жлези, разположени в непосредствена близост до нея. Тези жлези произвеждат калцитонин и паратироиден хормон.

29.4.1. Калцитонин- хормон с пептидна природа, синтезиран в парафоликуларните клетки на щитовидната жлеза под формата на препрохормон. Активирането става чрез частична протеолиза. Секрецията на калцитонин се стимулира при хиперкалцемия и намалява при хипокалцемия. Целта на хормона е костната тъкан. Механизмът на действие е дистанционен, медииран от сАМР. Под въздействието на калцитонин се отслабва активността на остеокластите (клетки, разрушаващи костите) и се активира активността на остеобластите (клетки, участващи в образуването на костна тъкан). В резултат на това се инхибира резорбцията на костния материал - хидроксиапатит и се засилва отлагането му в органичния матрикс на костта. Заедно с това калцитонинът предпазва органичната основа на костта - колагена - от разпад и стимулира неговия синтез. Това води до намаляване на нивото на Ca2+ и фосфати в кръвта и намаляване на отделянето на Ca2+ в урината (Фигура 10).

29.4.2. Паратхормон- хормон с пептидна природа, синтезиран от клетките на паращитовидните жлези под формата на прекурсорен протеин. Частична протеолиза на прохормона и секреция на хормона в кръвта настъпва с намаляване на концентрацията на Са2+ в кръвта; напротив, хиперкалциемията намалява секрецията на паратироиден хормон. Целевите органи на паратироидния хормон са бъбреците, костите и стомашно-чревния тракт. Механизмът на действие е дистанционен, cAMP-зависим. Паратироидният хормон има активиращ ефект върху остеокластите на костната тъкан и инхибира активността на остеобластите. В бъбреците паратироидният хормон повишава способността за образуване на активния метаболит на витамин D3 - 1,25-дихидроксихолекалциферол (калцитриол). Това вещество повишава чревната абсорбция на Ca2+ и H2PO4 - йони, мобилизира Ca2+ и неорганичния фосфат от костната тъкан и повишава реабсорбцията на Ca2+ в бъбреците. Всички тези процеси водят до повишаване на нивото на Са2+ в кръвта (Фигура 10). Нивото на неорганичния фосфат в кръвта не се повишава, тъй като паратироидният хормон инхибира реабсорбцията на фосфат в тубулите на бъбреците и води до загуба на фосфат в урината (фосфатурия).

Фигура 10.Биологични ефекти на калцитонин и паратироиден хормон.

29.4.3. Нарушения на хормоналната функция на паращитовидните жлези.

Хиперпаратироидизъм - повишено производство на паратироиден хормон от паращитовидните жлези. Придружен от масивна мобилизация на Ca2+ от костната тъкан, което води до фрактури на костите, калцификация на кръвоносните съдове, бъбреците и други вътрешни органи.

Хипопаратироидизъм - намалено производство на паратироиден хормон от паращитовидните жлези. Придружен от рязко намаляване на съдържанието на Ca2 + в кръвта, което води до повишаване на мускулната възбудимост, конвулсивни контракции.

83. Ренин-ангиотензинова система, роля в регулацията на водно-електролитния метаболизъм.

Ренин-ангиотензин-алдостерон.

б) Na

84. Полови хормони - механизъм на действие, биологична роля, образуване , структура,

Женски полови хормони (естрогени).Те включват естрон, естрадиол и естриол. Това са стероидни хормони, синтезирани от холестерол главно в яйчниците. Секрецията на естрогени се регулира от фоликулостимулиращи и лутеинизиращи хормони на хипофизната жлеза (виж таблица 2). Прицелни тъкани - тялото на матката, яйчниците, фалопиевите тръби, млечните жлези. Механизмът на действие е директен. Основната биологична роля на естрогените е да осигурят репродуктивната функция в тялото на жената.

29.5.2. Мъжки полови хормони (андрогени).Основните представители са андростерон и тестостерон. Предшественикът на андрогените е холестеролът, те се синтезират главно в тестисите. Биосинтезата на андрогените се регулира от гонадотропни хормони (FSH и LH). Андрогените са хормони с директно действие, те насърчават протеиновия синтез във всички тъкани, особено в мускулите. Биологичната роля на андрогените в мъжкото тяло е свързана с диференциацията и функционирането на репродуктивната система. Разграждането на мъжките полови хормони се извършва в черния дроб, крайните продукти на разграждането са 17-кетостероиди.

85. Нарушения на функциите на жлезите с вътрешна секреция: хипер- и хипопродукция на хормони. Примери за заболявания, свързани с дисфункция на ендокринните жлези.

(Разгледано в предишни въпроси)

86. Белтъци на кръвната плазма - биологична роля. Хипо- и хиперпротеинемия, диспротеинемия. Албумин — функции, причини за хипоалбуминемия и нейните прояви. Възрастови характеристики на протеина състав на кръвната плазма. Имуноглобулини. Протеини в острата фаза. Диагностична стойност на определянето на протеиновите фракции на кръвната плазма.

Кръвната плазма съдържа сложна многокомпонентна (повече от 100) смес от протеини, които се различават по произход и функция. Повечето плазмени протеини се синтезират в черния дроб. Имуноглобулини и редица други защитни протеини от имунокомпетентни клетки.

30.2.1. протеинови фракции.Чрез изсоляване на плазмените протеини могат да се изолират фракции албумин и глобулин. Обикновено съотношението на тези фракции е 1,5 - 2,5. Използването на метода на електрофореза върху хартия ви позволява да идентифицирате 5 протеинови фракции (в низходящ ред на скоростта на миграция): албумини, α1 -, α2 -, β- и γ-глобулини. Когато се използват по-фини методи за фракциониране във всяка фракция, с изключение на албумин, могат да се изолират редица протеини (съдържанието и съставът на протеиновите фракции на кръвния серум, вижте Фигура 1).


Снимка 1.Електроферограма на протеини в кръвния серум и състав на протеинови фракции.

Албумини- протеини с молекулно тегло около 70 000 Da. Поради своята хидрофилност и високо съдържание в плазмата, те играят важна роля за поддържане на колоидно-осмотичното (онкотично) кръвно налягане и регулиране на обмяната на течности между кръвта и тъканите. Те изпълняват транспортна функция: извършват пренос на свободни мастни киселини, жлъчни пигменти, стероидни хормони, Ca2 + йони и много лекарства. Албумините също служат като богат и бързо продаван резерв от аминокиселини.

α 1-глобулини:

  • Кисел α 1-гликопротеин (орозомукоид) - съдържа до 40% въглехидрати, изоелектричната му точка е в кисела среда (2,7). Функцията на този протеин не е напълно установена; известно е, че в ранните стадии на възпалителния процес орозомукоидът насърчава образуването на колагенови влакна във фокуса на възпалението (J. Musil, 1985).
  • α 1 - Антитрипсин - инхибитор на редица протеази (трипсин, химотрипсин, каликреин, плазмин). Вроденото намаляване на съдържанието на α1-антитрипсин в кръвта може да бъде фактор за предразположение към бронхопулмонални заболявания, тъй като еластичните влакна на белодробната тъкан са особено чувствителни към действието на протеолитичните ензими.
  • Ретинол свързващ протеин транспортира мастноразтворим витамин А.
  • Тироксин-свързващ протеин - свързва и транспортира йодсъдържащи хормони на щитовидната жлеза.
  • Транскортин - свързва и транспортира глюкокортикоидните хормони (кортизол, кортикостерон).

α 2-глобулини:

  • Хаптоглобини (25% α2-глобулини) - образуват стабилен комплекс с хемоглобина, който се появява в плазмата в резултат на интраваскуларна хемолиза на еритроцитите. Хаптоглобин-хемоглобиновите комплекси се поемат от RES клетки, където хем и протеиновите вериги се разграждат и желязото се използва повторно за синтеза на хемоглобин. Това предотвратява загубата на желязо от организма и увреждането на бъбреците от хемоглобина.
  • церулоплазмин - протеин, съдържащ медни йони (една молекула церулоплазмин съдържа 6-8 Cu2+ йона), които му придават син цвят. Това е транспортна форма на медни йони в тялото. Има оксидазна активност: окислява Fe2+ до Fe3+, което осигурява свързването на желязото с трансферин. Способен да окислява ароматни амини, участва в обмяната на адреналин, норепинефрин, серотонин.

β-глобулини:

  • Трансферин - основният протеин на β-глобулиновата фракция, участва в свързването и транспортирането на фери желязо до различни тъкани, особено до хематопоетичните. Трансферинът регулира съдържанието на Fe3+ в кръвта, предотвратява прекомерното натрупване и загуба с урината.
  • Хемопексин - свързва хема и предотвратява загубата му от бъбреците. Комплексът хем-хемопексин се взема от кръвта от черния дроб.
  • С-реактивен протеин (C-RP) - протеин, способен да утаи (в присъствието на Са2+) С-полизахарида на пневмококовата клетъчна стена. Неговата биологична роля се определя от способността да активира фагоцитозата и да инхибира процеса на агрегация на тромбоцитите. При здрави хора концентрацията на C-RP в плазмата е незначителна и не може да се определи със стандартни методи. При остър възпалителен процес той се увеличава повече от 20 пъти, в този случай C-RP се открива в кръвта. Изследването на C-RP има предимство пред други маркери на възпалителния процес: определяне на ESR и преброяване на броя на левкоцитите. Този показател е по-чувствителен, увеличението му се случва по-рано и след възстановяване бързо се връща към нормалното.

γ-глобулини:

  • Имуноглобулини (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) са антитела, произведени от тялото в отговор на въвеждането на чужди вещества с антигенна активност. Вижте 1.2.5 за подробности относно тези протеини.

30.2.2. Количествени и качествени промени в протеиновия състав на кръвната плазма.При различни патологични състояния протеиновият състав на кръвната плазма може да се промени. Основните видове промени са:

  • Хиперпротеинемия - повишаване на съдържанието на общия плазмен протеин. Причини: загуба на големи количества вода (повръщане, диария, обширни изгаряния), инфекциозни заболявания (поради увеличаване на количеството на γ-глобулини).
  • Хипопротеинемия - намаляване на съдържанието на общия протеин в плазмата. Наблюдава се при чернодробни заболявания (поради нарушение на протеиновия синтез), при бъбречни заболявания (поради загуба на протеини с урината), при глад (поради липса на аминокиселини за протеиновия синтез).
  • Диспротеинемия - промяна в процента на протеиновите фракции с нормално съдържание на общ протеин в кръвната плазма, например намаляване на съдържанието на албумини и повишаване на съдържанието на една или повече глобулинови фракции при различни възпалителни заболявания.
  • Парапротеинемия - появата в кръвната плазма на патологични имуноглобулини - парапротеини, които се различават от нормалните протеини по физикохимични свойства и биологична активност. Такива протеини включват, напр. криоглобулини, образувайки утайки помежду си при температури под 37 ° C. Парапротеините се намират в кръвта с макроглобулинемия на Waldenström, с множествена миелома (в последния случай те могат да преодолеят бъбречната бариера и да бъдат открити в урината като протеини на Bence-Jones) . Парапротеинемията обикновено е придружена от хиперпротеинемия.

ели на острата фаза на възпаление.Това са протеини, чието съдържание се увеличава в кръвната плазма по време на остър възпалителен процес. Те включват, например, следните протеини:

  1. хаптоглобин ;
  2. церулоплазмин ;
  3. С-реактивен протеин ;
  4. α 1-антитрипсин ;
  5. фибриноген (компонент на системата за кръвосъсирване; вижте 30.7.2).

Скоростта на синтеза на тези протеини се увеличава главно поради намаляване на образуването на албумини, трансферин и албумини (малка част от плазмените протеини с най-висока подвижност по време на дискова електрофореза и която съответства на лента на електроферограмата пред албумините ), чиято концентрация намалява по време на остро възпаление.

Биологичната роля на протеините в острата фаза: а) всички тези протеини са инхибитори на ензими, освободени по време на клетъчното разрушаване и предотвратяват вторично увреждане на тъканите; б) тези протеини имат имуносупресивен ефект (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Защитни плазмени протеини.Защитните протеини включват имуноглобулини и интерферони.

Имуноглобулини (антитела) - група протеини, произведени в отговор на чужди структури (антигени), навлизащи в тялото. Те се синтезират в лимфните възли и далака от В-лимфоцити.Има 5 класа имуноглобулини- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.


Фигура 3Схема на структурата на имуноглобулините (вариабилната област е показана в сиво, постоянната област не е защрихована).

Молекулите на имуноглобулините имат единен структурен план. Структурната единица на имуноглобулина (мономер) се формира от четири полипептидни вериги, свързани помежду си с дисулфидни връзки: две тежки (H вериги) и две леки (L вериги) (виж Фигура 3). IgG, IgD и IgE като правило са мономери по своята структура, IgM молекулите са изградени от пет мономера, IgA се състоят от две или повече структурни единици или са мономери.

Протеиновите вериги, които изграждат имуноглобулините, могат условно да бъдат разделени на специфични домени или области, които имат определени структурни и функционални характеристики.

N-терминалните региони както на L-, така и на H-вериги се наричат ​​вариабилен регион (V), тъй като тяхната структура се характеризира със значителни разлики в различните класове антитела. В рамките на вариабилния домен има 3 хипервариабилни области с най-голямо разнообразие в аминокиселинната последователност. Това е вариабилният регион на антителата, който е отговорен за свързването на антигените според принципа на комплементарността; първичната структура на протеиновите вериги в този регион определя специфичността на антителата.

С-терминалните домени на Н и L веригите имат относително постоянна първична структура във всеки клас антитяло и се означават като постоянна област (С). Постоянната област определя свойствата на различни класове имуноглобулини, тяхното разпределение в тялото и може да участва в стартирането на механизми, които причиняват разрушаването на антигените.

Интерферони - семейство протеини, синтезирани от клетките на тялото в отговор на вирусна инфекция и имат антивирусен ефект. Има няколко вида интерферони със специфичен спектър на действие: левкоцитен (α-интерферон), фибробластен (β-интерферон) и имунен (γ-интерферон). Интерфероните се синтезират и секретират от някои клетки и проявяват ефекта си, като действат върху други клетки, в това отношение те са подобни на хормоните. Механизмът на действие на интерфероните е показан на фигура 4.


Фигура 4Механизмът на действие на интерфероните (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Чрез свързване с клетъчните рецептори интерфероните индуцират синтеза на два ензима, 2,5"-олигоаденилат синтетаза и протеин киназа, вероятно поради инициирането на транскрипцията на съответните гени. И двата получени ензима показват своята активност в присъствието на двойноверижни РНК, а именно такива РНК са продукти на репликация на много вируси или се съдържат в техните вириони. Първият ензим синтезира 2,5"-олигоаденилати (от АТФ), които активират клетъчната рибонуклеаза I; вторият ензим фосфорилира фактора за иницииране на транслацията IF2. Крайният резултат от тези процеси е инхибирането на биосинтезата на протеини и възпроизвеждането на вируса в заразена клетка (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Нискомолекулни азотсъдържащи кръвни субстанции ("остатъчен азот") и диагностичната стойност на тяхното определяне. Хиперазотемия (задържане и продукция).

Тази група вещества включва: урея, пикочна киселина, аминокиселини, креатин, креатинин, амоняк, индикан, билирубин и други съединения (виж Фигура 5). Съдържанието на остатъчен азот в кръвната плазма на здрави хора е 15-25 mmol / l. Увеличаването на остатъчния азот в кръвта се нарича азотемия . В зависимост от причината азотемията се разделя на ретенционна и производствена.

Задържаща азотемия възниква, когато има нарушение на екскрецията на продукти от азотния метаболизъм (предимно урея) в урината и е характерно за бъбречна недостатъчност. В този случай до 90% от непротеиновия азот в кръвта се пада на урейния азот вместо 50% в нормата.

Производствена азотемия се развива с прекомерен прием на азотни вещества в кръвта поради повишено разграждане на тъканните протеини (продължително гладуване, захарен диабет, тежки наранявания и изгаряния, инфекциозни заболявания).

Определянето на остатъчния азот се извършва в безбелтъчен филтрат от кръвен серум. В резултат на минерализацията на безпротеиновия филтрат, при нагряване с концентрирана H2SO4, азотът на всички непротеинови съединения преминава във формата (NH4)2SO4. NH4 + йони се определят с помощта на реактив на Неслер.

  • урея -основният краен продукт на протеиновия метаболизъм в човешкото тяло. Образува се в резултат на неутрализацията на амоняка в черния дроб, отделян от тялото чрез бъбреците. Следователно съдържанието на урея в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
  • Аминокиселини- влизат в кръвта, когато се абсорбират от стомашно-чревния тракт или са продукти от разграждането на тъканните протеини. В кръвта на здрави хора аминокиселините са доминирани от аланин и глутамин, които заедно с участието си в биосинтезата на протеини са транспортни форми на амоняка.
  • Пикочна киселинае крайният продукт на катаболизма на пуриновите нуклеотиди. Съдържанието му в кръвта се увеличава с подагра (в резултат на повишено образование) и с нарушена бъбречна функция (поради недостатъчна екскреция).
  • креатин- синтезиран в бъбреците и черния дроб, в мускулите се превръща в креатин фосфат - източник на енергия за процесите на мускулна контракция. При заболявания на мускулната система съдържанието на креатин в кръвта се увеличава значително.
  • Креатинин- крайният продукт на азотния метаболизъм, образуван в резултат на дефосфорилиране на креатин фосфат в мускулите, екскретиран от тялото чрез бъбреците. Съдържанието на креатинин в кръвта намалява при заболявания на мускулната система, увеличава се при бъбречна недостатъчност.
  • индиански -продукт за детоксикация на индол, образуван в черния дроб, екскретиран от бъбреците. Съдържанието му в кръвта намалява с чернодробни заболявания, увеличава се - с повишени процеси на разпадане на протеини в червата, с бъбречни заболявания.
  • Билирубин (директен и индиректен)са продукти на катаболизма на хемоглобина. Съдържанието на билирубин в кръвта се увеличава с жълтеница: хемолитична (поради индиректен билирубин), обструктивна (поради директен билирубин), паренхимна (поради двете фракции).

88. Буферни системи на кръвта и киселинно-алкалното състояние (CBS). Ролята на дихателната и отделителната системи за поддържане на CBS. Нарушения на киселинно-базовия баланс. Характеристики на регулирането на CBS при деца .

Буферни системи на кръвта.Буферните системи на тялото се състоят от слаби киселини и техните соли със силни основи. Всяка буферна система се характеризира с два показателя:

  • буферно рН(зависи от съотношението на буферните компоненти);
  • буферен резервоар, тоест количеството силна основа или киселина, което трябва да се добави към буферния разтвор, за да се промени pH с единица (зависи от абсолютните концентрации на буферните компоненти).

Разграничават се следните кръвни буферни системи:

  • бикарбонат(H2CO3/NaHCO3);
  • фосфат(NaH2PO4/Na2HPO4);
  • хемоглобин(деоксихемоглобин като слаба киселина/калиева сол на оксихемоглобина);
  • протеин(действието му се дължи на амфотерния характер на протеините). Бикарбонатните и тясно свързани хемоглобинови буферни системи заедно съставляват повече от 80% от буферния капацитет на кръвта.

30.6.2. Респираторна регулация на CBSизвършва се чрез промяна на интензивността на външното дишане. С натрупването на CO2 и H+ в кръвта се увеличава белодробната вентилация, което води до нормализиране на газовия състав на кръвта. Намаляването на концентрацията на въглероден диоксид и H + води до намаляване на белодробната вентилация и нормализиране на тези показатели.

30.6.3. Бъбречна регулация КОСОсъществява се основно чрез три механизма:

  • реабсорбция на бикарбонати (в клетките на бъбречните тубули се образува въглеродна киселина H2CO3 от H2O и CO2; тя се дисоциира, H + се екскретира в урината, HCO3 се реабсорбира в кръвта);
  • реабсорбция на Na + от гломерулния филтрат в замяна на H + (в този случай Na2HPO4 във филтрата се превръща в NaH2PO4 и киселинността на урината се повишава) ;
  • секреция на NH4+ (при хидролизата на глутамин в клетките на тубулите се образува NH3; той взаимодейства с Н+, образуват се NH4+ йони, които се екскретират с урината.

30.6.4. Лабораторни показатели на CBS на кръвта.За характеризиране на CBS се използват следните показатели:

  • pH на кръвта;
  • парциално налягане на CO2 (pCO2) кръв;
  • парциално налягане на O2 (pO2) кръв;
  • съдържанието на бикарбонати в кръвта при дадени стойности на pH и pCO2 ( действителен или истински бикарбонат, AB );
  • съдържанието на бикарбонати в кръвта на пациента при стандартни условия, т.е. при рСО2=40 mm Hg. ( стандартен бикарбонат, SB );
  • сбор от бази всички буферни системи на кръвта ( BB );
  • излишък или базов дефицит кръв в сравнение с нормалния за този пациент показател ( БЪДА , от английски. база излишък).

Първите три показателя се определят директно в кръвта с помощта на специални електроди, въз основа на получените данни, останалите показатели се изчисляват с помощта на номограми или формули.

30.6.5. Нарушения на COS на кръвта.Има четири основни форми на киселинно-алкални нарушения:

  • метаболитна ацидоза - възниква при захарен диабет и глад (поради натрупване на кетонни тела в кръвта), при хипоксия (поради натрупване на лактат). При това нарушение pCO2 и [HCO3-] на кръвта намаляват, екскрецията на NH4+ в урината се увеличава;
  • респираторна ацидоза - възниква при бронхит, пневмония, бронхиална астма (в резултат на задържане на въглероден диоксид в кръвта). При това разстройство се повишава pCO2 и кръвта, увеличава се екскрецията на NH4+ с урината;
  • метаболитна алкалоза - развива се при загуба на киселини, например при неукротимо повръщане. При това разстройство pCO2 и кръвта се повишават, екскрецията на HCO3- с урината се увеличава и киселинността на урината намалява.
  • респираторна алкалоза - наблюдава се при повишена вентилация на белите дробове, например при катерачи на голяма надморска височина. При това разстройство pCO2 и [HCO3-] на кръвта намаляват и киселинността на урината намалява.

За лечение на метаболитна ацидоза се използва приложение на разтвор на натриев бикарбонат; за лечение на метаболитна алкалоза - въвеждането на разтвор на глутаминова киселина.

89. Метаболизъм на еритроцитите: ролята на гликолизата и пентозофосфатния път. Метхемоглобинемия. Ензимна антиоксидантна система на клетката . Причини и последствия от дефицит на еритроцитна глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа.

червени кръвни телца - високоспециализирани клетки, чиято основна функция е транспортирането на кислород от белите дробове до тъканите. Продължителността на живота на еритроцитите е средно 120 дни; тяхното унищожаване настъпва в клетките на ретикулоендотелната система. За разлика от повечето телесни клетки, еритроцитите нямат клетъчно ядро, рибозоми и митохондрии.

30.8.2. Обмен на енергия.Основният енергиен субстрат на еритроцита е глюкозата, която идва от кръвната плазма чрез улеснена дифузия. Около 90% от глюкозата, използвана от еритроцитите, е изложена на гликолиза(анаеробно окисление) с образуване на краен продукт - млечна киселина (лактат). Спомнете си функциите, които гликолизата изпълнява в зрелите червени кръвни клетки:

1) в реакциите на гликолиза се образува АТФпрез субстратно фосфорилиране . Основната посока на използването на АТФ в еритроцитите е да се осигури работата на Na +, K + -ATPase. Този ензим транспортира Na+ йони от еритроцитите до кръвната плазма, предотвратява натрупването на Na+ в еритроцитите и спомага за поддържането на геометричната форма на тези кръвни клетки (двойновдлъбнат диск).

2) в реакцията на дехидрогениране глицералдехид-3-фосфатобразувани при гликолиза NADH. Този коензим е ензимен кофактор метхемоглобин редуктаза участва в възстановяването на метхемоглобина до хемоглобин съгласно следната схема:

Тази реакция предотвратява натрупването на метхемоглобин в еритроцитите.

3) метаболит на гликолизата 1, 3-дифосфоглицератспособен на с участието на ензима дифосфоглицерат мутаза в присъствието на 3-фосфоглицерат, който да се превърне в 2, 3-дифосфоглицерат:

2,3-дифосфоглицератът участва в регулирането на афинитета на хемоглобина към кислорода. Съдържанието му в еритроцитите се увеличава при хипоксия. Хидролизата на 2,3-дифосфоглицерат катализира ензима дифосфоглицерат фосфатаза.

Приблизително 10% от глюкозата, консумирана от еритроцитите, се използва в процеса на окисляване на пентозофосфата. Реакциите на този път служат като основен източник на NADPH за еритроцита. Този коензим е необходим за превръщането на окисления глутатион (виж 30.8.3) в редуцирана форма. Дефицит на ключов ензим от пентозофосфатния път - глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа - придружено от намаляване на съотношението NADPH / NADP + в еритроцитите, повишаване на съдържанието на окислената форма на глутатион и намаляване на клетъчната резистентност (хемолитична анемия).

30.8.3. Механизми за неутрализиране на реактивни кислородни видове в еритроцитите.Молекулярният кислород при определени условия може да се превърне в активни форми, които включват супероксиден анион O2 -, водороден пероксид H2 O2, OH хидроксилен радикал. и синглетен кислород 1 O2. Тези форми на кислород са силно реактивни, могат да имат увреждащ ефект върху протеините и липидите на биологичните мембрани и да причинят разрушаване на клетките. Колкото по-високо е съдържанието на О2, толкова повече се образуват неговите активни форми. Следователно еритроцитите, които постоянно взаимодействат с кислорода, съдържат ефективни антиоксидантни системи, способни да неутрализират активните метаболити на кислорода.

Важен компонент на антиоксидантните системи е трипептидът глутатион,образувани в еритроцитите в резултат на взаимодействието на γ-глутамилцистеин и глицин:

Редуцираната форма на глутатион (съкратено G-SH) участва в неутрализирането на водороден пероксид и органични пероксиди (R-O-OH). Това произвежда вода и окислен глутатион (съкратено G-S-S-G).

Превръщането на окисления глутатион в редуциран глутатион се катализира от ензима глутатион редуктаза. Източник на водород - NADPH (от пътя на пентозофосфата, вижте 30.8.2):

Червените кръвни клетки също съдържат ензими супероксид дисмутаза И каталаза извършване на следните трансформации:


Антиоксидантните системи са от особено значение за еритроцитите, тъй като еритроцитите не обновяват протеините чрез синтез.

90. Характеристика на основните фактори на хемокоагулацията. Коагулацията на кръвта като каскада от реакции на проензимно активиране чрез протеолиза. Биологичната роля на витамин К. Хемофилия.

съсирване на кръвта- набор от молекулярни процеси, които водят до спиране на кървенето от увреден съд в резултат на образуването на кръвен съсирек (тромб). Общата схема на процеса на кръвосъсирване е показана на фигура 7.


Фигура 7Обща схема на кръвосъсирването.

Повечето коагулационни фактори присъстват в кръвта под формата на неактивни прекурсори - проензими, чието активиране се осъществява от частична протеолиза. Редица фактори на кръвосъсирването са зависими от витамин К: протромбин (фактор II), проконвертин (фактор VII), фактори на Кристмас (IX) и Stuart-Prower (X). Ролята на витамин К се определя от участието в карбоксилирането на глутаматните остатъци в N-терминалната област на тези протеини с образуването на γ-карбоксиглутамат.

Коагулацията на кръвта е каскада от реакции, при които активираната форма на един коагулационен фактор катализира активирането на следващия, докато се активира последният фактор, който е структурната основа на тромба.

Характеристики на каскадния механизъмса както следва:

1) при липса на фактор, иницииращ процеса на образуване на тромби, реакцията не може да настъпи. Следователно процесът на коагулация на кръвта ще бъде ограничен само до тази част от кръвния поток, където се появява такъв инициатор;

2) факторите, действащи в началните етапи на кръвосъсирването, са необходими в много малки количества. Във всяка връзка на каскадата ефектът им се засилва значително ( се усилва), което води до бърза реакция при повреда.

При нормални условия има вътрешни и външни пътища за съсирване на кръвта. Вътрешен път се инициира от контакт с атипична повърхност, което води до активиране на фактори, първоначално присъстващи в кръвта. външен път коагулацията се инициира от съединения, които обикновено не присъстват в кръвта, но навлизат там в резултат на увреждане на тъканите. И двата механизма са необходими за нормалното протичане на процеса на кръвосъсирване; те се различават само в началните етапи и след това се комбинират в общ път което води до образуване на фибринов съсирек.

30.7.2. Механизмът на протромбиновото активиране.Неактивен прекурсор на тромбин - протромбин - синтезира се в черния дроб. В синтеза му участва витамин К. Протромбинът съдържа остатъци от рядка аминокиселина - γ-карбоксиглутамат (съкратено обозначение - Gla). Тромбоцитните фосфолипиди, Ca2+ йони и коагулационните фактори Va и Xa участват в процеса на активиране на протромбина. Механизмът на активиране е представен по следния начин (Фигура 8).

Фигура 8Схема на активиране на протромбина върху тромбоцитите (R. Murray et al., 1993).

Увреждането на кръвоносния съд води до взаимодействие на кръвните тромбоцити с колагеновите влакна на съдовата стена. Това причинява разрушаването на тромбоцитите и насърчава освобождаването на отрицателно заредени фосфолипидни молекули от вътрешната страна на плазмената мембрана на тромбоцитите. Отрицателно заредени групи от фосфолипиди свързват Ca2+ йони. Ca2+ йони, от своя страна, взаимодействат с γ-карбоксиглутаматните остатъци в протромбиновата молекула. Тази молекула се фиксира върху тромбоцитната мембрана в желаната ориентация.

Тромбоцитната мембрана също съдържа рецептори за фактор Va. Този фактор се свързва с мембраната и прикрепя фактор Xa. Фактор Xa е протеаза; той разцепва протромбиновата молекула на определени места, в резултат на което се образува активен тромбин.

30.7.3. Превръщането на фибриноген във фибрин.Фибриногенът (фактор I) е разтворим плазмен гликопротеин с молекулно тегло около 340 000. Синтезира се в черния дроб. Молекулата на фибриногена се състои от шест полипептидни вериги: две A α вериги, две B β вериги и две γ вериги (виж Фигура 9). Краищата на полипептидните вериги на фибриногена носят отрицателен заряд. Това се дължи на наличието на голям брой глутаматни и аспартатни остатъци в N-терминалните области на Aa и Bb веригите. В допълнение, B-регионите на Bb веригите съдържат остатъци от рядката аминокиселина тирозин-О-сулфат, които също са отрицателно заредени:

Това насърчава разтворимостта на протеина във вода и предотвратява агрегацията на неговите молекули.

Фигура 9Схема на структурата на фибриногена; стрелките показват връзките, хидролизирани от тромбин. R. Murray et al., 1993).

Превръщането на фибриноген във фибрин катализира тромбин (фактор IIa). Тромбинът хидролизира четири пептидни връзки във фибриногена: две връзки във веригите A α и две връзки във веригите B β. Фибринопептидите А и В се отцепват от молекулата на фибриногена и се образува фибринов мономер (съставът му е α2 β2 γ2 ). Фибриновите мономери са неразтворими във вода и лесно се свързват един с друг, образувайки фибринов съсирек.

Стабилизирането на фибриновия съсирек става под действието на ензима трансглутаминаза (фактор XIIIa). Този фактор също се активира от тромбина. Трансглутаминазата образува напречни връзки между фибриновите мономери, използвайки ковалентни изопептидни връзки.

91. Ролята на черния дроб във въглехидратната обмяна. Източници на кръвна глюкоза и пътища на метаболизма на глюкозата в черния дроб. Нивата на кръвната захар в ранна детска възраст .

Черният дроб е орган, който заема уникално място в метаболизма. Всяка чернодробна клетка съдържа няколко хиляди ензима, които катализират реакциите на множество метаболитни пътища. Следователно черният дроб изпълнява редица метаболитни функции в тялото. Най-важните от тях са:

  • биосинтеза на вещества, които функционират или се използват в други органи. Тези вещества включват протеини на кръвната плазма, глюкоза, липиди, кетонови тела и много други съединения;
  • биосинтеза на крайния продукт на азотния метаболизъм в организма - урея;
  • участие в процесите на храносмилане - синтез на жлъчни киселини, образуване и отделяне на жлъчка;
  • биотрансформация (модификация и конюгация) на ендогенни метаболити, лекарства и отрови;
  • отделянето на някои метаболитни продукти (жлъчни пигменти, излишен холестерол, продукти за детоксикация).

Основната роля на черния дроб в метаболизма на въглехидратите е да поддържа постоянно ниво на глюкоза в кръвта. Това става чрез регулиране на съотношението на процесите на образуване и използване на глюкоза в черния дроб.

Чернодробните клетки съдържат ензима глюкокиназа, катализиращ реакцията на глюкозно фосфорилиране с образуването на глюкозо-6-фосфат. Глюкозо-6-фосфатът е ключов метаболит на въглехидратния метаболизъм; основните начини за неговата трансформация са показани на фигура 1.

31.2.1. Начини за използване на глюкозата.След хранене голямо количество глюкоза навлиза в черния дроб през порталната вена. Тази глюкоза се използва предимно за синтеза на гликоген (реакционната схема е показана на фигура 2). Съдържанието на гликоген в черния дроб на здрави хора обикновено варира от 2 до 8% от масата на този орган.

Гликолизата и пентозофосфатният път на окисление на глюкозата в черния дроб служат предимно като доставчици на прекурсорни метаболити за биосинтезата на аминокиселини, мастни киселини, глицерол и нуклеотиди. В по-малка степен окислителните пътища за преобразуване на глюкозата в черния дроб са източници на енергия за биосинтетичните процеси.

Фигура 1. Основни пътища на превръщане на глюкозо-6-фосфат в черния дроб. Цифрите показват: 1 - фосфорилиране на глюкоза; 2 - хидролиза на глюкозо-6-фосфат; 3 - синтез на гликоген; 4 - мобилизация на гликоген; 5 - пентозофосфатен път; 6 - гликолиза; 7 - глюконеогенеза.

Фигура 2. Схема на реакциите на синтез на гликоген в черния дроб.

Фигура 3. Схема на реакциите на мобилизиране на гликоген в черния дроб.

31.2.2. Начини за образуване на глюкоза.При някои състояния (при гладуване, нисковъглехидратна диета, продължителна физическа активност) нуждата на организма от въглехидрати надвишава количеството, което се абсорбира от стомашно-чревния тракт. В този случай образуването на глюкоза се извършва с помощта на глюкозо-6-фосфатаза, катализиращ хидролизата на глюкозо-6-фосфат в чернодробните клетки. Непосредственият източник на глюкозо-6-фосфат е гликогенът. Схемата за мобилизиране на гликоген е показана на фигура 3.

Мобилизирането на гликоген осигурява нуждите на човешкото тяло от глюкоза през първите 12-24 часа от гладуването. В по-късните периоди глюконеогенезата, биосинтезата от невъглехидратни източници, става основният източник на глюкоза.

Основните субстрати за глюконеогенезата са лактат, глицерол и аминокиселини (с изключение на левцин). Тези съединения първо се превръщат в пируват или оксалоацетат, ключови метаболити на глюконеогенезата.

Глюконеогенезата е процес, обратен на гликолизата. В същото време бариерите, създадени от необратими реакции на гликолиза, се преодоляват с помощта на специални ензими, които катализират байпас реакциите (виж Фигура 4).

От другите пътища на въглехидратния метаболизъм в черния дроб трябва да се отбележи превръщането на други хранителни монозахариди в глюкоза - фруктоза и галактоза.

Фигура 4. Гликолиза и глюконеогенеза в черния дроб.

Ензими, които катализират необратими реакции на гликолиза: 1 - глюкокиназа; 2 - фосфофруктокиназа; 3 - пируват киназа.

Ензими, които катализират байпас реакциите на глюконеогенезата: 4 - пируват карбоксилаза; 5 - фосфоенолпируват карбоксикиназа; 6-фруктоза-1,6-дифосфатаза; 7 - глюкозо-6-фосфатаза.

92. Ролята на черния дроб в липидния метаболизъм.

Хепатоцитите съдържат почти всички ензими, участващи в липидния метаболизъм. Следователно паренхимните клетки на черния дроб до голяма степен контролират съотношението между консумацията и синтеза на липиди в организма. Липидният катаболизъм в чернодробните клетки се извършва главно в митохондриите и лизозомите, биосинтезата - в цитозола и ендоплазмения ретикулум. Ключовият метаболит на липидния метаболизъм в черния дроб е ацетил-КоА,основните начини за формиране и използване на които са показани на фигура 5.

Фигура 5. Производство и използване на ацетил-КоА в черния дроб.

31.3.1. Метаболизъм на мастни киселини в черния дроб.Хранителните мазнини под формата на хиломикрони навлизат в черния дроб през системата на чернодробната артерия. Под влиянието липопротеинова липаза,разположени в капилярния ендотел, те се разграждат до мастни киселини и глицерол. Мастните киселини, проникващи в хепатоцитите, могат да претърпят окисление, модификация (скъсяване или удължаване на въглеродната верига, образуване на двойни връзки) и да се използват за синтеза на ендогенни триацилглицероли и фосфолипиди.

31.3.2. Синтез на кетонни тела.По време на β-окислението на мастни киселини в митохондриите на черния дроб се образува ацетил-КоА, който претърпява по-нататъшно окисление в цикъла на Кребс. Ако има дефицит на оксалоацетат в чернодробните клетки (например по време на гладуване, захарен диабет), тогава възниква кондензация на ацетилови групи с образуването на кетонни тела (ацетоацетат, β-хидроксибутират, ацетон).Тези вещества могат да служат като енергийни субстрати в други тъкани на тялото (скелетни мускули, миокард, бъбреци, а при продължително гладуване - мозък). Черният дроб не използва кетонни тела. При излишък на кетонови тела в кръвта се развива метаболитна ацидоза. Схемата за образуване на кетонни тела е на фигура 6.

Фигура 6. Синтез на кетонни тела в митохондриите на черния дроб.

31.3.3. Образуване и начини на използване на фосфатидна киселина.Общият прекурсор на триацилглицероли и фосфолипиди в черния дроб е фосфатидната киселина. Синтезира се от глицерол-3-фосфат и две ацил-КоА - активни форми на мастни киселини (Фигура 7). Глицерол-3-фосфатът може да се образува или от дихидроксиацетон фосфат (метаболит на гликолизата), или от свободен глицерол (продукт на липолизата).

Фигура 7. Образуване на фосфатидна киселина (схема).

За синтеза на фосфолипиди (фосфатидилхолин) от фосфатидна киселина е необходим достатъчен прием на храна липотропни фактори(вещества, които предотвратяват развитието на мастна дегенерация на черния дроб). Тези фактори включват холин, метионин, витамин В12, фолиева киселинаи някои други вещества. Фосфолипидите са включени в липопротеиновите комплекси и участват в транспорта на липидите, синтезирани в хепатоцитите, до други тъкани и органи. Липсата на липотропни фактори (със злоупотреба с мазни храни, хроничен алкохолизъм, захарен диабет) допринася за факта, че фосфатидната киселина се използва за синтеза на триацилглицероли (неразтворими във вода). Нарушаването на образуването на липопротеини води до натрупване на излишък от TAG в чернодробните клетки (мастна дегенерация) и функцията на този орган е нарушена. Начините за използване на фосфатидната киселина в хепатоцитите и ролята на липотропните фактори са показани на фигура 8.

Фигура 8. Използване на фосфатидна киселина за синтезтриацилглицероли и фосфолипиди. Липотропните фактори са отбелязани с *.

31.3.4. образуване на холестерол.Черният дроб е основното място за синтеза на ендогенния холестерол. Това съединение е необходимо за изграждането на клетъчните мембрани, е предшественик на жлъчни киселини, стероидни хормони, витамин D3. Първите две реакции на синтеза на холестерол приличат на синтеза на кетонни тела, но протичат в цитоплазмата на хепатоцита. Ключовият ензим в синтеза на холестерола е β -хидрокси-β -метилглутарил-CoA редуктаза (HMG-CoA редуктаза)инхибирани от излишния холестерол и жлъчни киселини съгласно принципа на отрицателната обратна връзка (Фигура 9).

Фигура 9. Синтез на холестерол в черния дроб и неговата регулация.

31.3.5. образуване на липопротеини.Липопротеините са протеиново-липидни комплекси, които включват фосфолипиди, триацилглицероли, холестерол и неговите естери, както и протеини (апопротеини). Липопротеините транспортират водонеразтворимите липиди до тъканите. В хепатоцитите се образуват два класа липопротеини - липопротеини с висока плътност (HDL) и липопротеини с много ниска плътност (VLDL).

93. Ролята на черния дроб в азотната обмяна. Начини за използване на фонда от аминокиселини в черния дроб. Характеристики в детството .

Черният дроб е орган, който регулира приема на азотни вещества в тялото и тяхното отделяне. В периферните тъкани непрекъснато протичат реакции на биосинтеза с помощта на свободни аминокиселини или те се освобождават в кръвта по време на разграждането на тъканните протеини. Въпреки това нивото на протеините и свободните аминокиселини в кръвната плазма остава постоянно. Това се дължи на факта, че чернодробните клетки имат уникален набор от ензими, които катализират специфични реакции на протеиновия метаболизъм.

31.4.1. Начини за използване на аминокиселини в черния дроб.След поглъщане на протеинови храни голямо количество аминокиселини навлиза в чернодробните клетки през порталната вена. Тези съединения могат да претърпят редица трансформации в черния дроб, преди да навлязат в общото кръвообращение. Тези реакции включват (Фигура 10):

а) използването на аминокиселини за синтеза на протеини;

б) трансаминиране - път за синтез на неесенциални аминокиселини; също така осъществява връзката на метаболизма на аминокиселините с глюконеогенезата и общия път на катаболизма;

в) дезаминиране - образуване на α-кето киселини и амоняк;

г) синтез на урея - начинът за неутрализиране на амоняка (виж схемата в раздел "Обмен на протеини");

д) синтез на непротеинови азотсъдържащи вещества (холин, креатин, никотинамид, нуклеотиди и др.).

Фигура 10. Обмен на аминокиселини в черния дроб (схема).

31.4.2. Биосинтеза на протеини.Много плазмени протеини се синтезират в чернодробните клетки: албумини(около 12 г на ден), повечето α- И β-глобулини,включително транспортни протеини (феритин, церулоплазмин, транскортин, ретинол-свързващ протеини т.н.). Много фактори на кръвосъсирването (фибриноген, протромбин, проконвертин, проакселерини др.) също се синтезират в черния дроб.

94. Компартментализация на метаболитните процеси в черния дроб. Регулиране на посоката на потока на метаболитите през мембраните на вътреклетъчните (субклетъчни) структури. Значение в интегрирането на метаболизма.

Клетката е сложна функционална система, която регулира поддържането на живота. Разнообразието от клетъчни функции се осигурява от пространствено и времево (предимно в зависимост от ритъма на хранене) регулиране на определени метаболитни пътища. Пространствената регулация е свързана със стриктното локализиране на определени ензими в различни

Таблица 2-3. Видове метаболитни пътища

органели. И така, в ядрото има ензими, свързани със синтеза на ДНК и РНК молекули, в цитоплазмата - гликолизни ензими, в лизозомите - хидролитични ензими, в митохондриалната матрица - ТСА ензими, във вътрешната мембрана на митохондриите - ензими на електрона транспортна верига и др. (Фигура 2-29). Такава субклетъчна локализация на ензимите допринася за организирането на биохимичните процеси и повишава скоростта на метаболизма.

95. Ролята на черния дроб в неутрализирането на ксенобиотиците. Механизми на неутрализиране на веществата в черния дроб. Етапи (фази) на химична модификация. Ролята на реакциите на конюгиране в детоксикацията на метаболитни продукти и лекарства (примери). Лекарствен метаболизъм при малки деца.

Основният представител на неспецифичните кръвни транспортни системи е серумът албумин.Този протеин може да свързва почти всички екзогенни и ендогенни вещества с ниско молекулно тегло, което до голяма степен се дължи на способността му лесно да променя конформацията на своята молекула и голям брой хидрофобни области в молекулата.

Чрез нековалентни връзки с кръвния албумин се свързват различни вещества: водородни, йонни, хидрофобни. В същото време различни групи вещества взаимодействат с определени групи албумин, причинявайки характерни промени в конформацията на неговата молекула. Има идея, че веществата, които са силно свързани с кръвните протеини, обикновено се екскретират от черния дроб с жлъчката, а веществата, които образуват слаби комплекси с протеини, се екскретират от бъбреците с урината.

Свързването на лекарствата с кръвните протеини намалява скоростта на тяхното използване в тъканите и създава известен резерв от тях в кръвния поток. Интересно е да се отбележи, че при пациенти с хипоалбуминемия нежеланите реакции са по-чести при прилагане на лекарства поради нарушение на транспорта им до таргетните клетки.

33.4.3. вътреклетъчни транспортни системи.В цитоплазмата на чернодробните клетки и други органи има протеини-носители, които преди са били обозначени като Y- И Z протеиниили лигандини.Сега е установено, че тези протеини са различни изоензими на глутатион-S-трансфераза. Тези протеини свързват голям брой различни съединения: билирубин, мастни киселини, тироксин, стероиди, канцерогени, антибиотици (бензилпеницилин, цефазолин, хлорамфеникол, гентамицин). Известно е, че тези трансферази играят роля в транспорта на тези вещества от кръвната плазма през хепатоцитите до черния дроб.

5. Фази на метаболизма на ксенобиотиците.

Метаболизмът на ксенобиотиците включва два етапа (фази):

1) фаза на модификация- процес на промяна на структурата на ксенобиотика, в резултат на което се освобождават или появяват нови полярни групи (хидроксил, карбоксил амин). Това се случва в резултат на реакции на окисление, редукция, хидролиза. Получените продукти стават по-хидрофилни от изходните материали.

2) фаза на конюгация- процес на свързване на различни биомолекули към молекула на модифициран ксенобиотик с помощта на ковалентни връзки. Това улеснява елиминирането на ксенобиотиците от тялото.

96. Монооксигеназна окислителна верига в мембраните на ендоплазмения ретикулум на чернодробните клетки, компоненти, последователност от реакции, роля в метаболизма на ксенобиотици и природни съединения. Цитохром Р 450. Индуктори и инхибитори на микрозомални монооксигенази.

Основният тип реакции на тази фаза на биотрансформация е микрозомално окисление.Това се случва с участието на ензими от монооксигеназната електротранспортна верига. Тези ензими са вградени в мембраните на ендоплазмения ретикулум на хепатоцитите (Фигура 1).


Източникът на електрони и протони в тази верига е NADPH + H + , който се образува в реакциите на пентозофосфатния път на окисление на глюкозата. Междинният акцептор на Н+ и е- е флавопротеин, съдържащ коензима FAD. Последната връзка във веригата на микрозомалното окисление - цитохром Р-450.


Цитохром Р-450 е сложен протеин, хромопротеин, съдържащ хем като простетична група. Цитохром P-450 получи името си поради факта, че образува силен комплекс с въглероден окис CO, който има максимум на абсорбция при 450 nm. Цитохром Р-450 има ниска субстратна специфичност. Може да взаимодейства с голям брой субстрати. Общото свойство на всички тези субстрати е неполярността.

Цитохром Р-450 активира молекулярния кислород и окисления субстрат, като променя тяхната електронна структура и улеснява процеса на хидроксилиране. Механизмът на субстратно хидроксилиране, включващ цитохром Р-450, е ​​показан на фигура 2.


Фигура 2. Механизмът на хидроксилиране на субстрата с участието на цитохром Р-450.

В този механизъм могат условно да се разграничат 5 основни етапа:

1. Окисленото вещество (S) образува комплекс с окислената форма на цитохром Р-450;

2. Този комплекс се редуцира от електрон с NADPH;

3. Редуцираният комплекс се свързва с молекулата на О2;

4. Относно 2 в комплекса добавя още един електрон с NADPH;

5. Комплексът се разлага с образуването на молекулата H2O, окислената форма на цитохром Р-450 и хидроксилирания субстрат (S-OH).

За разлика от митохондриалната дихателна верига, преносът на електрони в монооксигеназната верига не съхранява енергия под формата на АТФ. Следователно микрозомалното окисление е свободно окисляване.

В повечето случаи хидроксилирането на чужди вещества намалява тяхната токсичност. В някои случаи обаче могат да се образуват продукти с цитотоксични, мутагенни и канцерогенни свойства.

97. Ролята на бъбреците за поддържане на хомеостазата на организма. Механизми на ултрафилтрация, тубулна реабсорбция и секреция. Хормони, които влияят на диурезата. Физиологична протеинурия и креатинурия при деца .

Основната функция на бъбреците е да поддържат постоянството на вътрешната среда на човешкото тяло. Обилното кръвоснабдяване (за 5 минути цялата кръв, циркулираща в съдовете, преминава през бъбреците) определя ефективното регулиране на кръвния състав от бъбреците. Благодарение на това се поддържа и съставът на вътреклетъчната течност. С участието на бъбреците се извършват:

  • отстраняване (отделяне) на крайните продукти на метаболизма.Бъбреците участват в отделянето на вещества от тялото, които, ако се натрупат, инхибират ензимната активност. Бъбреците също отстраняват водоразтворимите чужди вещества или техните метаболити от тялото.
  • регулиране на йонния състав на телесните течности.Минералните катиони и аниони, присъстващи в телесните течности, участват в много физиологични и биохимични процеси. Ако концентрацията на йони не се поддържа в относително тесни граници, тези процеси ще бъдат нарушени.
  • регулиране на водното съдържание в телесните течности (осморегулация).Това е от голямо значение за поддържане на осмотичното налягане и обема на течностите на стабилно ниво.
  • регулиране на концентрацията на водородни йони (pH) в телесните течности. pH на урината може да варира в широк диапазон, което гарантира постоянството на pH на други биологични течности. Това определя оптималното функциониране на ензимите и възможността за катализираните от тях реакции.
  • регулиране на кръвното налягане.Бъбреците синтезират и освобождават в кръвта ензима ренин, който участва в образуването на ангиотензин, мощен вазоконстрикторен фактор.
  • регулиране на нивата на кръвната глюкоза.В кортикалния слой на бъбреците се осъществява глюконеогенезата - синтезът на глюкоза от невъглехидратни съединения. Ролята на този процес се увеличава значително при продължително гладуване и други екстремни ефекти.
  • Активиране на витамин D.Биологично активният метаболит на витамин D, калцитриол, се образува в бъбреците.
  • регулиране на еритропоезата.Бъбреците синтезират еритропоетин, който увеличава броя на червените кръвни клетки в кръвта.

34.2. Механизми на процесите на ултрафилтрация, тубулна реабсорбция и секреция в бъбреците.

  1. ултрафилтрация през капилярите на гломерула;
  2. селективна реабсорбция на течности в проксималния тубул, бримката на Henle, дисталния тубул и събирателния канал;
  3. селективна секреция в лумена на проксималните и дисталните тубули, често свързана с реабсорбция.

34.2.2. Ултрафилтрация.В резултат на ултрафилтрация, протичаща в гломерулите, всички вещества с молекулно тегло под 68 000 Da се отстраняват от кръвта и се образува течност, наречена гломерулен филтрат. Веществата се филтрират от кръвта в гломерулните капиляри през пори с диаметър около 5 nm. Скоростта на ултрафилтрация е доста стабилна и е около 125 ml ултрафилтрат на минута. Химичният състав на гломерулния филтрат е подобен на кръвната плазма. Съдържа глюкоза, аминокиселини, водоразтворими витамини, определени хормони, урея, пикочна киселина, креатин, креатинин, електролити и вода. Практически липсват протеини с молекулно тегло над 68 000 Da. Ултрафилтрацията е пасивен и неселективен процес, тъй като заедно с „отпадъчните“ вещества от кръвта се отстраняват и необходимите за живота вещества. Ултрафилтрацията зависи само от размера на молекулите.

34.2.3. тубулна реабсорбция.Реабсорбцията или обратната абсорбция на вещества, които могат да бъдат използвани от тялото, се случва в тубулите. В проксималните извити тубули повече от 80% от веществата се абсорбират обратно, включително цялата глюкоза, почти всички аминокиселини, витамини и хормони, около 85% натриев хлорид и вода. Механизмът на абсорбция може да бъде описан с помощта на глюкоза като пример.

С участието на Na +, K + -АТФаза, разположена върху базолатералната мембрана на тубулните клетки, Na + йони се прехвърлят от клетките в междуклетъчното пространство, а оттам в кръвта и се екскретират от нефрона. В резултат на това се създава концентрационен градиент на Na+ между гломерулния филтрат и съдържанието на тубулните клетки. Чрез улеснена дифузия Na+ от филтрата прониква в клетките, а едновременно с катионите в клетките навлиза и глюкозата (срещу концентрационния градиент!). По този начин концентрацията на глюкоза в клетките на тубулите на бъбреците става по-висока, отколкото в извънклетъчната течност, а протеините-носители осъществяват улеснена дифузия на монозахарида в междуклетъчното пространство, откъдето той навлиза в кръвта.


Фигура 34.2. Механизмът на реабсорбция на глюкоза в проксималните тубули на бъбреците.

Високомолекулни съединения - протеини с молекулно тегло по-малко от 68 000, както и екзогенни вещества (например рентгеноконтрастни препарати), които навлизат в лумена на тубулите по време на ултрафилтрация, се екстрахират от филтрата чрез пиноцитоза, протичаща в основата на микровилите. Те са вътре в пиноцитните везикули, към които са прикрепени първичните лизозоми. Хидролитичните ензими на лизозомите разграждат протеините до аминокиселини, които или се използват от самите тубулни клетки, или преминават чрез дифузия в перитубулните капиляри.

34.2.4. тубулна секреция.Нефронът има няколко специализирани системи, които секретират вещества в лумена на тубула, като ги пренасят от кръвната плазма. Най-изследвани са тези системи, които са отговорни за секрецията на K + , H + , NH4 + , органични киселини и органични основи.

Секрецията на К + в дисталните тубули - активен процес, свързан с реабсорбцията на Na + йони. Този процес предотвратява задържането на К+ в организма и развитието на хиперкалиемия. Механизмите на секреция на протони и амониеви йони се свързват главно с ролята на бъбреците в регулирането на киселинно-алкалния статус. Системата, участваща в секрецията на органични киселини, е свързана с екскрецията на лекарства и други чужди вещества от тялото. Това очевидно се дължи на функцията на черния дроб, който осигурява модификацията на тези молекули и тяхното свързване с глюкуронова киселина или сулфат. Образуваните по този начин два вида конюгати се транспортират активно от система, която разпознава и отделя органични киселини. Тъй като конюгираните молекули имат висока полярност, след като бъдат прехвърлени в лумена на нефрона, те вече не могат да дифундират обратно и се екскретират в урината.

34.3. Хормонални механизми на регулация на бъбречната функция

34.3.1. В регулирането на образуването на урина в отговор на осмотични и други сигнали участват:

а) антидиуретичен хормон;

б) система ренин-ангиотензин-алдостерон;

в) система от предсърдни натриуретични фактори (атриопептидна система).

34.3.2. Антидиуретичен хормон (ADH, вазопресин). ADH се синтезира предимно в хипоталамуса като прекурсорен протеин, натрупва се в нервните окончания на задната хипофизна жлеза, откъдето хормонът се секретира в кръвта.

Сигналът за секрецията на ADH е повишаването на осмотичното налягане на кръвта. Това може да се случи при недостатъчен прием на вода, прекомерно изпотяване или след поглъщане на големи количества сол. Прицелните клетки за ADH са бъбречните тубулни клетки, съдовите гладкомускулни клетки и чернодробните клетки.

Ефектът на ADH върху бъбреците е да задържа вода в тялото чрез стимулиране на нейната реабсорбция в дисталните тубули и събирателните канали. Взаимодействието на хормона с рецептора активира аденилатциклазата и стимулира образуването на сАМР. Под действието на cAMP-зависима протеин киназа, протеините на мембраната, обърната към лумена на тубулите, се фосфорилират. Това дава на мембраната способността да транспортира вода без йони в клетките. Водата навлиза по концентрационен градиент, т.к тубулната урина е хипотонична по отношение на съдържанието на клетката.

След прием на голямо количество вода, осмотичното налягане на кръвта намалява и синтезът на ADH спира. Стените на дисталните тубули стават непропускливи за вода, реабсорбцията на вода намалява и в резултат на това се отделя голям обем хипотонична урина.

Заболяването, причинено от дефицит на ADH, се нарича безвкусен диабет. Може да се развие при невротропни вирусни инфекции, травматични мозъчни наранявания, тумори на хипоталамуса. Основният симптом на това заболяване е рязко увеличаване на диурезата (до 10 или повече литра на ден) с намалена (1,001-1,005) относителна плътност на урината.

34.3.3. Ренин-ангиотензин-алдостерон.Поддържането на стабилна концентрация на натриеви йони в кръвта и обема на циркулиращата кръв се регулира от системата ренин-ангиотензин-алдостерон, която също влияе върху реабсорбцията на вода. Намаляването на обема на кръвта, причинено от загубата на натрий, стимулира група клетки, разположени в стените на аферентните артериоли - юкстагломеруларния апарат (JGA). Той включва специализирани рецепторни и секреторни клетки. Активирането на JGA води до освобождаване на протеолитичния ензим ренин от неговите секреторни клетки. Ренинът също се освобождава от клетките в отговор на понижаване на кръвното налягане.

Ренинът действа върху ангиотензиногена (протеин от α2-глобулиновата фракция) и го разцепва, за да образува декапептид на ангиотензин I. След това друг протеолитичен ензим разцепва два крайни аминокиселинни остатъка от ангиотензин I, за да образува ангиотензин II. Този октапептид е едно от най-активните средства за свиване на кръвоносните съдове, включително артериолите. В резултат на това кръвното налягане се повишава, бъбречният кръвоток и гломерулната филтрация намаляват.

В допълнение, ангиотензин II стимулира секрецията на хормона алдостерон от клетките на надбъбречната кора. Алдостеронът е хормон с директно действие, който действа върху дисталния извит тубул на нефрона. Този хормон индуцира синтеза в целевите клетки:

а) протеини, участващи в транспорта на Na+ през луминалната повърхност на клетъчната мембрана;

б) Na + ,K+ -ATPase, която се интегрира в контралуминалната мембрана и участва в транспорта на Na+ от тубулните клетки в кръвта;

в) митохондриални ензими, например цитрат синтаза;

г) ензими, участващи в образуването на мембранни фосфолипиди, което улеснява транспортирането на Na + в тубулните клетки.

По този начин алдостеронът увеличава скоростта на реабсорбция на Na + от бъбречните тубули (Na + йони са пасивно последвани от Cl - йони) и в крайна сметка, осмотичната реабсорбция на вода, стимулира активния трансфер на K + от кръвната плазма в урината.

34.3.4. предсърдни натриуретични фактори.Предсърдните мускулни клетки синтезират и секретират в кръвта пептидни хормони, които регулират диурезата, отделянето на електролити в урината и съдовия тонус. Тези хормони се наричат ​​атриопептиди (от думата atrium - предсърдие).

Атриопептидите на бозайниците, независимо от размера на молекулата, имат обща характерна структура. Във всички тези пептиди дисулфидната връзка между двата цистеинови остатъка образува 17-членна пръстенна структура. Тази пръстенна структура е от съществено значение за проявата на биологична активност: намаляването на дисулфидната група води до загуба на активни свойства. Две пептидни вериги се отклоняват от цистеиновите остатъци, представляващи N- и С-терминалните области на молекулата. Броят на аминокиселинните остатъци в тези области и атриопептидите се различават един от друг.

Фигура 34.3. Схема на структурата на α-натриуретичен пептид.

Специфични рецепторни протеини за атриопептиди са разположени върху плазмената мембрана на черния дроб, бъбреците и надбъбречните жлези, върху съдовия ендотел. Взаимодействието на атриопептидите с рецепторите е придружено от активиране на мембранно свързана гуанилат циклаза, която превръща GTP в цикличен гуанозин монофосфат (cGMP).

В бъбреците, под влияние на атриопептидите, се увеличава гломерулната филтрация и диурезата, увеличава се екскрецията на Na + в урината. В същото време кръвното налягане намалява, тонусът на гладкомускулните органи намалява и секрецията на алдостерон се инхибира.

Така в норма и двете регулаторни системи - атриопептид и ренин-ангиотензин - взаимно се балансират. Най-тежките патологични състояния са свързани с нарушение на този баланс - артериална хипертония поради стеноза на бъбречните артерии, сърдечна недостатъчност.

През последните години се появяват все повече съобщения за употребата на атриопептидни хормони при сърдечна недостатъчност, в ранните етапи на която се наблюдава намаляване на производството на този хормон.

98. Най-важните биополимери на съединителната тъкан и междуклетъчния матрикс (колаген, еластин, протеогликани), състав, пространствена структура, биосинтеза, функции.

Основните компоненти на екстрацелуларния матрикс са структурните протеини колаген и еластин, гликозаминогликани, протеогликани, както и неколагенови структурни протеини (фибронектин, ламинин, тенасцин, остеонектин и др.). Колагените са семейство от свързани фибриларни протеини, секретирани от клетки на съединителната тъкан. Колагените са най-често срещаните протеини не само в междуклетъчния матрикс, но и в организма като цяло, те съставляват около 1/4 от всички протеини в човешкото тяло. Молекулите на колагена са изградени от три полипептидни вериги, наречени α-вериги. Идентифицирани са повече от 20 α-вериги, повечето от които имат 1000 аминокиселинни остатъка в състава си, но веригите се различават донякъде в аминокиселинната последователност. Колагенът може да съдържа три еднакви или различни вериги. Първичната структура на колагеновите α-вериги е необичайна, тъй като всяка трета аминокиселина в полипептидната верига е представена от глицин, около 1/4 аминокиселинни остатъци са пролин или 4-хидроксипролин, около 11% е аланин. Първичната структура на α-веригата на колагена също съдържа необичайна аминокиселина - хидроксилизин. Спирализираните полипептидни вериги, преплитащи се една около друга, образуват триверижна дясната суперспирална молекула - тропоколаген. Синтез и узряване: хидроксилиране на пролин и лизин до образуване на хидроксипролин (Hyp) и хидроксилизин (Hyl); гликозилиране на хидроксилизин; частична протеолиза - разцепване на "сигналния" пептид, както и N- и C-терминални пропептиди; образуване на тройна спирала. Колагените са основните структурни компоненти на органи и тъкани, които изпитват механичен стрес (кости, сухожилия, хрущяли, междупрешленни дискове, кръвоносни съдове), а също така участват в образуването на стромата на паренхимните органи.

Еластинът има подобни на каучук свойства. Еластиновите нишки, съдържащи се в белодробните тъкани, в стените на съдовете, в еластичните връзки, могат да бъдат разтегнати до няколко пъти нормалната си дължина, но след премахване на натоварването те се връщат в сгъната конформация. Еластинът съдържа около 800 аминокиселинни остатъка, сред които преобладават аминокиселини с неполярни радикали, като глицин, валин, аланин. Еластинът съдържа доста много пролин и лизин, но само малко хидроксипролин; хидроксилизинът напълно липсва. Протеогликаните са високомолекулни съединения, състоящи се от протеин (5-10%) и глюкозаминогликани (90-95%). Те образуват основното вещество на междуклетъчния матрикс на съединителната тъкан и могат да представляват до 30% от сухата маса на тъканта. Основният протеогликан на хрущялната матрица се нарича агрекан. Това е много голяма молекула, в която към една полипептидна верига са прикрепени до 100 вериги от хондроитин сулфати и около 30 вериги от кератан сулфати (четка). В хрущялната тъкан молекулите на агрекана се агрегират с хаалуронова киселина и малък свързващ протеин.

Малките протеогликани са протеогликани с ниско молекулно тегло. Те се намират в хрущялите, сухожилията, връзките, менискусите, кожата и други видове съединителна тъкан. Тези протеогликани имат малък основен протеин, към който са прикрепени една или две гликозаминогликанови вериги. Най-изследвани са декорин, бигликан, фибромодулин, лумикан, перлекан. Те могат да се свържат с други компоненти на съединителната тъкан и да повлияят на тяхната структура и функция. Например декоринът и фибромодулинът се прикрепват към колагенови фибрили тип II и ограничават техния диаметър. Протеогликаните на базалната мембрана са силно хетерогенни. Това са предимно протеогликани, съдържащи хепаран сулфат (SHPG).

99. Характеристики на метаболизма в скелетните мускули и миокарда: характеристики на основните протеини, молекулярни механизми на мускулна контракция, енергийно осигуряване на мускулна контракция.

Мускулната тъкан съставлява 40-42% от телесното тегло. Основната динамична функция на мускулите е да осигурят мобилност чрез свиване и последващо отпускане. Когато мускулите се свиват, се извършва работа, свързана с преобразуването на химическата енергия в механична.

Има три вида мускулна тъкан: скелетна, сърдечна и гладка мускулна тъкан.

Съществува и разделение на гладки и набраздени (набраздени) мускули. Набраздените мускули, в допълнение към скелетните, включват мускулите на езика и горната трета на хранопровода, външните мускули на очната ябълка и някои други. Морфологично миокардът принадлежи към набраздената мускулатура, но в редица други аспекти заема междинно положение между гладката и набраздената мускулатура.

МОРФОЛОГИЧНА ОРГАНИЗАЦИЯ НА ИВИЧЕСТИЯ МУСКУЛ

Набраздения мускул се състои от множество удължени влакна или мускулни клетки. Двигателните нерви навлизат в мускулното влакно в различни точки и предават електрически импулс към него, причинявайки свиване. Мускулното влакно обикновено се разглежда като гигантска многоядрена клетка, покрита с еластична мембрана - сарколема (фиг. 20.1). Диаметърът на функционално зряло набраздено мускулно влакно обикновено е между 10 и 100 µm, а дължината на влакното често съответства на дължината на мускула.

Във всяко мускулно влакно в полутечната саркоплазма по дължината на влакното има много нишковидни образувания - миофибрили (обикновено с дебелина под 1 микрон), които, подобно на цялото влакно като цяло, имат напречна ивица, често под формата на снопчета. Напречната набразденост на влакното, която зависи от оптичната хетерогенност на протеиновите вещества, локализирани във всички миофибрили на едно и също ниво, лесно се открива при изследване на скелетните мускулни влакна в поляризационен или фазово-контрастен микроскоп.

Мускулната тъкан на възрастни животни и хора съдържа от 72 до 80% вода. Около 20-28% от масата на мускула пада върху сухия остатък, главно протеини. В допълнение към протеините, сухият остатък включва гликоген и други въглехидрати, различни липиди, екстрактивни азотсъдържащи вещества, соли на органични и неорганични киселини и други химични съединения.

Повтарящият се елемент на набраздената миофибрила е саркомерът, част от миофибрилата, чиито граници са тесни Z-линии. Всяка миофибрила се състои от няколкостотин саркомери. Средната дължина на саркомера е 2,5-3,0 μm. В средата на саркомера има зона с дължина 1,5-1,6 μm, която във фазово-контрастен микроскоп е тъмна. При поляризирана светлина дава силно двойно пречупване. Тази зона обикновено се нарича диск А (анизотропен диск). В центъра на диск А е линията М, която може да се наблюдава само с електронен микроскоп. Средната част на диск А е заета от зона Н с по-слабо двойно пречупване. И накрая, има изотропни дискове или I дискове с много ниско двойно пречупване. Във фазово-контрастен микроскоп те изглеждат по-леки от дискове A. Дължината на дискове I е около 1 µm. Всяка от тях е разделена на две равни половини от Z-мембрана или Z-линия.

Протеините, които изграждат саркоплазмата, са протеини, които са разтворими в солена среда с ниска йонна сила. По-рано приетото разделение на саркоплазмените протеини на миоген, глобулин X, миоалбумин и пигментни протеини до голяма степен е загубило значението си, тъй като съществуването на глобулин X и миоген като отделни протеини в момента се отрича. Установено е, че глобулин X е смес от различни протеинови вещества със свойствата на глобулини. Терминът "миоген" също е сборен термин. По-специално, съставът на протеините от миогенната група включва редица протеини, надарени с ензимна активност: например гликолизни ензими. Саркоплазмените протеини включват също дихателния пигмент миоглобин и различни ензимни протеини, локализирани главно в митохондриите и катализиращи процесите на тъканно дишане, окислително фосфорилиране, както и много аспекти на азотния и липидния метаболизъм. Наскоро беше открита група саркоплазмени протеини, паравалбумини, които са способни да свързват Ca2+ йони. Физиологичната им роля все още е неясна.

Групата на миофибриларните протеини включва миозин, актин и актомиозин - протеини, разтворими в солна среда с висока йонна сила, и така наречените регулаторни протеини: тропомиозин, тропонин, α- и β-актинин, които образуват един комплекс с актомиозина в мускул. Изброените миофибриларни протеини са тясно свързани с контрактилната функция на мускулите.

Помислете до какво се свеждат идеите за механизма на променливо свиване и отпускане на мускулите. Понастоящем се приема, че биохимичният цикъл на мускулна контракция се състои от 5 етапа (фиг. 20.8):

1) миозиновата "глава" може да хидролизира АТФ до ADP и H3PO4 (Pi), но не осигурява освобождаването на хидролизни продукти. Следователно този процес е по-скоро стехиометричен, отколкото каталитичен по природа (виж фиг.);

3) това взаимодействие осигурява освобождаването на ADP и H3PO4 от комплекса актин-миозин. Актомиозиновата връзка има най-ниска енергия при ъгъл от 45 °, следователно ъгълът на миозина с оста на фибрила се променя от 90 ° на 45 ° (приблизително) и актинът се придвижва (с 10-15 nm) към центъра на саркомера (виж фиг.);

4) нова молекула АТФ се свързва с комплекса миозин-F-актин

5) комплексът миозин-АТФ има нисък афинитет към актин и следователно се получава отделяне на "главата" на миозина (АТФ) от F-актина. Последният етап всъщност е релаксация, която ясно зависи от свързването на АТФ към комплекса актин-миозин (виж фиг. 20.8, д). След това цикълът се възобновява.

100. Особености на метаболизма в нервната тъкан. Биологично активни молекули на нервната тъкан.

Характеристики на метаболизма в нервната тъкан: много липиди, малко въглехидрати, без резерв, висок метаболизъм на дикарбоксилни киселини, глюкозата е основният източник на енергия, малко гликоген, така че мозъкът зависи от доставката на глюкоза от кръвта, интензивен респираторен метаболизъм, кислородът се използва постоянно и нивото не се променя, метаболитните процеси са изолирани поради кръвно-мозъчната бариера, висока чувствителност към хипоксия и хипогликемия. невроспецифични протеини (NSP) - биологично активни молекули, специфични за нервните тъкани и изпълняващи функции, характерни за нервната система. Миелинов основен протеин. Неврон-специфична енолаза. Протеин S-100 и др.

101. Връзката между метаболизма на аминокиселините, мазнините и въглехидратите. Схемата за превръщане на глюкоза и аминокиселини в мазнини. Схема за синтез на глюкоза от аминокиселини. Схема на образуване на въглеродния скелет на аминокиселините от въглехидрати и глицерол.

В черния дроб се извършва най-важната трансформация на мастни киселини, от които се синтезират мазнини, характерни за този вид животни. Под действието на ензима липаза мазнините се разграждат до мастни киселини и глицерол. По-нататъшната съдба на глицерина е подобна на съдбата на глюкозата. Трансформацията му започва с участието на АТФ и завършва с разлагане до млечна киселина, последвано от окисление до въглероден диоксид и вода. Понякога, ако е необходимо, черният дроб може да синтезира гликоген от млечна киселина.Черният дроб също синтезира мазнини и фосфатиди, които влизат в кръвния поток и се транспортират в тялото. Той играе важна роля в синтеза на холестерол и неговите естери. При окисляването на холестерола в черния дроб се образуват жлъчни киселини, които се отделят в жлъчката и участват в храносмилателния процес.

102. Диагностична стойност на определяне на метаболити в кръвта и урината.

Глюкозата обикновено се намира в урината на здрав човек в изключително малки дози, приблизително 0,03-0,05 g / l. Патологична глюкозурия: бъбречен диабет, захарен диабет, остър панкреатит, хипертиреоидизъм, стероиден диабет, дъмпинг синдром, миокарден инфаркт, изгаряния, тубулоинтерстициално увреждане на бъбреците, синдром на Кушинг. Протеинът не трябва да присъства в урината на здрав човек. Патологична протеинурия: при заболявания на пикочните пътища (възпалителна ексудация), при патология на бъбреците (увреждане на гломерулите), диабет, различни инфекциозни заболявания, интоксикации и др. Обикновено съдържанието на урея варира от 333 до 587 mmol / ден ( от 20 до 35 g / ден). При надвишаване на уреята се диагностицира треска, хиперфункция на щитовидната жлеза, пернициозна анемия след определени лекарства. Намаляване на уреята се наблюдава при токсемия, жълтеница, цироза на черния дроб, бъбречно заболяване, по време на бременност, с бъбречна недостатъчност, по време на диета с ниско съдържание на протеини. Анализът на урината за пикочна киселина се предписва при подозрение за дефицит на фолиева киселина, диагностика на нарушения на пуриновия метаболизъм, кръвни заболявания, диагностика на ендокринни заболявания и др. калиев йодид, хинин се определят , атропин, с дефицит на фолиева киселина. Повишени стойности на пикочната киселина се наблюдават при епилапсия, вирусен хепатит, цистиноза, синдром на Lesch-Nigan, лобарна пневмония, сърповидно-клетъчна анемия, болест на Уилсън-Коновалов, истинска лицитемия. Креатининът в анализа на урината при възрастни варира от 5,3 при жените и от 7,1 при мъжете до съответно 15,9 и 17,7 mmol / ден. Този показател се използва при оценка на бъбречната функция, предписва се и при бременност, диабет, ендокринни заболявания, загуба на тегло и остри и хронични бъбречни заболявания. Повишени стойности от нормата се наблюдават при физическо натоварване, захарен диабет, протеинова диета, анемия, повишен метаболизъм, инфекции, бременност, изгаряния, хипотиреоидизъм, отравяне с въглероден окис и др. Намалени стойности на креатинина при вегетарианска диета, левкемия, парализа, мускулна дистрофия, различни видове възпалителни заболявания, засягащи мускулите и др. Анализ на урината за фосфор се предписва при заболявания на скелетната система, бъбреците, паращитовидните жлези, обездвижване и лечение с витамин D. Ако нивото е превишено от нормата, левкемия е диагностицирана предразположеност към образуване на пикочни камъни, рахит, увреждане на бъбречните тубули, небъбречна ацидоза, хиперпаратироидизъм, фамилна хипофосфатемия. Когато нивото спадне, те диагностицират: различни инфекциозни заболявания (например туберкулоза), паратироидектомия, костни метастази, акромегалия, хипопаратироидизъм, остра жълта атрофия и др. Анализът се предписва за патология на сърдечно-съдовата система, неврологична патология и бъбречна недостатъчност. При повишаване на съдържанието на магнезий от нормата се определят: алкохолизъм, синдром на Бартер, болест на Адисон, ранни стадии на хронично бъбречно заболяване и др. Намаляване: недостатъчно съдържание на магнезий в храната, панкреатит, остра или хронична диария, дехидратация, синдром на малабсорбция и др. Калциевият анализ се предписва за оценка на паращитовидните жлези, диагностика на рахит, остеопороза, костни заболявания, заболявания на щитовидната жлеза и хипофизата. Нормалната активност е 10-1240 U/L. Анализът се предписва за вирусни инфекции, лезии на панкреаса и паротидните жлези, декомпенсиран диабет.

Стандартен биохимичен кръвен тест.

Глюкозата може да се понижи при някои ендокринни заболявания, нарушена чернодробна функция. Увеличаване на съдържанието на глюкоза се наблюдава при захарен диабет. Билирубин, може да определи как работи черният дроб. Увеличаването на нивото на общия билирубин е симптом на жълтеница, хепатит, запушване на жлъчните пътища. Ако съдържанието на свързания билирубин се повиши, тогава най-вероятно черният дроб е болен. Нивото на общия протеин пада при заболявания на черния дроб, бъбреците, продължителни възпалителни процеси, глад. Увеличаване на съдържанието на общия протеин може да се наблюдава при някои кръвни заболявания, заболявания и състояния, придружени от дехидратация. Намаляването на нивата на албумин може да показва заболявания на черния дроб, бъбреците или червата. Обикновено тази цифра се намалява при захарен диабет, тежки алергии, изгаряния и възпалителни процеси. Повишеният албумин е сигнал за нарушения в имунната система или метаболизма. Увеличаването на нивото на γ-глобулините показва наличието на инфекция и възпаление в организма. Намаляването може да означава имунен дефицит. При остри възпалителни процеси се наблюдава повишаване на съдържанието на α1-глобулини. Нивото на α2-глобулините може да се повиши при възпалителни и неопластични процеси, бъбречни заболявания и да се понижи при панкреатит и захарен диабет. Промяна в количеството на β-глобулините обикновено се наблюдава при нарушения на метаболизма на мазнините. С-реактивен протеин при възпалителни процеси, инфекции, тумори съдържанието му се повишава. Определянето на този показател е от голямо значение при ревматизъм и ревматоиден артрит. Увеличаването на нивата на холестерола е сигнал за развитие на атеросклероза, коронарна болест на сърцето, съдови заболявания и инсулт. Нивата на холестерола също се повишават при захарен диабет, хронично бъбречно заболяване и намалена функция на щитовидната жлеза. Холестеролът става по-нисък от нормалното при повишена функция на щитовидната жлеза, хронична сърдечна недостатъчност, остри инфекциозни заболявания, туберкулоза, остър панкреатит и чернодробни заболявания, някои видове анемия и изтощение. Ако съдържанието на β-липопротеини е по-малко от нормалното, това показва нарушена чернодробна функция. Повишеното ниво на този показател показва атеросклероза, нарушен метаболизъм на мазнините и захарен диабет. Триглицеридите се повишават при бъбречно заболяване, намалена функция на щитовидната жлеза. Рязкото увеличение на този показател показва възпаление на панкреаса. Увеличаването на уреята показва бъбречно заболяване. Увеличаването на нивото на креатинина показва нарушение на бъбреците, диабет, заболявания на скелетната мускулатура. Нивото на пикочната киселина в кръвта може да се повиши при подагра, левкемия, остри инфекции, чернодробни заболявания, нефролитиаза, захарен диабет, хронична екзема, псориазис.Промяната в нивото на амилазата показва патология на панкреаса. Увеличаването на алкалната фосфатаза показва заболявания на черния дроб и жлъчните пътища. Увеличаването на показатели като ALT, AST, γ-GT показва нарушение на чернодробната функция. Промяната в концентрацията на фосфор и калций в кръвта показва нарушение на минералния метаболизъм, което се случва при бъбречни заболявания, рахит и някои хормонални нарушения.


Паратхормон

Паратироидният хормон (PTH) е едноверижен полипептид, състоящ се от 84 аминокиселинни остатъка (около 9,5 kDa), чието действие е насочено към повишаване на концентрацията на калциеви йони и намаляване на концентрацията на фосфати в кръвната плазма.

1. Синтез и секреция на ПТХ

ПТХ се синтезира в паращитовидните жлези като прекурсор, препрохормон, съдържащ 115 аминокиселинни остатъка. По време на прехвърлянето към ER, сигнален пептид, съдържащ 25 аминокиселинни остатъка, се отцепва от препрохормона. Полученият прохормон се транспортира до апарата на Голджи, където прекурсорът се превръща в зрял хормон, който включва 84 аминокиселинни остатъка (PTH 1-84). Паратироидният хормон е опакован и съхраняван в секреторни гранули (везикули). Интактният паратироиден хормон може да бъде разцепен на къси пептиди: N-краен, С-краен и среден фрагмент. N-терминалните пептиди, съдържащи 34 аминокиселинни остатъка, имат пълна биологична активност и се секретират от жлезите заедно със зрелия паратироиден хормон. Това е N-крайният пептид, който е отговорен за свързването с рецепторите на таргетните клетки. Ролята на С-крайния фрагмент не е ясно установена. Скоростта на разграждане на хормоните намалява при ниски концентрации на калциеви йони и се увеличава при високи концентрации на калциеви йони.

Секреция на ПТХрегулира се от нивото на калциевите йони в плазмата: хормонът се секретира в отговор на намаляване на концентрацията на калций в кръвта.

2. Ролята на паратироидния хормон в регулацията на калциевата и фосфатната обмяна

целеви организа ПТХ – кости и бъбреци. В клетките на бъбреците и костната тъкан са локализирани специфични рецептори, които взаимодействат с паратироидния хормон, в резултат на което се инициира каскада от събития, водещи до активиране на аденилат циклаза. Вътре в клетката се увеличава концентрацията на cAMP молекули, чието действие стимулира мобилизирането на калциеви йони от вътреклетъчните резерви. Калциевите йони активират кинази, които фосфорилират специфични протеини, които индуцират транскрипцията на специфични гени.

В костната тъкан PTH рецепторите са локализирани върху остеобластите и остеоцитите, но не се намират върху остеокластите. Когато паратиреоидният хормон се свърже с целевите клетъчни рецептори, остеобластите започват интензивно да секретират инсулиноподобен растежен фактор 1 и цитокини. Тези вещества стимулират метаболитната активност на остеокластите. По-специално, ускорява се образуването на ензими като алкална фосфатаза и колагеназа, които действат върху компонентите на костната матрица, причиняват нейното разграждане, което води до мобилизиране на Ca 2+ и фосфати от костта в извънклетъчната течност ( Фиг. 1).

В бъбреците ПТХ стимулира реабсорбцията на калций в дисталните извити тубули и по този начин намалява екскрецията на калций в урината и реабсорбцията на фосфат.

В допълнение, паратироидният хормон индуцира синтеза на калцитриол (1,25(OH) 2 D 3), който подобрява абсорбцията на калций в червата.

По този начин паратиреоидният хормон възстановява нормалното ниво на калциевите йони в извънклетъчната течност, както чрез директно действие върху костите и бъбреците, така и чрез индиректно действие (чрез стимулиране на синтеза на калцитриол) върху чревната лигавица, като в този случай повишава ефективността на абсорбцията на Ca 2+ в червата. Чрез намаляване на реабсорбцията на фосфат от бъбреците, паратиреоидният хормон помага да се намали концентрацията на фосфат в извънклетъчната течност.

3. Хиперпаратироидизъм

При първичния хиперпаратиреоидизъм се нарушава механизмът на потискане на секрецията на паратиреоиден хормон в отговор на хиперкалцемия. Това заболяване се среща с честота 1:1000. Причините могат да бъдат тумор на паращитовидната жлеза (80%) или дифузна хиперплазия на жлезите, в някои случаи рак на паращитовидната жлеза (по-малко от 2%). Прекомерната секреция на паратиреоиден хормон води до повишена мобилизация на калций и фосфат от костната тъкан, повишена калциева реабсорбция и екскреция на фосфат в бъбреците. В резултат на това възниква хиперкалцемия, която може да доведе до намаляване на нервно-мускулната възбудимост и мускулна хипотония. Болните развиват обща и мускулна слабост, умора и болки в определени мускулни групи, увеличава се рискът от фрактури на гръбначния стълб, бедрените кости и костите на предмишницата. Увеличаването на концентрацията на фосфатни и калциеви йони в бъбречните тубули може да причини образуването на камъни в бъбреците и да доведе до хиперфосфатурия и хипофосфатемия.

Вторичен хиперпаратироидизъмвъзниква при хронична бъбречна недостатъчност и дефицит на витамин D 3 и е придружено от хипокалцемия, свързана главно с нарушена абсорбция на калций в червата поради инхибиране на образуването на калцитриол от засегнатите бъбреци. В този случай се увеличава секрецията на паратиреоиден хормон. Въпреки това, повишеното ниво на паратироидния хормон не може да нормализира концентрацията на калциеви йони в кръвната плазма поради нарушение на синтеза на калцитриол и намаляване на абсорбцията на калций в червата. Наред с хипокалциемията често се наблюдава хиперфостатемия. Пациентите развиват увреждане на скелета (остеопороза) поради повишена мобилизация на калций от костната тъкан. В някои случаи (с развитието на аденом или хиперплазия на паращитовидните жлези) автономната хиперсекреция на паратироидния хормон компенсира хипокалциемията и води до хиперкалциемия ( третичен хиперпаратироидизъм).

4. Хипопаратироидизъм

Основният симптом на хипопаратиреоидизъм поради недостатъчност на паращитовидните жлези е хипокалцемия. Намаляването на концентрацията на калциеви йони в кръвта може да причини неврологични, офталмологични и сърдечно-съдови нарушения, както и увреждане на съединителната тъкан. При пациент с хипопаратиреоидизъм се наблюдава повишаване на нервно-мускулната проводимост, пристъпи на тонични конвулсии, конвулсии на дихателните мускули и диафрагмата и ларингоспазъм.

Калцитриол

Подобно на други стероидни хормони, калцитриолът се синтезира от холестерол.

Ориз. 1. Биологично действие на паратироидния хормон. 1 - стимулира мобилизирането на калций от костите; 2 - стимулира реабсорбцията на калциеви йони в дисталните тубули на бъбреците; 3 - активира образуването на калцитриол, 1,25(OH) 2 D 3 в бъбреците, което води до стимулиране на абсорбцията на Ca 2+ в червата; 4 - повишава концентрацията на калций в междуклетъчната течност, инхибира секрецията на ПТХ. ICF - междуклетъчна течност.

Действието на хормона е насочено към повишаване на концентрацията на калций в кръвната плазма.

1. Структура и синтез на калцитриол

В кожата 7-дехидрохолестеролът (провитамин D 3) се превръща в непосредствения прекурсор на калцитриола, холекалциферол (витамин D 3). По време на тази неензимна реакция, под въздействието на ултравиолетово лъчение, връзката между деветия и десетия въглероден атом в молекулата на холестерола се разкъсва, пръстен В се отваря и се образува холекалциферол (фиг. 2). Така се образува по-голямата част от витамин D 3 в човешкото тяло, но малко количество от него идва от храната и се абсорбира в тънките черва заедно с други мастноразтворими витамини.

Ориз. 2. Схема за синтез на калцитриол. 1 - холестеролът е прекурсор на калцитриол; 2 - в кожата 7-дехидрохолестеролът се превръща неензимно в холекалциферол; 3 - в черния дроб 25-хидроксилазата превръща холекалциферол в калцидиол; 4 - в бъбреците образуването на калцитриол се катализира от 1α-хидроксилаза.

В епидермиса холекалциферолът се свързва със специфичен витамин D-свързващ протеин (транскалциферин), навлиза в кръвния поток и се прехвърля в черния дроб, където се извършва хидроксилиране при 25-ия въглероден атом, за да се образува калцидиол. В комплекс с протеина, свързващ витамин D, калцидиолът се транспортира до бъбреците и се хидроксилира при първия въглероден атом, за да образува калцитриол. 1,25(OH) 2 D 3 е активната форма на витамин D 3 .

Хидроксилирането, протичащо в бъбреците, е стъпка, ограничаваща скоростта. Тази реакция се катализира от митохондриалния ензим lα-хидроксилаза. Паратхормонът индуцира la-хидроксилаза, като по този начин стимулира синтеза на 1,25(OH) 2 D 3 . Ниската концентрация на фосфати и Ca2+ йони в кръвта също ускорява синтеза на калцитриол, а калциевите йони действат индиректно чрез паратироидния хормон.

При хиперкалцемия активността на 1α-хидроксилазата намалява, но активността на 24α-хидроксилазата се увеличава. В този случай се увеличава производството на метаболита 24,25(OH) 2 D 3, който може да има биологична активност, но ролята му не е напълно изяснена.

2. Механизъм на действие на калцитриол

Калцитриолът има ефект върху тънките черва, бъбреците и костите. Подобно на други стероидни хормони, калцитриолът се свързва с вътреклетъчния рецептор на таргетната клетка. Образува се хормон-рецепторен комплекс, който взаимодейства с хроматина и индуцира транскрипцията на структурни гени, което води до синтеза на протеини, които медиират действието на калцитриола. Например, в чревните клетки калцитриолът индуцира синтеза на Ca 2+ -пренасящи протеини, които осигуряват абсорбцията на калциеви и фосфатни йони от чревната кухина в чревната епителна клетка и по-нататъшния транспорт от клетката към кръвта, поради което концентрацията на калциеви йони в извънклетъчната течност се поддържа на нивото, необходимо за минерализацията на органичната матрица на костната тъкан. В бъбреците калцитриолът стимулира реабсорбцията на калциеви и фосфатни йони. При липса на калцитриол се нарушава образуването на аморфни кристали калциев фосфат и хидроксиапатит в органичната матрица на костната тъкан, което води до развитие на рахит и остеомалация. Установено е също, че при ниска концентрация на калциеви йони, калцитриолът насърчава мобилизирането на калций от костната тъкан.

3. Рахит

Рахитът е детско заболяване, свързано с недостатъчна минерализация на костната тъкан. Нарушаването на минерализацията на костите е следствие от дефицит на калций. Рахитът може да бъде причинен от следните причини: липса на витамин D 3 в храната, нарушена абсорбция на витамин D 3 в тънките черва, намален синтез на прекурсори на калцитриГол поради недостатъчно излагане на слънце, дефект в 1α-хидроксилазата, дефект в калцитриол рецептори в таргетните клетки. Всичко това води до намаляване на абсорбцията на калций в червата и намаляване на концентрацията му в кръвта, стимулиране на секрецията на паратироиден хормон и в резултат на това мобилизиране на калциеви йони от костите. При рахит се засягат костите на черепа; гърдите, заедно с гръдната кост, изпъкват напред; тръбните кости и ставите на ръцете и краката са деформирани; стомахът расте и изпъква; забавено двигателно развитие. Основните начини за предотвратяване на рахит са правилното хранене и достатъчно слънчева светлина.

Ролята на калцитонина в регулацията на калциевия метаболизъм

Калцитонинът е полипептид, състоящ се от 32 аминокиселинни остатъка с една дисулфидна връзка. Хормонът се секретира от парафоликуларни тироидни К-клетки или паратироидни С-клетки като прекурсорен протеин с високо молекулно тегло. Секрецията на калцитонин се увеличава с повишаване на концентрацията на Ca 2+ и намалява с намаляване на концентрацията на Ca 2+ в кръвта. Калцитонинът е антагонист на паратироидния хормон. Той инхибира освобождаването на Ca 2+ от костите, намалявайки активността на остеокластите. В допълнение, калцитонинът инхибира тубулната реабсорбция на калциеви йони в бъбреците, като по този начин стимулира тяхното отделяне от бъбреците в урината. Скоростта на секреция на калцитонин при жените е силно зависима от нивата на естроген. При липса на естроген секрецията на калцитонин намалява. Това води до ускоряване на мобилизацията на калций от костната тъкан, което води до развитие на остеопороза.



Три хормона са отговорни за обмяната на калций и фосфати в организма – калцитриол, калцитонин и паратироиден хормон.

Калцитриол

Структура

Той е производно на витамин D и принадлежи към стероидите.

Синтез

Холекалциферол (витамин D3) и ергокалциферол (витамин D2), образувани в кожата под действието на ултравиолетовото лъчение и доставени с храната, се хидроксилират до хепатоцитивърху С 25 и в епитела проксимални тубулибъбреци за C 1. В резултат на това се образува 1,25-диоксихолекалциферол ( калцитриол).

1α-хидроксилазна активност е установена в много клетки и значението на това е в активирането на 25-хидроксихолекалциферол за собствените нужди на клетката (автокринно и паракринно действие).

Регулиране на синтеза и секрецията

Активирате: Хипокалциемията повишава хидроксилирането на витамин D при С1 в бъбреците чрез увеличаване на секрецията на паратиреоиден хормон, който стимулира този процес.

Намалете: Излишъкът от калцитриол инхибира C1 хидроксилирането в бъбреците.

Механизъм на действие

Цитозолен.

Цели и ефекти

Паратироиден хормон

Структура

Това е пептид от 84 аминокиселини с молекулно тегло 9,5 kDa.

Синтез

Отива до паращитовидните жлези. Реакциите на синтез на хормони са много активни.

Регулиране на синтеза и секрецията

Активирапроизводството на хормона хипокалцемия.

Намалетевисоки концентрации на калций чрез активиране калций-чувствителна протеазахидролизиране на един от предшествениците на хормона.

Механизъм на действие

Аденилат циклаза.

Цели и ефекти

Ефектът на паратироидния хормон е да повишаване на концентрацията на калцийИ намаляване на концентрацията на фосфатив кръвта.

Това се постига по три начина:

Костен

  • при високо ниво на хормона, остеокластите се активират и костната тъкан се разрушава,
  • при ниски концентрации се активират костното ремоделиране и остеогенезата.

бъбреци

  • повишена реабсорбция на калций и магнезий
  • намалява реабсорбцията на фосфати, аминокиселини, карбонати, натрий, хлориди, сулфати.
  • хормонът също така стимулира образуването на калцитриол (хидроксилиране при С 1).

червата

  • с участието на калцитриол се подобрява абсорбцията на калций и фосфати.

Хипофункция

Възниква при случайно отстраняване на жлезата по време на операции на щитовидната жлеза или при автоимунно разрушаване на тъканта на жлезата. Получената хипокалцемия и хиперфосфатемия се проявява под формата на висока нервно-мускулна възбудимост, конвулсии, тетания. При рязко намаляване на калция възниква парализа на дишането, ларингоспазъм.

хиперфункция

Първичният хиперпаратиреоидизъм възниква при аденом на жлезите. Нарастващата хиперкалцемия причинява увреждане на бъбреците, уролитиаза.

Вторичният хиперпаратироидизъм е резултат от бъбречна недостатъчност, при която има нарушение на образуването на калцитриол, намаляване на концентрацията на калций в кръвта и компенсаторно увеличаване на синтеза на паратиреоиден хормон.

Калцитонин

Структура

Това е пептид от 32 аминокиселини с молекулно тегло 3,6 kDa.

Синтез

Среща се в парафоликуларните клетки на щитовидната жлеза.

Регулиране на синтеза и секрецията

Активирате: калциеви йони, глюкагон.

Механизъм на действие

Аденилат циклаза

Цели и ефекти

Ефектът на калцитонина е намаляване на концентрацията на калцийИ фосфатив кръвта:

  • в костната тъкан инхибира активността на остеокластите, което подобрява навлизането на калций и фосфати в костта,
  • в бъбреците инхибира реабсорбцията на Ca 2+ йони, фосфати, Na + , K + , Mg 2+ .


Подобни статии