Кръвна плазма значение на протеини в кръвната плазма. Белтъци на кръвната плазма: физиологична роля, основни фракции. Характеристики на протеините в кръвната плазма при новородени

Човешката кръвна плазма обикновено съдържа повече от 100 вида протеини. Приблизително 90% от целия кръвен протеин е албумин. имуноглобулини, липопротеини, фибриноген, трансферин; други протеини присъстват в плазмата в малки количества.

Синтезът на протеини в кръвната плазма се извършва:

• черен дроб - напълно синтезира фибриноген и кръвен албумин, повечето от α- и β-глобулините,
• клетки на ретикулоендотелната система(RES) на костен мозък и лимфни възли - част от β-глобулини и γ-глобулини (имуноглобулини).

Особености на съдържанието на протеини в кръвта на децата

При новородени съдържанието на общия протеин в кръвния серум е значително по-ниско, отколкото при възрастните, и става минимално до края на първия месец от живота (до 48 g / l). До втората или третата година от живота общият протеин се увеличава до нивата за възрастни.

През първите месеци от живота концентрацията глобулинови фракциие ниска, което води до относителна хипералбуминемия до 66-76%. В периода между 2-ия и 12-ия месец концентрацията на α 2 -глобулини временно надвишава нивото за възрастни.

Количеството фибриноген при раждането е много по-ниско, отколкото при възрастни (около 2,0 g/l), но до края на първия месец достига нормалното ниво (4,0 g/l).

Видове протеинограми

В клиничната практика се разграничават 10 вида електроферограми за серума ( протеинограма), съответстващи на различни патологични състояния.

Тип протеинограма	Албумин	Глобулинови фракции				Примери за болести
		α1	α2	β	γ
Остро възпаление	↓↓			-		Начални стадии на пневмония, остър полиартрит, ексудативна белодробна туберкулоза, остри инфекциозни заболявания, сепсис, инфаркт на миокарда
Хронично възпаление	↓	-		-		Късни стадии на пневмония, хронична белодробна туберкулоза, хроничен ендокардит, холецистит, цистит и пиелит
Нарушения на бъбречния филтър	↓↓	-			↓	Истинска, липоидна или амилоидна нефроза, нефрит, нефросклероза, токсикоза на бременността, краен стадий на белодробна туберкулоза, кахексия
Злокачествени тумори	↓↓					Метастатични неоплазми с различна локализация на първичния тумор
Хепатит	↓	-	-			Последици от токсични чернодробни увреждания, хепатит, хемолитични процеси, левкемия, злокачествени новообразувания на хемопоетичния и лимфния апарат, някои форми на полиартрит, дерматози
Чернодробна некроза	↓↓	-	↓			Чернодробна цироза, тежки форми на индуративна белодробна туберкулоза, някои форми на хроничен полиартрит и колагенози
Механична жълтеница	↓	-				Обструктивна жълтеница, жълтеница, причинена от развитието на рак на жлъчните пътища и главата на панкреаса
α 2 -глобулинови плазмоцитоми	↓	↓		↓	↓	α 2 -плазмоцитоми
β-глобулинови плазмоцитоми	↓	↓	↓		↓	β 1 -плазмоцитоми, β 1 -плазмоклетъчна левкемия и макроглобулинемия на Waldenström
γ-глобулинови плазмоцитоми	↓	↓	↓	↓		γ-плазмоцитоми, макроглобулинемия и някои ретикулози

Човешката кръвна плазма съдържа повече от 100 различни протеина. Повечето плазмени протеини се синтезират в черния дроб, с изключение на имуноглобулини и протеиново-пептидни хормони. Функциите на протеините на кръвната плазма са много разнообразни. Протеините създават онкотично налягане и по този начин поддържат постоянен кръвен обем, т.е. свързват водата и я задържат в кръвния поток. Протеините осигуряват вискозитета на кръвта. Скоростта на кръвния поток, артериалното и венозното налягане и други показатели на сърдечно-съдовата система зависят от вискозитета. Протеините, заедно с бикарбонатните и фосфатните буферни системи, поддържат киселинно-основната киселинна реакция (pH 7,34–7,36). Плазмата съдържа протеини на коагулационните (фибриноген) и антикоагулационните системи (антитромбин). Плазмата съдържа транспортни протеини: неспецифични (албумин) и специфични (трансферин). Плазмата съдържа антипротеази, които предпазват кръвните клетки и кръвоносните съдове от разрушаване. Имуноглобулините, системата на комплемента и други протеини на имунната система осигуряват хуморален имунитет. Плазмените протеини са компоненти на кининовата и ангиотензиновата система. Брадикининът разширява кръвоносните съдове и понижава кръвното налягане, ангиотензинът ги стеснява и повишава кръвното налягане. Хранителната функция на плазмените протеини е важна по време на гладуване и някои заболявания.

Протеините могат да бъдат разделени на фракции по няколко начина. Например, според тяхната подвижност по време на електрофореза, те могат грубо да се разделят на 5 фракции: албумин, a 1 -, a 2 -, b- и g-глобулини.Всяка фракция е смес от отделни протеини с еднакъв заряд.

Албумините се синтезират от чернодробните хепатоцити. Сред плазмените протеини, количествено това е най-голямата фракция (42 g/l). Това са прости протеини, които изпълняват повечето от общите функции на протеините на кръвната плазма. Осигуряват вискозитета на кръвта и онкотичното налягане, тъй като имат по-нисък М и са много, и участват в регулацията на ACR, тъй като съдържат повече заредени аминокиселини. Албумините изпълняват транспортна функция за липофилни вещества, транспортират дълговерижни мастни киселини (FFA), билирубин, някои хормони, витамини и лекарства. В допълнение, албуминът свързва Ca 2+ и Mg 2+ йони. Албумините са резерв от аминокиселини за глюконеогенезата и изпълняват хранителна функция по време на гладуване.

a 1 -, a 2 -, b-глобулините се синтезират от RES клетки, g-глобулините се синтезират от B-лимфоцити - 90%, клетки на Купфер - 10%.

a 1 -глобулините са фракция, която включва транспортни протеини (тироксин-свързващи), протеини на острата фаза (a 1 -антипептидази), HDL апопротеини, протромбин и др.

a 2 -глобулините са фракция, която също съдържа транспортен протеин (церулоплазмин), острофазов протеин a 2 -макроглобулин, антитромбин и др.

b-глобулините са фракция, която съдържа LDL апопротеини, фибриноген, транскобаламин и др.

g-глобулините са фракция, която съдържа антитела (имуноглобулини).

Обикновено концентрацията на общия протеин в кръвната плазма е 63–83 g/l. Хиперпротеинемия - повишената концентрация на протеин често е относителна, когато тялото е дехидратирано (диария, повръщане, изгаряния). Абсолютна хиперпротеинемия се среща при хронични възпалителни заболявания (g-глобулинемия). Хиперпротеинемията обикновено е хиперглобулинемия. Хипопротеинемия – намалена концентрация на протеин, най-често хипоалбуминемия . Диспротеинемията възниква, когато съотношението между фракциите е нарушено, докато общото количество протеин е нормално. Използвайки протеиновия спектър на кръвната плазма, е възможно например да се направи разлика между остро и хронично възпаление. При остро възпаление албуминът се намалява, а 1 и 2 глобулините се повишават. При хронично възпаление се повишават и g-глобулините. При чернодробна патология албуминът е намален, а b- и g-глобулините са повишени.

Индивидуалните протеини на кръвната плазма представляват 4 основни групи: 1) имуноглобулини, 2) транспортни протеини, 3) ензими, 4) острофазови протеини.

Транспортните протеини, като церулоплазмин, транспортират медни йони. Наследственият дефект в този протеин води до заболяването хепатолентикуларна дегенерация (болест на Wilson-Konovalov). За лечение се предписват комплексони (EDTA), които свързват медните йони. Трансферинът служи за транспортиране на железни йони, ретинол-свързващият протеин транспортира витамин А, тироксин-свързващият протеин за транспортиране на йодтиронини и други, необходими за трансфера на хидрофобни съединения.

Плазмените ензими могат да бъдат разделени на функционални и нефункционални.Функционалните ензими се синтезират в черния дроб, навлизат в плазмата и изпълняват различни функции. Това са холинестераза, ензими на коагулационната и антикоагулантната система, ензими на кининовата система (каликреин), ензими на ангиотензиновата система (ангиотензин-конвертиращ ензим - ACE). Нефункционалните или клетъчните ензими обикновено се намират в следи от плазмата и се появяват в резултат на нормалния клетъчен обмен. Нефункционалните ензими влизат в плазмата, когато клетките са унищожени в резултат на възпаление или некроза. Такива ензими се наричат ​​индикаторни ензими, тъй като ако са тъканно специфични, те се използват в ензимната диагностика. За ензимната диагностика на инфаркт на миокарда е полезно определянето на активността на AST > ALT, LDH 1, креатинкиназата (особено MB изоензима). При чернодробни заболявания се повишават плазмените нива: ALT > AST, LDH 5, OCT (орнитин карбамоилтрансфераза), аргиназа. При остър панкреатит се повишава активността и на други ензими в плазмата - панкреатична а-амилаза и липаза.

Протеините в острата фаза (гликопротеините) се наричат ​​така, защото обикновено липсват в кръвта или присъстват в следи. При патологията концентрацията им се увеличава многократно. Например, С-реактивният протеин образува утайки с С-полизахариди на пневмококи, появява се по време на пневмония и други възпалителни заболявания, остри инфекции. Киселинният 1-гликопротеин (орозомукоид) се повишава при хронични и остри заболявания и се характеризира с високо съдържание на въглехидрати (42%). a 1 -антитрипсин, a 2 -макроглобулин, това са пептидазни инхибитори, които защитават плазмените и съдовите протеини от пептидази, които навлизат в кръвта по време на клетъчен лизис. Нивото на 2-макроглобулин се повишава по време на бременност и прием на естроген. Наследственият дефицит на тези пептидази допринася за развитието на някои заболявания (емфизем, цироза). Хаптоглобин – Това е протеин, който образува комплекси с хемоглобина и предотвратява загубата на желязо по време на хемолизата на червените кръвни клетки. Криоглобулинът се различава по това, че може да се желира при понижаване на температурата. Криоглобулинът не се открива при здрави хора, появява се при нефроза, левкемия, миелом и др.

Протеините са основните компоненти на кръвната плазма.

Протеините на кръвната плазма изпълняват редица важни функции:

• определяне на физикохимичните константи на кръвта (вискозитет, рН, онкотично налягане)
• транспортна функция – пренос на неразтворими във вода вещества, метални йони
• защитна функция – част от антителата
• участват в кръвосъсирването - хемокоагулация
• регулаторна функция – плазмата съдържа протеинови хормони, ензими
• представляват резерв от аминокиселини и свързаните с тях метали

Чрез метода на изсоляване протеините на кръвната плазма се разделят на 3 фракции: албумин - 30-50 g/l, глобулини - 20-30 g/l, фибриноген - 2-4 g/l.

Чрез електрофореза на хартия всички протеини на кръвната плазма се разделят на 5 фракции: албумини и α 1, α 2, β, γ - глобулини

На албумини съставлява 60% от всички протеини в кръвната плазма. Албумините имат молекулно тегло по-малко от 100 хиляди d, богати са на полярни хидрофилни аминокиселини и са електрофоретично подвижни. Албумините се разтварят в дестилирана вода, осоляват се със 100% разтвор на (NH 4) 2 SO 4. Албумините се синтезират в черния дроб, изпълняват транспортна функция и определят физикохимичните свойства на кръвта.

Глобулинисъставляват 40% от всички протеини в кръвната плазма. Глобулините са хетерогенна фракция от протеини. Съдържанието на α 1 -глобулини е 4%, α 2 - глобулини - 8%, β-глобулини -12%, γ-глобулини - 16%. Молекулното тегло на глобулините е около 200 хил. Те са по-малко хидрофилни, разтварят се в 10% солеви разтвори и утаяват 50% (NH 4) 2 SO 4. Глобулините се синтезират в черния дроб, лимфоцитите и макрофагите. Основните функции на глобулините включват транспортни и защитни функции.

Глобулиновата фракция съдържа: отделни протеини .

катерици α 1 - глобулинова фракция

Протромбин- протеин на системата за кръвосъсирване

α 1 - гликопротеин– пренася някои стероидни хормони

α 1 – антитрипсин– инхибитор на трипсина

Орозомукоид– гликопротеин, протеазен инхибитор, има имуномодулиращ ефект

катерици α 2 -фракции на глобулините

Хаптоглобин- транспортира хемоглобина

α 2 - макроглобулин– притежава антипротеазна активност, инхибитор е на кръвосъсирването и фибринолитичната система, инхибитор на синтеза на кинин

С-реактивен протеиндава реакция на утаяване с пневмокок и има антипротеазна активност.

Церулоплазмин– меден транспортиращ протеин, има ензимна оксидазна активност.

катерици β - глобулинови фракции

С-реактивен протеин– протеин, участващ във възпалителния отговор

Трансферин– пренася желязо, част е от антиоксидантната система на кръвта.

Хемопексин– транспортира хем, порфирини, хемоглобин

Фибриноген– фактор на кръвосъсирването.

катерици γ-глобулинови фракции са представени от антитела или имуноглобулини (Ig) от 3 основни типа: Ж, А, Ми второстепенни: Д, Е. UновородениПредставени са всички видове имуноглобулини, но съдържанието им е по-ниско, отколкото при възрастните. През този период основният е IgG, който преминава през плацентарната бариера и навлиза в плода от тялото на майката. До 1-годишна възраст съдържанието на IgG става равно на съдържанието му при възрастни, до 2 години концентрацията на IgA достига нивото на възрастните.

Всички имуноглобулини са изградени на същия принцип. Те съдържат две тежки H вериги (500-60 аминокиселини) и две леки L вериги (до 200 аминокиселини), като веригите са свързани чрез дисулфидни връзки. Вторичната структура на H и L веригите има β-нагъната подредба, веригите са успоредни и в техния състав се разграничават доменни секции. Веригите съдържат постоянни региони и променливи региони, поради което Ig взаимодейства с голям брой антигени. IgA съдържа 3 вилки, IgM съдържа 5 вилки.

Протеините присъстват в малки концентрации в кръвната плазма интерферони (IF ) различни видове:

α – (ELISA) се синтезират в лимфоцити и макрофаги

β – (IPB) се синтезират във фибробластите

γ – (IFG) се синтезират в различни тъкани и в Т-лимфоцити

Интерфероните имат антипролиферативен ефект, стимулират клетъчната диференциация, имат антитуморен ефект и активират имунните процеси. Концентрацията на интерферони се повишава при вирусни заболявания. Интерфероните имат антивирусна активност, която е свързана с активиране на имунната система, инхибиране на РНК полимеразата и активиране на РНКазата.

Ензими на кръвната плазмаса разделени на 3 групи.

Секреторни ензимисинтезирани в черния дроб и секретирани в кръвта. Примери за това са холинестеразата и факторите на кръвосъсирването. Обикновено активността на ензимите от тази група е по-висока, отколкото при заболявания.

Екскреторни ензимисинтезира се в черния дроб и се екскретира в жлъчката (алкална фосфатаза). При заболявания се повишава активността на отделителните ензими.

Индикаторни ензимиОбикновено те практически отсъстват в кръвната плазма, при заболявания тяхната активност се повишава.

Белтъци на кръвната плазма - понятие и видове. Класификация и особености на категория "Кръвни плазмени протеини" 2017, 2018.

Кръвта се състои от течна част (плазма) И профилирани елементи (левкоцити, еритроцити, тромбоцити). Процентът на плазмата в кръвта е 55%, а процентът на формените елементи е 45%.

От своя страна плазмата е сложна биологична среда, съдържаща 92% вода, 7% протеини и 1% мазнини, въглехидрати и минерални соли.

Плазмените протеини са високомолекулни азотсъдържащи съединения, които имат сложна структура и се състоят от повече от 20 аминокиселини. Аминокиселините притежават свойствата както на киселини, така и на основи и могат да взаимодействат с различни съединения.

Протеините включват:

• въглерод (50-55%);
• кислород (21-23%);
• водород (6-7%);
• азот (15-16%);
• сяра, фосфор, желязо, мед и някои други елементи - в малки количества.

Протеините могат да бъдат прости или сложни. Простите протеини се състоят само от аминокиселини: протамин, хистон, албумин, глобулин. Сложните протеини включват не само аминокиселини, но и други съединения (нуклеинови киселини, фосфорна киселина, въглехидрати): нуклеопротеини, хромопротеини, фосфоропротеини, глюкопротеини, липопротеини.

Протеините са способни да отдават и приемат електрически заряд, като се зареждат положително или отрицателно. В допълнение, протеините са в състояние да задържат вода, създавайки колоиден разтвор (една киселинна група може да свърже 4, а аминова група може да свърже 3 водни молекули). Силата, с която плазмените протеини привличат вода към себе си, се нарича колоидно осмотично налягане. Тази стойност е равна на 23-28 mmHg.

Плазмените протеини предпазват тялото от проникване на чужди протеини, участват в процеса на съсирване на кръвта и поддържат постоянството на хомеостазата. Ето колко полезни и важни функции изпълняват плазмените протеини в нашето тяло.

В клиничната практика се определя общото съдържание на протеини в кръвната плазма и нейните фракции. Общото количество протеин в плазмата трябва да бъде 65..85 g/l. В кръвния серум има 2..4 g/l протеин по-малко, отколкото в плазмата - това се обяснява с факта, че в серума няма фибриноген.

Намалено количество протеин ( хипопротеинемия) възниква поради:

• недостатъчен прием на протеини в тялото - резултат от продължително гладуване, диета без протеини, нарушаване на стомашно-чревния тракт;
• повишена загуба на протеин - в резултат на остри и хронични кръвоизливи, злокачествени новообразувания;
• нарушения в образуването на протеини - в резултат на чернодробна недостатъчност (хепатит, цироза, чернодробна дистрофия).

Повишено количество протеин ( хиперпротеинемия) възниква поради загуба на част от вътресъдовата течност - при прегряване на тялото, обширни изгаряния, тежки наранявания, холера, мултиплен миелом.

Протеиновият състав на кръвната плазма е много разнообразен. Съвременната медицина е идентифицирала повече от 100 различни плазмени протеини. Най-простите протеини - албумини, глобулини и фибриноген се намират в плазмата в големи количества, останалите - в незначителни количества.

Въз основа на формата и размера на молекулите кръвните протеини се разделят на албумини и глобулини. Най-разпространеният протеин в кръвната плазма е албуминът (повече от 50% от всички протеини, 40-50 g/l). Те действат като транспортни протеини за някои хормони, свободни мастни киселини, билирубин, различни йони и лекарства, поддържат постоянството на колоидно-осмотичната кръв и участват в редица метаболитни процеси в организма. Синтезът на албумин се извършва в черния дроб.

албумин

Съдържанието на албумин в кръвта служи като допълнителен диагностичен знак за редица заболявания. При ниска концентрация на албумин в кръвта се нарушава балансът между кръвната плазма и междуклетъчната течност. Последният спира да навлиза в кръвта и се появява подуване. Концентрацията на албумин може да намалее както с намаляване на неговия синтез (например, с нарушена абсорбция на аминокиселини), така и с увеличаване на загубата на албумин (например, чрез язва на лигавицата на стомашно-чревния тракт). В напреднала и напреднала възраст съдържанието на албумин намалява. Измерването на плазмените концентрации на албумин се използва като тест за чернодробната функция, тъй като хроничните чернодробни заболявания се характеризират с ниски концентрации на албумин поради намален синтез на албумин и увеличен обем на разпределение в резултат на задържане на течности в тялото.

Ниските нива на албумин (хипоалбуминемия) при новородени повишават риска от жълтеница, тъй като албуминът свързва свободния билирубин в кръвта. Албуминът също така свързва много лекарства, влизащи в кръвта, така че когато концентрацията му намалява, рискът от отравяне от несвързано вещество се увеличава. Аналбуминемията е рядко наследствено заболяване, при което плазмената концентрация на албумин е много ниска (250 mg/L или по-малко). Индивидите с тези разстройства са податливи на случайни леки отоци без никакви други клинични симптоми. Високите концентрации на албумин в кръвта (хипералбуминемия) могат да бъдат причинени или от прекомерна инфузия на албумин, или от дехидратация на тялото.

Имуноглобулини

Повечето други протеини на кръвната плазма се класифицират като глобулини. Сред тях са: алфа-глобулини, които свързват тироксина и билирубина; бета-глобулини, които свързват желязото, холестерола и витамините A, D и K; Следователно гама-глобулините, които свързват хистамина и играят важна роля в имунологичните реакции на организма, се наричат ​​още имуноглобулини или антитела.

Има 5 основни класа имуноглобулини, най-често срещаните от които са IgG, IgA и IgM. Намаляването или повишаването на концентрацията на имуноглобулини в кръвната плазма може да бъде както физиологично, така и патологично. Известни са различни наследствени и придобити нарушения на синтеза на имуноглобулини. Намаляването на техния брой често се случва при злокачествени заболявания на кръвта, като хронична лимфна левкемия, множествена миелома, болест на Ходжкин; може да бъде следствие от употребата на цитостатични лекарства или със значителни белтъчни загуби (нефротичен синдром). При пълна липса на имуноглобулини, например при СПИН, могат да се развият повтарящи се бактериални инфекции.

Повишени концентрации на имуноглобулини се наблюдават при остри и хронични инфекциозни, както и автоимунни заболявания, например ревматизъм, системен лупус еритематозус и др. Идентифицирането на имуноглобулини към специфични антигени (имунодиагностика) осигурява значителна помощ при диагностицирането на много инфекциозни заболявания .

Други плазмени протеини

В допълнение към албумините и имуноглобулините, кръвната плазма съдържа редица други протеини: компоненти на комплемента, различни транспортни протеини, например тироксин-свързващ глобулин, полов хормон-свързващ глобулин, трансферин и др. Концентрациите на някои протеини се увеличават по време на остро възпаление реакция. Сред тях са антитрипсините (протеазни инхибитори), С-реактивен протеин и хаптоглобин (гликопептид, който свързва свободния хемоглобин). Измерването на концентрациите на С-реактивен протеин помага да се наблюдава прогресията на заболявания, характеризиращи се с епизоди на остро възпаление и ремисия, като ревматоиден артрит. Наследственият дефицит на a1-антитрипсин може да причини хепатит при новородени. Намаляването на плазмената концентрация на хаптоглобин показва повишена интраваскуларна хемолиза и се наблюдава също при хронични чернодробни заболявания, тежък сепсис и метастатично заболяване.

Глобулините включват плазмени протеини, участващи в съсирването на кръвта, като протромбин и фибриноген, и определянето на техните концентрации е важно при оценката на пациенти с кървене.

Колебанията в концентрацията на протеини в плазмата се определят от скоростта на техния синтез и отстраняване и обема на тяхното разпределение в тялото, например при промяна на позицията на тялото (в рамките на 30 минути след преминаване от легнало във вертикално положение, концентрацията на протеини в плазмата се увеличава с 10-20%) или след прилагане на венепункционен турникет (концентрацията на протеин може да се повиши в рамките на няколко минути). И в двата случая увеличаването на концентрацията на протеин се дължи на повишена дифузия на течност от съдовете в междуклетъчното пространство и намаляване на обема на тяхното разпределение (ефект на дехидратация). Обратно, бързото намаляване на концентрацията на протеин най-често е следствие от увеличаване на плазмения обем, например с увеличаване на капилярната пропускливост при пациенти с генерализирано възпаление.

ВНИМАНИЕ! Предоставена информация на сайта уебсайте само за справка. Администрацията на сайта не носи отговорност за възможни негативни последици, ако приемате лекарства или процедури без лекарско предписание!

Тема: „БИОХИМИЯ НА КРЪВТА. КРЪВНА ПЛАЗМА: КОМПОНЕНТИ И ТЕХНИТЕ ФУНКЦИИ. МЕТАБОЛИЗЪМ НА ЕРИТРОЦИТИТЕ. ЗНАЧЕНИЕТО НА БИОХИМИЧНИЯ АНАЛИЗ НА КРЪВТА В КЛИНИКАТА"

1. Белтъци на кръвната плазма: биологична роля. Съдържание на протеинови фракции в плазмата. Промени в протеиновия състав на плазмата при патологични състояния (хиперпротеинемия, хипопротеинемия, диспротеинемия, парапротеинемия).
2. Протеини от острата фаза на възпалението: биологична роля, примери за протеини.
3. Липопротеинови фракции на кръвната плазма: особености на състава, роля в организма.
4. Имуноглобулини в кръвната плазма: основни класове, структурна схема, биологични функции. Интерферони: биологична роля, механизъм на действие (схема).
5. Ензими на кръвната плазма (секреторни, екскреторни, индикаторни): диагностична стойност на изследване на активността на аминотрансферазите (ALT и AST), алкална фосфатаза, амилаза, липаза, трипсин, изоензими на лактатдехидрогеназа, креатин киназа.
6. Непротеинови азотсъдържащи кръвни компоненти (урея, аминокиселини, пикочна киселина, креатинин, индикан, директен и индиректен билирубин): ​​структура, биологична роля, диагностична стойност на определянето им в кръвта. Понятие за азотемия.
7. Безазотни органични компоненти на кръвта (глюкоза, холестерол, свободни мастни киселини, кетонови тела, пируват, лактат), диагностичната стойност на тяхното определяне в кръвта.
8. Особености на структурата и функцията на хемоглобина. Регулатори на афинитета на хемоглобина към О2. Молекулни форми на хемоглобина. Производни на хемоглобина. Клинична и диагностична стойност на определянето на хемоглобина в кръвта.
9. Еритроцитен метаболизъм: ролята на гликолизата и пентозофосфатния път в зрелите еритроцити. Глутатион: роля в червените кръвни клетки. Ензимни системи, участващи в неутрализирането на реактивни кислородни видове.
10. Съсирването на кръвта като каскада от активиране на проензими. Вътрешни и външни пътища на кръвосъсирване. Общият път на кръвосъсирването: активиране на протромбин, превръщане на фибриноген във фибрин, образуване на фибринов полимер.
11. Участие на витамин К в посттранслационната модификация на факторите на кръвосъсирването. Дикумарол като антивитамин К.

30.1. Състав и функции на кръвта.

Кръв- течна подвижна тъкан, циркулираща в затворена система от кръвоносни съдове, транспортираща различни химикали до органи и тъкани и интегрираща метаболитни процеси, протичащи в различни клетки.

Кръвта се състои от плазма И профилирани елементи (еритроцити, левкоцити и тромбоцити). Кръвен серум се различава от плазмата по отсъствието на фибриноген. 90% от кръвната плазма е вода, 10% е сух остатък, който включва протеини, непротеинови азотни компоненти (остатъчен азот), безазотни органични компоненти и минерали.

30.2. Протеини 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 за електрофореза на хартия дава възможност да се идентифицират 5 протеинови фракции (в низходящ ред на скоростта на миграция): албумини, α1 -, α2 -, β- и γ-глобулини. Когато се използват методи за по-фино фракциониране, във всяка фракция може да се изолира цял набор от протеини, с изключение на албумин (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.

Албумин- 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: транспортират свободни мастни киселини, жлъчни пигменти, стероидни хормони, Ca2 + йони и много лекарства. Албумините също служат като богат и бързо достъпен 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 на мястото на възпалението (Ya. 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 претърпяват разпадане и желязото се използва повторно за синтеза на хемоглобин. Това предпазва тялото от загуба на желязо и причиняване на увреждане на хемоглобина в бъбреците.
• Церулоплазмин - протеин, съдържащ медни йони (една молекула церулоплазмин съдържа 6-8 Cu2+ йона), които й 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 метаболизма на адреналин, норепинефрин и серотонин.

β-глобулини:

• Трансферин - основният протеин на β-глобулиновата фракция, участва в свързването и транспортирането на фери желязо в различни тъкани, особено хемопоетични тъкани. Трансферинът регулира нивата на Fe3+ в кръвта и предотвратява излишното натрупване и загуба в урината.
• Хемопексин - свързва хема и предотвратява загубата му от бъбреците. Комплексът хем-хемопексин се поема от кръвта от черния дроб.
• С-реактивен протеин (CRP) - протеин, способен да утаява (в присъствието на Са2+) С-полизахарид на пневмококовата клетъчна стена. Биологичната му роля се определя от способността му да активира фагоцитозата и да инхибира процеса на агрегация на тромбоцитите. При здрави хора концентрацията на CRP в плазмата е незначителна и не може да се определи със стандартни методи. По време на остър възпалителен процес той се увеличава повече от 20 пъти, в този случай CRP се открива в кръвта. Изследването на CRP 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 се връща към нормалното по-бързо.

γ-глобулини:

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

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 нарушен протеинов синтез), бъбречни заболявания (поради загуба на протеини с урината), както и при гладуване (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 албумин 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 се намират в урината като протеини на Bence-Jones). Парапротеинемията обикновено е придружена от хиперпротеинемия.

30.2.3. Липопротеинови фракции на кръвната плазма.Липопротеините са сложни съединения, които транспортират липидите в кръвта. Те включват: хидрофобно ядросъдържащи триацилглицероли и холестеролни естери, и амфифилна обвивка,образуван от фосфолипиди, свободен холестерол и апопротеини (Фигура 2). Човешката кръвна плазма съдържа следните фракции липопротеини:

Фигура 2.Схема на структурата на липопротеините в кръвната плазма.

• Липопротеини с висока плътност или а-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с α-глобулините. Те съдържат много протеини и фосфолипиди и транспортират холестерола от периферните тъкани до черния дроб.
• Липопротеини с ниска плътност или β-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с β-глобулините. Богат на холестерол; транспортира от черния дроб до периферните тъкани.
• Липопротеини с много ниска плътност или пре-β-липопротеини (намира се на електроферограмата между α- и β-глобулини). Те служат като транспортна форма на ендогенни триацилглицероли и са прекурсори на липопротеините с ниска плътност.
• Хиломикрони - електрофоретично неподвижен; липсват в кръвта, взета на празен стомах. Те са транспортна форма на екзогенни (хранителни) триацилглицероли.

30.2.4. Протеини от острата фаза на възпалението.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 синтез на тези протеини се увеличава главно поради намаляване на образуването на албумин, трансферин и албумин (малка част от плазмените протеини, която има най-голяма подвижност по време на дискова електрофореза и която съответства на лентата в електроферограмата пред албумин), 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 протеини в кръвната плазма.Протеините, които изпълняват защитна функция, 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 3.Диаграма на структурата на имуноглобулините (вариабилната област е показана в сиво, постоянната област не е защрихована).

Имуноглобулиновите молекули имат единен структурен план. Структурната единица на имуноглобулина (мономер) се образува от четири полипептидни вериги, свързани помежду си чрез 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 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 веригите се наричат ​​вариабилен регион (V), тъй като тяхната структура се характеризира със значителни разлики между различните класове антитела. В рамките на вариабилния домен има 3 хипервариабилни области, характеризиращи се с най-голямо разнообразие от аминокиселинни последователности. 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 антитела и се наричат ​​постоянна област (С). Постоянната област определя свойствата на различни класове имуноглобулини, тяхното разпределение в тялото и може да участва в задействащи механизми, които причиняват разрушаването на антигените.

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

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

Свързвайки се 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 проявяват своята активност в присъствието на двойноверижна РНК и тези РНК са продуктите 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 заразената клетка (Ю.А. Овчинников, 1987).

30.2.6. Ензими на кръвната плазма.Всички ензими, съдържащи се в кръвната плазма, могат да бъдат разделени на три групи:

1. секреторни ензими - синтезират се в черния дроб и се освобождават в кръвта, където изпълняват своята функция (например фактори на кръвосъсирването);
2. екскреторни ензими - синтезирани в черния дроб, обикновено се екскретират в жлъчката (например алкална фосфатаза), тяхното съдържание и активност в кръвната плазма се увеличават, когато изтичането на жлъчката е нарушено;
3. индикаторни ензими - синтезират се в различни тъкани и навлизат в кръвния поток, когато клетките на тези тъкани се разрушат. В различните клетки преобладават различни ензими, така че когато даден орган е увреден, в кръвта се появяват характерни за него ензими. Това може да се използва при диагностициране на заболявания.

Например, ако чернодробните клетки са увредени ( хепатит) активността на аланин аминотрансфераза (ALT), аспартат аминотрансфераза (ACT), лактат дехидрогеназа изоензим LDH5, глутамат дехидрогеназа и орнитин карбамоилтрансфераза се повишава в кръвта.

Когато миокардните клетки са увредени ( сърдечен удар) в кръвта се повишава активността на аспартат аминотрансферазата (ACT), изоензима лактат дехидрогеназа LDH1 и изоензима креатин киназа MB.

Когато клетките на панкреаса са увредени ( Панкреатит) активността на трипсина, α-амилазата и липазата се повишава в кръвта.

30.3. Непротеинови азотни компоненти на кръвта (остатъчен азот).

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. Повишаването на нивото 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 е уреен азот вместо 50% нормално.

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

Определянето на остатъчния азот се извършва в кръвен серумен филтрат без протеини. В резултат на минерализацията на безпротеиновия филтрат при нагряване с концентрирана H2SO4, азотът на всички непротеинови съединения се превръща 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 и се отделя от тялото чрез бъбреците. Поради това съдържанието на урея в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
• Аминокиселини- влизат в кръвообращението при абсорбиране от стомашно-чревния тракт или са продукти от разграждането на тъканните протеини. В кръвта на здрави хора сред аминокиселините преобладават аланинът и глутаминът, които наред с участието си в биосинтезата на протеини са транспортни форми на амоняка.
• Пикочна киселина- крайният продукт от катаболизма на пуриновите нуклеотиди. Съдържанието му в кръвта се увеличава при подагра (в резултат на повишено образуване) и при нарушена бъбречна функция (поради недостатъчна екскреция).
• креатин- синтезира се 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 и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
• индиканец -продукт на неутрализация на индол, образуван в черния дроб и екскретиран от бъбреците. Съдържанието му в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при повишени процеси на гниене на протеини в червата и при бъбречни заболявания.
• Билирубин (директен и индиректен)- 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).

Фигура 5.Непротеинови азотни съединения на кръвната плазма.

30.4. Безазотни органични компоненти на кръвта.

Тази група вещества включва хранителни вещества (въглехидрати, липиди) и продукти от техния метаболизъм (органични киселини). От най-голямо клинично значение е определянето на кръвната захар, холестерола, свободните мастни киселини, кетонните тела и млечната киселина. Формулите на тези вещества са представени на фигура 6.

• Глюкоза- основният енергиен субстрат на тялото. Съдържанието му при здрави хора в кръвта на гладно е 3,3 - 5,5 mmol/l. Повишени нива на кръвната захар (хипергликемия)наблюдавани след хранене, по време на емоционален стрес, при пациенти със захарен диабет, хипертиреоидизъм, болест на Иценко-Кушинг. Намалени нива на кръвната захар (хипогликемия)наблюдавани по време на гладуване, интензивна физическа активност, остро алкохолно отравяне и предозиране на инсулин.
• Холестерол- задължителен липиден компонент на биологичните мембрани, предшественик на стероидни хормони, витамин D3, жлъчни киселини. Съдържанието му в кръвната плазма на здрави хора е 3,9 - 6,5 mmol/l. Повишени нива на холестерол в кръвта ( хиперхолестеролемия) се наблюдава при атеросклероза, захарен диабет, микседем, жлъчнокаменна болест. Намаляване на нивата на холестерола в кръвта ( хипохолестеролемия) се среща при хипертиреоидизъм, чернодробна цироза, чревни заболявания, гладуване и при прием на холеретични лекарства.
• Свободни мастни киселини (FFA)използвани от тъканите и органите като енергиен материал. Съдържанието на FFA в кръвта се повишава по време на гладуване, диабет, след прилагане на адреналин и глюкокортикоиди; намалява хипотиреоидизма след приложение на инсулин.
• Кетонни тела.Кетонните тела включват ацетоацетат, β-хидроксибутират, ацетон- продукти на непълно окисление на мастни киселини. Съдържанието на кетонни тела в кръвта се увеличава ( хиперкетонемия) по време на гладуване, треска, диабет.
• Млечна киселина (лактат)- крайният продукт на анаеробното окисление на въглехидратите. Съдържанието му в кръвта се увеличава при хипоксия (физическа активност, заболявания на белите дробове, сърцето, кръвта).
• Пирогроздена киселина (пируват)- междинен продукт от катаболизма на въглехидратите и някои аминокиселини. Най-рязко повишаване на съдържанието на пирогроздена киселина в кръвта се наблюдава при мускулна работа и дефицит на витамин В1.

Фигура 6.Безазотни органични вещества на кръвната плазма.

30.5. Минерални компоненти на кръвната плазма.

Минералите са основни компоненти на кръвната плазма. Най-важните катиони са натриеви, калиеви, калциеви и магнезиеви йони. Те съответстват на аниони: хлориди, бикарбонати, фосфати, сулфати. Някои катиони в кръвната плазма са свързани с органични аниони и протеини. Сумата от всички катиони е равна на сумата от аниони, тъй като кръвната плазма е електрически неутрална.

• Натрий- основният катион на извънклетъчната течност. Съдържанието му в кръвната плазма е 135 - 150 mmol/l. Натриевите йони участват в поддържането на осмотичното налягане на извънклетъчната течност. Хипернатремия се наблюдава при хиперфункция на надбъбречната кора, когато се прилага парентерално хипертоничен разтвор на натриев хлорид. Хипонатремията може да бъде причинена от диета без сол, надбъбречна недостатъчност или диабетна ацидоза.
• калийе основният вътреклетъчен катион. В кръвната плазма се съдържа в количество 3,9 mmol/l, а в еритроцитите - 73,5 - 112 mmol/l. Подобно на натрия, калият поддържа осмотичната и киселинно-алкалната хомеостаза в клетката. Хиперкалиемия се наблюдава при повишено разрушаване на клетките (хемолитична анемия, синдром на дълготраен краш), при нарушена екскреция на калий от бъбреците и при дехидратация. Хипокалиемия се наблюдава при хиперфункция на надбъбречната кора, при диабетна ацидоза.
• калцийв кръвната плазма се съдържа под формата на форми. Изпълнява различни функции: протеиново свързан (0,9 mmol/l), йонизиран (1,25 mmol/l) и нейонизиран (0,35 mmol/l). Само йонизираният калций е биологично активен. Хиперкалцемия се наблюдава при хиперпаратироидизъм, хипервитаминоза D, синдром на Иценко-Кушинг и деструктивни процеси в костната тъкан. Хипокалцемия се среща при рахит, хипопаратироидизъм и бъбречни заболявания.
• ХлоридиСъдържащи се в кръвната плазма в количество 95 - 110 mmol/l, те участват в поддържането на осмотичното налягане и киселинно-алкалното състояние на извънклетъчната течност. Хиперхлоремия се наблюдава при сърдечна недостатъчност, артериална хипертония, хипохлоремия - при повръщане, бъбречни заболявания.
• Фосфатив кръвната плазма са компоненти на буферната система, концентрацията им е 1 - 1,5 mmol/l. Хиперфосфатемия се наблюдава при бъбречни заболявания, хипопаратироидизъм, хипервитаминоза D. Хипофосфатемия се наблюдава при хиперпаратироидизъм, микседем и рахит.

0.6. Киселинно-алкално състояние и неговото регулиране.

Киселинно-алкалното състояние (ABS) е съотношението на концентрациите на водородни (H+) и хидроксилни (OH-) йони в телесните течности. Здравият човек се характеризира с относително постоянство на показателите на CBS, което се дължи на комбинираното действие на кръвните буферни системи и физиологичния контрол (дихателни и отделителни органи).

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

• pH буфер(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 (в зависимост от абсолютните концентрации на буферните компоненти).

Разграничават се следните кръвни буферни системи:

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

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

30.6.3. Бъбречна регулация CBSосъществява се основно чрез три механизма:

• реабсорбция на бикарбонати (в клетките на бъбречните тубули въглеродната киселина H2CO3 се образува от H2O и CO2; тя се дисоциира, H+ се освобождава 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 NH 4 + (по време на хидролизата на глутамин в тубулните клетки се образува NH3; той взаимодейства с Н +, образуват се NH4 + йони, които се екскретират в урината.

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

• pH на кръвта;
• CO2 парциално налягане (pCO2) кръв;
• O2 парциално налягане (pO2) кръв;
• съдържание на бикарбонат в кръвта при дадени стойности на pH и pCO2 ( локален или истински бикарбонат, AB );
• съдържанието на бикарбонати в кръвта на пациента при стандартни условия, т.е. при рСО2 =40 mm Hg. ( стандартен бикарбонат, С.Б. );
• сбор от основания всички кръвни буферни системи ( BB );
• излишък или дефицит на основа кръв в сравнение с нормалната стойност за даден пациент ( БЪДА , от английски база излишък).

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

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

• метаболитна ацидоза - възниква при диабет и гладуване (поради натрупване на кетонови тела в кръвта), при хипоксия (поради натрупване на лактат). При това разстройство pCO2 и [HCO3 -] 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 повишават нивата на pCO2 и кръвта, екскрецията на NH4 + в урината се увеличава;
• метаболитна алкалоза - развива се при загуба на киселини, например при неудържимо повръщане. При това разстройство нивата на pCO2 и кръвта се повишават, екскрецията на HCO3 в 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 -] в 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 - приложение на разтвор на глутаминова киселина.

30.7. Някои молекулярни механизми на кръвосъсирването.

30.7.1. Съсирване на кръвта- набор от молекулярни процеси, водещи до спиране на кървенето от увреден съд в резултат на образуването на кръвен съсирек (тромб). Обща диаграма на процеса на кръвосъсирване е представена на фигура 7.

Фигура 7.Обща 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 Stewart-Prower (X). Ролята на витамин К се определя от участието му в карбоксилирането на глутаматните остатъци в N-терминалната област на тези протеини с образуването на γ-карбоксиглутамат.

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

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 съсирване 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. При всяка връзка на каскадата техният ефект се умножава ( усилва се), което в крайна сметка гарантира бърза реакция при повреда.

При нормални условия има вътрешни и външни пътища на кръвосъсирване. 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. За нормалното протичане на процеса на кръвосъсирване са необходими и двата механизма; 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. Механизъм на активиране на протромбина.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 наименование - Gla). Процесът на активиране на протромбина включва тромбоцитни фосфолипиди, Ca2+ йони и коагулационни фактори Va и Xa. Механизмът на активиране е представен по следния начин (Фигура 8).

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

Увреждането на кръвоносен съд води до взаимодействие на кръвните тромбоцити с колагеновите влакна на съдовата стена. Това причинява разрушаване на тромбоцитите и насърчава освобождаването на отрицателно заредени фосфолипидни молекули от вътрешната страна на плазмената мембрана на тромбоцитите. Отрицателно заредените фосфолипидни групи 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, което води до образуването на активен тромбин.

30.7.3. Превръщане 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 9.Схема на структурата на фибриногена; стрелките показват връзки, хидролизирани от тромбин. R. Murray et al., 1993).

Превръщането на фибриноген във фибрин се катализира от 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 отделят 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 ензим трансглутаминаза (фактор XIIIa). Този фактор също се активира от тромбина. Трансглутаминазата напречно свързва фибриновите мономери, използвайки ковалентни изопептидни връзки.

30.8. Характеристики на метаболизма на еритроцитите.

30.8.1. червени кръвни телца - високоспециализирани клетки, чиято основна функция е да транспортират кислород от белите дробове до тъканите. Продължителността на живота на червените кръвни клетки е средно 120 дни; тяхното унищожаване настъпва в клетките на ретикулоендотелната система. За разлика от повечето клетки в тялото, червените кръвни клетки 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 червените кръвни клетки, се подлага 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 АТФот субстратно фосфорилиране . Основната посока на използване на АТФ в еритроцитите е да се осигури функционирането 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-фосфатсе образува при гликолиза NADH. Този коензим е кофактор на ензима метхемоглобин редуктаза , участващи във възстановяването на метхемоглобина до хемоглобин съгласно следната схема:

Тази реакция предотвратява натрупването на метхемоглобин в червените кръвни клетки.

3) метаболит на гликолизата 1, 3-дифосфоглицератспособен с участието на ензим дифосфоглицерат мутаза в присъствието на 3-фосфоглицерат се трансформират 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 се катализира от ензима дифосфоглицерат фосфатаза.

Приблизително 10% от глюкозата, консумирана от червените кръвни клетки, се използва в процеса на окисляване на пентозофосфата. Реакциите в 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 пътя на пентозофосфата - 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 на неутрализиране на реактивни кислородни видове в еритроцитите.При определени условия молекулярният кислород може да се превърне в активни форми, които включват супероксиден анион O2 -, водороден пероксид H2 O2 и хидроксилен радикал OH. и синглетен кислород 1 O2. Тези форми на кислород са силно реактивни и могат да имат увреждащ ефект върху протеините и липидите на биологичните мембрани и да причинят разрушаване на клетките. Колкото по-високо е съдържанието на O2, толкова повече се образуват неговите активни форми. Следователно, червените кръвни клетки, постоянно взаимодействащи с кислорода, съдържат ефективни антиоксидантни системи, които могат 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 реакциите на детоксикация 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 , извършвайки следните трансформации:

Антиоксидантните системи са от особено значение за еритроцитите, тъй като обновяването на протеините не се извършва в еритроцитите чрез синтез.