Biološko djelovanje paratiroidnog hormona. Paratiroidni hormon i kalcitonin. Hemijska priroda. Mehanizam djelovanja na molekularnom nivou. Utjecaj na. Šta ćemo sa primljenim materijalom?

Hormon sintetiziraju paratireoidne žlijezde. To je polipeptid (84 aminokiseline). Kratkotrajnu regulaciju lučenja paratiroidnog hormona vrši Ca++, a dugotrajno 1,25(OH)2D3 zajedno sa kalcijumom.

Paratiroidni hormon stupa u interakciju sa 7-TMS-(R), što dovodi do aktivacije adenilat ciklaze i povećanja nivoa cAMP. Osim toga, mehanizam djelovanja paratiroidnog hormona uključuje Ca++, kao i ITP i diacilglicerol (DAG). Glavna funkcija paratiroidnog hormona je održavanje konstantnog nivoa Ca++. Ovu funkciju obavlja tako što utječe na kosti, bubrege i (putem vitamina D) crijeva. Utjecaj paratiroidnog hormona na tkivne osteoklaste se odvija uglavnom preko ITP-a i DAG-a, što u konačnici stimulira razgradnju kostiju. U proksimalnim tubulima bubrega paratiroidni hormon inhibira reapsorpciju fosfata, što dovodi do fosfaturije i hipofosfatemije, povećava i reapsorpciju kalcija, odnosno smanjuje njegovo izlučivanje. Osim toga, u bubrezima paratiroidni hormon povećava aktivnost 1-hidroksilaze. Ovaj enzim je uključen u sintezu aktivnih oblika vitamina D.

Ulazak kalcija u ćeliju reguliran je neurohormonskim signalima, od kojih neki povećavaju brzinu ulaska Ca+ u ćeliju iz međućelijskog prostora, drugi - njegovo oslobađanje iz unutarćelijskih zaliha. Iz ekstracelularnog prostora Ca2+ ulazi u ćeliju kroz kalcijumski kanal (protein koji se sastoji od 5 podjedinica). Kalcijumski kanal aktiviraju hormoni čiji se mehanizam djelovanja ostvaruje kroz cAMP. Oslobađanje Ca2+ iz intracelularnih zaliha događa se pod utjecajem hormona koji aktiviraju fosfolipazu C, enzim sposoban da hidrolizira fosfolipidni FIFF plazma membrane (fosfatidilinozitol-4,5-bifosfat) u DAG (diacilglicerol,inosito4TP) i I-1 ,5-trifosfat):

ITP se veže za specifični kalcizomski receptor (gde se akumulira Ca2+). U tom slučaju se mijenja konformacija receptora, što podrazumijeva otvaranje kapije koja je blokirala kanal za prolaz Ca2+ iz kalcizoma. Kalcijum oslobođen iz depoa vezuje se za protein kinazu C, čija aktivnost povećava DAG. Protein kinaza C, zauzvrat, fosforilira različite proteine ​​i enzime, mijenjajući tako njihovu aktivnost.

Kalcijumovi joni deluju na dva načina: 1) vezuju negativno naelektrisane grupe na površini membrane, menjajući tako njihov polaritet; 2) vežu se za protein kalmodulin, aktivirajući tako mnoge ključne enzime metabolizma ugljikohidrata i lipida.

Nedostatak kalcijuma dovodi do razvoja osteoporoze (krhkih kostiju). Nedostatak kalcija u organizmu uzrokovan je nedostatkom hrane i hipovitaminozom D.

Dnevna potreba je 0,8-1,0 g/dan.

U metabolizmu kalcija, uz paratirin i tirokalcitonin, vitamin D igra izuzetno važnu ulogu.

Hormoni proteinske prirode uključuju i paratiroidni hormon (paratireoidni hormon), tačnije, grupu paratiroidnih hormona koji se razlikuju po redoslijedu aminokiselina. Sintetiziraju ih paratireoidne žlijezde. Još 1909. godine pokazano je da uklanjanje paratireoidnih žlijezda uzrokuje tetanične konvulzije kod životinja na pozadini oštrog pada koncentracije kalcija u krvnoj plazmi; uvođenje kalcijevih soli spriječilo je uginuće životinja. Međutim, tek 1925. godine izolovan je aktivni ekstrakt iz paratireoidnih žlijezda, uzrokujući hormonski učinak – povećanje razine kalcija u krvi. Čisti hormon je dobijen 1970. godine iz paratireoidnih žlezda goveda; Istovremeno je utvrđena i njegova primarna struktura. Utvrđeno je da se paratiroidni hormon sintetizira kao prekursor (115 aminokiselinskih ostataka) proparatiroidnog hormona, ali se ispostavilo da je primarni genski proizvod preproparatiroidni hormon, koji dodatno sadrži signalnu sekvencu od 25 aminokiselinskih ostataka. Molekul goveđeg paratiroidnog hormona sadrži 84 aminokiselinske ostatke i sastoji se od jednog polipeptidnog lanca.

Utvrđeno je da paratiroidni hormon učestvuje u regulaciji koncentracije kalcijevih kationa i pridruženih anjona fosforne kiseline u krvi. Kao što je poznato, koncentracija kalcijuma u krvnom serumu je hemijska konstanta, njene dnevne fluktuacije ne prelaze 3-5% (normalno 2,2-2,6 mmol/l). Jonizovani kalcij se smatra biološki aktivnim oblikom, njegova koncentracija se kreće od 1,1-1,3 mmol/l. Pokazalo se da su joni kalcija esencijalni faktori koji se ne mogu zamijeniti drugim kationima za niz vitalnih fizioloških procesa: mišićnu kontrakciju, neuromišićnu ekscitaciju, zgrušavanje krvi, permeabilnost ćelijske membrane, aktivnost niza enzima itd. Stoga, sve promjene u ovim procesima uzrokovane dugotrajnim nedostatkom kalcija u hrani ili kršenjem njegove apsorpcije u crijevima dovode do povećane sinteze paratiroidnog hormona, koji pospješuje ispiranje kalcijevih soli (u obliku citrata i fosfata) iz koštanog tkiva i, shodno tome, do uništavanja mineralnih i organskih komponenti kostiju.

Drugi ciljni organ paratiroidnog hormona je bubreg. Paratiroidni hormon smanjuje reapsorpciju fosfata u distalnim tubulima bubrega i povećava tubularnu reapsorpciju kalcija.

Treba napomenuti da tri hormona igraju glavnu ulogu u regulaciji koncentracije Ca 2+ u ekstracelularnoj tečnosti: paratiroidni hormon, kalcitonin, koji se sintetiše u štitnoj žlezdi, i kalcitriol, derivat D 3. Sva tri hormona regulišu nivoe Ca 2+, ali su njihovi mehanizmi delovanja različiti. dakle, glavnu ulogu Kalcitriol stimulira apsorpciju Ca 2+ i fosfata u crijevima, protiv gradijenta koncentracije, dok paratiroidni hormon potiče njihovo oslobađanje iz koštanog tkiva u krv, apsorpciju kalcija u bubrezima i izlučivanje fosfata u urinu.

Kraj rada -

Ova tema pripada sekciji:

Biohemija

Federalna agencija za obrazovanje.. Humanitarno-tehnološki institut Buzuluk.. filijala državne obrazovne ustanove..

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

Tweet

Sve teme u ovoj sekciji:

Predmet biohemija
Biološka hemija je nauka koja proučava hemijski sastav organa i tkiva organizama i hemijske procese i transformacije koji su u osnovi njihove životne aktivnosti. Moderni biohi

Istorija razvoja biohemije
Možemo izdvojiti glavne faze u razvoju biohemijske nauke. 1. “Protobiohemija”. Koncepti životnih procesa i njihove prirode, razvijeni u antici, antici i srednjem vijeku

Metode proučavanja
Glavni predmet biohemije je proučavanje metabolizma i energije. Skup procesa neraskidivo povezanih sa životom naziva se metabolizam. Razmjena stvari

Značaj biohemije kao nauke
Sada je nemoguće zamisliti jednu nauku koja ne bi prošla bez dostignuća biohemije. Važnost biološke hemije ne može se zanemariti. Ima i naučni i praktični značaj

Elementarni sastav proteina
Sada je utvrđeno da ne-proteinski organizmi ne postoje u živoj prirodi. Proteini su najvažniji dio tvari koje čine tijelo. Prvo su otkriveni proteini

Aminokiselinski sastav proteina
Aminokiseline (amino karboksilne kiseline) - organska jedinjenja čija molekula istovremeno sadrži karboksilne i aminske grupe. Aminokiseline bi mogle

Opća hemijska svojstva
Aminokiseline mogu pokazivati ​​i kisela svojstva zbog prisustva karboksilne grupe -COOH u svojim molekulima, i bazična svojstva zbog amino grupe -NH2

Elektrofilno-nukleofilna svojstva
1) Reakcija acilacije - interakcija sa alkoholima: NaOH NH3+ – CRH – COO- + CH3OH + HC1 ͛

Intramolekularna deaminacija
Ok-l NH3+– 0CH – COO- aspartat amonijak liaza -OOS –-1C – H | || N – S-2H – COO-

Biološke funkcije proteina
Funkcije proteina su izuzetno raznolike. Svaki dati protein, kao supstanca sa specifičnom hemijskom strukturom, obavlja jednu visoko specijalizovanu funkciju i samo u nekoliko pojedinačnih slučajeva -

Proteinske strukture
Dobiveni su dokazi o K. Linderström-Langovoj pretpostavci o postojanju 4 nivoa strukturnu organizaciju molekula proteina: primarne, sekundarne, tercijarne i kvarterne strukture

Određivanje C-terminalne aminokiseline sa natrijum borohidridom
Može se vidjeti da će se pod ovim uvjetima samo jedna, naime C-terminalna, aminokiselina pretvoriti u α-amino alkohol, koji se lako identificira hromatografijom. Dakle, koristeći naznačeno

Fizičko-hemijska svojstva proteina
Najkarakterističnije fizičko-hemijske osobine proteina su visoka viskoznost rastvora, neznatna difuzija, sposobnost bubrenja u velikim granicama, optička aktivnost

Hemija nukleinskih kiselina
Danas je teško imenovati oblast prirodne nauke koju ne bi zanimao problem strukture i funkcije nukleinske kiseline. Uprkos ogromnom napretku postignutom poslednjih decenija,

Metode za izolaciju nukleinskih kiselina
Prilikom proučavanja hemijskog sastava i strukture nukleinskih kiselina, istraživač se uvek suočava sa zadatkom da ih izoluje od bioloških objekata. Nukleinske kiseline su komponente kompleksa

Hemijski sastav nukleinskih kiselina
Nukleinske kiseline (DNK i RNA) spadaju u složena visokomolekularna jedinjenja, koja se sastoje od malog broja pojedinačnih hemijske komponente jednostavnija struktura. Da, str

Struktura nukleinske kiseline
Za razumijevanje niza karakteristika strukture DNK, obrasci sastava i kvantitativnog sadržaja azotnih baza, koje je prvi ustanovio E. Chargaff, bili su od posebne važnosti. Ispostavilo se da je dušik

Primarna struktura nukleinskih kiselina
Primarna struktura nukleinskih kiselina odnosi se na redosled i redosled rasporeda mononukleotida u polinukleotidnom lancu DNK i RNK. Takav lanac je stabilizovan sa 3,5"-fos

Sekundarna struktura nukleinskih kiselina
U skladu sa modelom J. Watsona i F. Cricka, predloženim 1953. godine. Na osnovu brojnih analitičkih podataka, kao i analize difrakcije rendgenskih zraka, molekula DNK se sastoji od dva lanca, koji formiraju desni

Tercijarna struktura nukleinskih kiselina
Izuzetno je teško izolovati nativnu DNK molekulu iz većine izvora, posebno hromozoma, zbog visoke osjetljivosti molekule DNK na nukleaze tkiva i hidrodinamičkog razaranja.

Transfer RNA
tRNA čini oko 10-15% ukupne količine ćelijske RNK. Do danas je otkriveno više od 60 različitih tRNA. Za svaku aminokiselinu u ćeliji postoji barem jedna specifična

Messenger RNA
U nizu laboratorija (posebno u laboratoriji S. Brennera) dobijeni su podaci o mogućnosti postojanja u ćelijama u vezi sa ribosomima kratkotrajne RNK, tzv.

Karakteristike enzima i njihova svojstva
Svi životni procesi zasnovani su na hiljadama hemijskih reakcija. Prolaze kroz tijelo bez upotrebe. visoke temperature i pritisak, tj. u blagim uslovima. Supstance koje se oksidiraju u ćelijama

Osobine enzimske i hemijske katalize
U principu, ćelija koristi iste hemijske reakcije koje hemičar koristi u svom laboratoriju. Međutim, postavljaju se stroga ograničenja na uslove za reakcije u ćeliji. U laboratoriju za usko

Prostorna struktura
Razlog za sve ovo jedinstvena svojstva enzima je njihova prostorna struktura. Svi enzimi su globularni proteini, po veličini mnogo veći od supstrata. To je upravo takva situacija

Funkcije koenzima i prostetičkih grupa
5.4.1 Koenzimi i vitamini. Koenzimi su organske supstance čiji su prekursori vitamini. Neki od njih su slabo vezani za proteine ​​(NAD, NSCoA, itd.). postoji enzim

Mehanizam djelovanja enzima
Struktura i funkcije enzima, kao i njihov mehanizam djelovanja, detaljno se raspravljaju gotovo svake godine na mnogim međunarodnim simpozijumima i kongresima. Važno mjesto je dato razmatranju strukture cjeline

Michaelis-Menten i Lineweaver-Burk jednadžbe
Jedna od karakterističnih manifestacija života je nevjerovatna sposobnost živih organizama da kinetički reguliraju kemijske reakcije, potiskujući želju za postizanjem termodinamičke ravnoteže.

Faktori koji određuju aktivnost enzima. Zavisnost brzine reakcije od vremena
U ovom dijelu se ukratko razmatraju opći faktori, posebno ovisnost brzine enzimske reakcije o vremenu, utjecaj supstrata i koncentracija enzima na brzinu reakcija koje kataliziraju enzimi.

Utjecaj koncentracije supstrata i enzima na brzinu enzimske reakcije
Važan zaključak slijedi iz materijala koji je ranije predstavljen: jedan od najznačajnijih faktora koji određuju brzinu enzimske reakcije je koncentracija supstrata (i

Aktivacija i inhibicija enzima
Brzina enzimske reakcije, kao i aktivnost enzima, također je u velikoj mjeri određena prisustvom aktivatora i inhibitora u mediju: prvi povećavaju brzinu reakcije, a drugi inhibiraju

Molekularni mehanizam djelovanja metala u enzimskoj katalizi ili uloga metala u aktivaciji enzima
U nekim slučajevima ioni metala (Co2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+) obavljaju funkciju prostetičkih grupa enzima, ili služe kao akceptori i doniraju

Primena enzima
Posjedujući visok stepen selektivnosti, enzime koriste živi organizmi za obavljanje velika brzina veliki izbor hemijskih reakcija; oni čuvaju svoje

Hemija lipida
Lipidi su velika grupa jedinjenja koja se značajno razlikuju po svojoj hemijskoj strukturi i funkcijama. Stoga je teško dati jednu definiciju koja bi bila prikladna za sve veze.

Masna kiselina
Masne kiseline - alifatične karboksilne kiseline - mogu se naći u tijelu u slobodnom stanju (u tragovima u stanicama i tkivima) ili djeluju kao gradivni blokovi za većinu

Gliceridi (acilgliceroli)
Gliceridi (acilgliceroli ili acilgliceroli) su estri trihidričnog alkohola glicerola i viših masnih kiselina. Ako su masne kiseline esterifikovane

Fosfolipidi
Fosfolipidi su estri polihidričnih alkohola glicerola ili sfingozina sa višim masnim kiselinama i fosfornom kiselinom. Fosfolipidi takođe sadrže azot

sfingolipidi (sfingofosfolipidi)
Sfingomijelini: Ovo su najčešći sfingolipidi. Uglavnom se nalaze u membranama životinjskih i biljnih ćelija. Njima je posebno bogato nervno tkivo. Sf

Steroidi
Svi razmatrani lipidi obično se nazivaju saponificirani, jer njihova alkalna hidroliza proizvodi sapune. Međutim, postoje lipidi koji se ne hidroliziraju da bi oslobodili masne kiseline

Hemija ugljenih hidrata
Termin "ugljikohidrati" prvi je predložio profesor Univerziteta Dorpat (sada Tartu) K.G. Schmidt 1844. U to vrijeme se pretpostavljalo da svi ugljikohidrati imaju opću formulu C

Biološka uloga ugljikohidrata
Ugljikohidrati, zajedno s proteinima i lipidima, najvažniji su kemijski spojevi koji čine žive organizme. Kod ljudi i životinja ugljikohidrati obavljaju važne funkcije: energiju

Monosaharidi
Monosaharidi se mogu smatrati derivatima polihidričnih alkohola koji sadrže karbonilnu (aldehidnu ili ketonsku) grupu. Ako je karbonilna grupa na kraju lanca, onda

Osnovne reakcije monosaharida, produkti reakcije i njihova svojstva
Reakcije hemiacetal hidroksila Već je napomenuto da monosaharidi, kako u kristalnom stanju tako iu rastvoru, uglavnom postoje u hemiacetalnim oblicima.

Oligosaharidi
Oligosaharidi su ugljikohidrati čije molekule sadrže od 2 do 10 monosaharidnih ostataka povezanih glikozidnim vezama. U skladu s tim razlikuju se disaharidi,

Polisaharidi
Polisaharidi su proizvodi polikondenzacije monosaharida visoke molekularne težine koji su međusobno povezani glikozidnim vezama i formiraju linearne ili razgranate lance. Najčešći pon

Heteropolisaharidi
Polisaharidi, čiju strukturu karakteriše prisustvo dve ili više vrsta monomernih jedinica, nazivaju se heteropolisaharidi. Općenito je prihvaćeno da, od heteropola

Vitamini grupe A
Vitamin A (retinol; antikseroftalmički vitamin) je dobro proučavan. Poznata su tri vitamina grupe A: A1, A2 i cis oblik vitamina A1, tzv

Vitamini grupe D
Vitamin D (kalciferol; antirahitični vitamin) postoji u obliku nekoliko jedinjenja koja se razlikuju i po hemijskoj strukturi i po biološkoj aktivnosti. Za muskarca

Vitamini K
Vitamini grupe K, prema nomenklaturi biološke hemije, uključuju 2 vrste kinona sa bočnim lancima predstavljenim izoprenoidnim jedinicama (lancima): vitamini K1

Vitamini grupe E
Početkom 20-ih G. Evans je pokazao da miješana hrana sadrži supstancu koja je apsolutno neophodna za normalnu reprodukciju životinja. Dakle, kod pacova držanih na sintetici

Vitamini rastvorljivi u vodi
Konvencionalno možemo pretpostaviti da je karakteristična karakteristika vitamina rastvorljivih u vodi učešće većine njih u izgradnji molekula koenzima (videti tabelu 12), koji predstavljaju niske

Vitamin PP
Vitamin PP (nikotinska kiselina, nikotinamid, niacin) nazivan je i antipelagritičnim vitaminom (od italijanskog preventivna pelagra - sprečavanje pelagre), budući da je iz

Biotin (vitamin H)
Godine 1916. eksperimenti na životinjama pokazali su toksični učinak sirovog bjelance; konzumiranje jetre ili kvasca eliminiralo je ovaj efekat. Faktor koji sprečava razvoj toksikoze

Folna kiselina
Folna (pteroilglutaminska) kiselina (folacin), u zavisnosti od vrste životinje ili soja bakterija potrebnih za normalan rast u prisustvu ovog nutritivnog faktora, nazivala se

vitamin C
vitamin C ( askorbinska kiselina; antiscorbutic vitamin) naziva se antiskorbutičnim, antiskorbutičnim faktorom koji štiti od razvoja skorbuta - bolesti koja je zahvatila

Vitamin P
Vitamin P (rutin, citrin; vitamin permeabilnosti) izolovao je 1936. A. Szent-Gyorgyi iz limunove kore. Pod pojmom "vitamin P", koji povećava kapilarnu otpornost (od latinskog permeabi

Opšti koncept hormona
Proučavanje hormona je izdvojeno u samostalnu nauku - endokrinologiju. Moderna endokrinologija proučava hemijsku strukturu hormona proizvedenih u endokrinim žlezdama,

Hormoni hipotalamusa
Hipotalamus služi kao mjesto direktne interakcije između viših dijelova centralnog nervnog sistema i endokrinog sistema. Priroda veza koje postoje između centralnog nervnog sistema i endokrinog sistema počela je da postaje jasnija poslednjih decenija.

Hormoni hipofize
Hipofiza sintetizira niz biološki aktivnih hormona proteinske i peptidne prirode, koji stimulativno djeluju na različite fiziološke i biohemijske procese u ciljnim tkivima (npr.

Vasopresin i oksitocin
Hormoni vazopresin i oksitocin sintetiziraju se ribosomskim putem. Hemijska struktura oba hormona dešifrovana je klasičnim radovima V. du Vigneaulta i saradnika, koji su prvi identifikovali

Hormoni koji stimulišu melanocite (MSH, melanotropini)
Melanotropini se sintetiziraju i izlučuju u krv od strane srednjeg režnja hipofize. Primarne strukture dvije vrste hormona - stimulansa α- i β-melanocita - izolovane su i dešifrovane

Adrenokortikotropni hormon (ACTH, kortikotropin)
Davne 1926. godine otkriveno je da hipofiza djeluje stimulativno na nadbubrežne žlijezde, povećavajući lučenje kortikalnih hormona. ACTH, pored svog glavnog djelovanja - stimulativnog

Somatotropni hormon (GH, hormon rasta, somatotropin)
Hormon rasta otkriven je u ekstraktima prednje hipofize još 1921. godine, ali je u hemijski čistom obliku dobijen tek 1956-1957. GH se sintetiše u acidofilnim ćelijama

Laktotropni hormon (prolaktin, luteotropni hormon)
Prolaktin se smatra jednim od najdrevnijih hormona hipofize, jer se može naći u hipofizi nižih kopnenih životinja koje nemaju mliječne žlijezde, kao i

Tireostimulirajući hormon (TSH, tireotropin)
Za razliku od razmatranih peptidnih hormona hipofize, koji su predstavljeni uglavnom jednim polipeptidnim lancem, tirotropin je kompleksni glikoprotein i pored toga sadrži dva

Gonadotropni hormoni (gonadotropini)
Gonadotropini uključuju folikulostimulirajući hormon (FSH, folitropin) i luteinizirajući hormon (LH, lutropin) ili hormon koji stimulira intersticijske stanice. Oba hormona sa

Lipotropni hormoni (LTH, lipotropini)
Među hormonima prednje hipofize, čija je struktura i funkcija razjašnjena u posljednjoj deceniji, treba istaći lipotropine, posebno β- i γ-LTH. Najdetaljnije

Tiroidni hormoni
Štitna žlijezda igra izuzetno važnu ulogu u metabolizmu. O tome svjedoči oštra promjena u bazalnom metabolizmu uočena kod poremećaja štitne žlijezde, kao i kod

Hormoni pankreasa
Gušterača je jedna od žlijezda sa mešoviti sekret. Njegova egzokrina funkcija se sastoji u sintezi niza ključnih probavnih enzima, posebno amilaze, lipaze, tripsina, kemijskih

Hormoni nadbubrežne žlijezde
Nadbubrežne žlijezde se sastoje od dva pojedinačna morfološka i funkcionalna dijela - medule i korteksa. Moždana materija pripada hromafinskom ili nadbubrežnom sistemu

Spolni hormoni
Spolni hormoni se sintetiziraju uglavnom u spolnim žlijezdama žena (jajnici) i muškaraca (testisi); određena količina polnih hormona također se proizvodi u placenti i korteksu nadbubrežne žlijezde

Molekularni mehanizmi prijenosa hormonskih signala
Unatoč ogromnoj raznolikosti hormona i supstanci sličnih hormonima, biološko djelovanje većine hormona zasniva se na iznenađujuće sličnim, gotovo identičnim fundamentalnim principima.

Koncept metabolizma
Vitalna aktivnost tijela je osigurana bliskom vezom sa spoljašnje okruženje koja opskrbljuje kiseonikom i hranljive materije i stalna transformacija ovih supstanci u ćelijama tela. Ra proizvodi

Biološka oksidacija
At biološka oksidacija dva atoma vodika se odvajaju od organske molekule pod dejstvom odgovarajućeg enzima. U nekim slučajevima, između enzima i oksidiranog mo

Varenje i apsorpcija
Varenje ugljikohidrata počinje već u usnoj šupljini pod utjecajem pljuvačke koja sadrži enzime amilazu i maltazu, koji osiguravaju razgradnju ugljikohidrata u glukozu. U stomaku

Indirektno direktno
glukoza (6 ugljenika) ↓ glukoza-6-fosfat (6 ugljenika)

Anaerobni slom
Anaerobna razgradnja počinje razgradnjom glukoze – glikolizom ili razgradnjom glikogena – glikogenolizom. Ovaj put razgradnje javlja se prvenstveno u mišićima. Suština ovog procesa

Izomerizacija 3-fosfoglicerata
fosfoizomeraza 2 O = C – CH – CH2OP2O = C – CH – CH2OH | | | | O-OH O-OF

Aerobni slom
Piruvat, nastao tokom anaerobne razgradnje ugljikohidrata, dekarboksiliran je pod djelovanjem piruvat dehidrogenaze (NAD+ i koenzima HSCoA) da bi se formirao acetil koenzim A. &nb

Struktura i sinteza glikogena
Glikogen je razgranati polisaharid, čiji je monomer glukoza. Ostaci glukoze su povezani u linearne preseke sa 1-4 glikozidne veze, a na mestima grananja

Regulacija sinteze i njeni poremećaji
Razgradnja glikogena se dešava uglavnom između obroka i ubrzava se tokom fizičke aktivnosti. Ovaj proces se odvija kroz sekvencijalnu eliminaciju ostataka glukoze u obliku gluko

Glukoneogeneza
Glukoneogeneza je proces sinteze glukoze iz neugljikohidratnih supstanci. Glavni supstrati glukoneogeneze su piruvat, laktat, glicerol i aminokiseline. Najvažnija funkcija glukoneogeneze

Metabolizam lipida
Lipidi su strukturno raznolika grupa organskih supstanci koje imaju zajedničko svojstvo - hidrofobnost. Masti - trigliceridi - su najkompaktniji i energetski najintenzivniji oblik skladištenja energije.

Konverzija triglicerida i oksidacija glicerola
Varenje masti je hidroliza masti enzima pankreasne lipaze. Neutralna mast koja ulazi u ćelije hidrolizira se u glicerol i masne kiseline pod djelovanjem tkivnih lipaza.

Oksidacija masnih kiselina
Masne kiseline su i zasićene i nezasićene više karboksilne kiseline, čiji ugljikovodični lanac sadrži više od 12 atoma ugljika. U tijelu se oksidacija masnih kiselina odvija putem

Biosinteza masnih kiselina
Uz razgradnju masnih kiselina u organizmu dolazi i do njihovog stvaranja. Biosinteza masnih kiselina je višestepeni, ciklični proces. Faza I. 1) Kondenzacija CO2.

Transformacije glicerofosfatida
U ćelijama, pod dejstvom specifičnih enzima fosfolipaze, glicerofosfatidi se hidroliziraju u sastavne komponente: Glicerofosfatidi se hidroliziraju fosfolipazama u glicerol, masne kiseline

Značaj proteina u organizmu
Proteini su enzimi, hormoni itd. koji se sintetiziraju iz neorganske supstance moguće je samo u tijelu biljaka. U životinjskim organizmima protein se sintetizira iz aminokiselina, od kojih se neke formiraju

Varenje i apsorpcija proteina
U usnoj šupljini, proteini se ne razgrađuju, jer nema proteolitičkih enzima. U želucu se pod dejstvom želudačnog soka razgrađuju proteini, od čega se dnevno luči 2,5 litara. IN

Biosinteza proteina
Biosinteza proteina je od ključne naučne i kliničke važnosti. Razlika između jednog pojedinačnog proteina i drugog određena je prirodom i slijedom izmjenjivanja aminokiselina uključenih u njegov sastav.

Deaminacija aminokiselina
Deaminacija je razgradnja aminokiselina pod djelovanjem deaminaza (oksidaza) uz oslobađanje dušika u obliku amonijaka. 1. Direktna deaminacija je tipična za α-amino kiseline (

Transaminacija (transaminacija) aminokiselina
Transaminacija je reakcija prenošenja amino grupe sa amino kiseline na α-keto kiselinu. Samo Liz i Tre ne podliježu pre-raminaciji. R R" R R"

Dekarboksilacija aminokiselina
Dekarboksilacija se događa pod djelovanjem dekarboksilaza uz eliminaciju ugljičnog dioksida iz aminokiseline i stvaranje amina.

Metabolizam kompleksnih proteina
16.1 Metabolizam nukleoproteina Nukleoproteini i njihovi derivati ​​obavljaju različite funkcije u tijelu, učestvujući u: - sintezi nukleinskih kiselina

Razmjena hemoglobina
Od raznih hromoproteina najveća vrijednost ima hemoglobin. Hemoglobin koji se isporučuje hranom u gastrointestinalnom traktu razlaže se na sastavne dijelove - globin i hem. Globin kao protein, hidroliti

Krajnji proizvodi razgradnje aminokiselina
U ljudskom tijelu dnevno se razgradi oko 70 g aminokiselina, a kao rezultat reakcija deaminacije i oksidacije biogenih amina oslobađa se velika količina

Sinteza uree, ornitinski ciklus
Glavni mehanizam za neutralizaciju amonijaka u tijelu je biosinteza uree. Potonji se izlučuje urinom kao glavni krajnji produkt metabolizma proteina, odnosno aminokiselina

Metabolizam pojedinačnih aminokiselina
Glavni dio aminokiselina koristi se za sintezu proteina, ostatak prolazi kroz transformacije i učestvuje u stvaranju mnogih tvari koje su od velikog značaja za tijelo. Karbon

Odnos između metabolizma proteina, masti i ugljikohidrata. Izmjena vode i mineralnih soli
Živi organizam i njegovo funkcioniranje stalno zavise od okoline. Intenzitet razmene sa spoljnim okruženjem i brzina intracelularnih metaboličkih procesa

Odnos između metabolizma ugljikohidrata i masti
Krajnji produkti metabolizma su CO2, H2O i urea. Ulazi ugljični dioksid koji nastaje dekarboksilacijom ugljikohidrata, masti, proteina, nukleinskih kiselina

Odnos između metabolizma ugljikohidrata i proteina
Razgradnjom proteina nastaju aminokiseline, od kojih se većina naziva glikogenim i služe kao izvor tvari potrebnih za sintezu ugljikohidrata. Prvo, aminokiseline se podvrgavaju

Odnos između metabolizma proteina i masti
Malo se zna o odnosu između ove vrste metabolizma. Moguće je da se pretvorba aminokiselina u masne kiseline prvo događa stvaranjem ugljikohidrata, iako se neke aminokiseline nazivaju

Koncept homeostaze
Tijelo je termodinamički otvoreni sistem, pa mu to omogućava da održi stabilnost, nivo performansi, kao i relativnu postojanost unutrašnje sredine koja se naziva

Metabolizam vode i njegova regulacija
voda – komponenta tijelo. Sve metaboličke reakcije odvijaju se u vodenoj sredini u kojoj ćelije postoje, a komunikacija između njih se održava kroz tečnost. Glavni dio biološkog života

Mineralni metabolizam
Minerali- To su esencijalne supstance za organizam, iako ih nema nutritivnu vrijednost i nisu izvor energije. Njihov značaj je određen činjenicom da su dio svega

81. Jodotironini - struktura, sinteza, mehanizam djelovanja, biološka uloga. Hipo- i hipertireoza.

Štitna žlijezda luči jodtironini - tiroksin (T4) i trijodtironin (T3). Ovo su jodirani derivati ​​aminokiseline tirozin (vidi sliku 8).

Slika 8. Formule tiroidnih hormona (jodotironina).

Prekursor T4 i T3 je protein tireoglobulin, sadržan u ekstracelularnom koloidu štitaste žlezde. To je veliki protein koji sadrži oko 10% ugljikohidrata i mnogo ostataka tirozina (slika 9). Štitna žlijezda ima sposobnost akumulacije jodnih jona (I-), iz kojih se formira "aktivni jod". Tirozinski radikali u tireoglobulinu su podložni jodiranje “aktivni jod” - formiraju se monojodotirozin (MIT) i dijodotirozin (DIT). Onda se to desi kondenzacije dva jodirana tirozinska ostatka da formiraju T4 i T3, uključeni u polipeptidni lanac. Kao rezultat hidroliza jodirani tireoglobulin, pod dejstvom lizosomskih proteaza, nastaju slobodni T4 i T3 koji ulaze u krv. Lučenje jodotironina reguliše hormon koji stimuliše štitnjaču (TSH) iz hipofize (videti tabelu 2). Katabolizam tiroidni hormoni izvedeno eliminacijom joda i deaminacijom bočnog lanca.

Slika 9.Šema sinteze jodotironina.

Pošto je T 3 i T4 su praktično nerastvorljivi u vodi, au krvi su prisutni u obliku kompleksa sa proteinima, uglavnom sa globulinom koji vezuje tiroksin (frakcija α1-globulina).

Jodotironini su hormoni direktnog djelovanja. Intracelularni receptori za njih prisutni su u svim tkivima i organima, osim mozga i gonada. T4 i T3 su induktori više od 100 različitih enzimskih proteina. Pod uticajem jodotironina u ciljnim tkivima dolazi do sledećeg:

1) regulacija rasta i diferencijacije ćelija;

2) regulacija energetskog metabolizma (povećan broj enzima oksidativne fosforilacije, Na+, K+-ATPaze, povećana potrošnja kiseonika, povećana proizvodnja toplote).

Pod utjecajem hormona štitnjače ubrzava se apsorpcija glukoze u crijevima, povećava se apsorpcija i oksidacija glukoze u mišićima i jetri; Aktivira se glikoliza, a sadržaj glikogena u organima se smanjuje. Jodotironini pojačavaju izlučivanje kolesterola, pa se njegov sadržaj u krvi smanjuje. Smanjuje se i sadržaj triacilglicerola u krvi, što se objašnjava aktivacijom oksidacije masnih kiselina.

29.3.2. Poremećaji hormonske funkcije štitne žlijezde. Hiperfunkcija štitaste žlezde ( tireotoksikoza ili Gravesova bolest ) karakterizira ubrzana razgradnja ugljikohidrata i masti, povećana potrošnja O2 u tkivima. Simptomi bolesti: pojačan bazalni metabolizam, povišena tjelesna temperatura, gubitak težine, ubrzan puls, povećana nervna razdražljivost, ispupčene oči (egzoftalmus).

Hipofunkcija štitne žlijezde koja se razvija u djetinjstvu naziva se kretenizam (teška fizička i mentalna retardacija, patuljasti rast, nesrazmjerna građa, smanjen bazalni metabolizam i tjelesna temperatura). Hipofunkcija štitne žlijezde kod odraslih se manifestira kao miksedem . Ovu bolest karakterizira pretilost, edem sluzokože, oštećenje pamćenja i mentalni poremećaji. Bazalni metabolizam i tjelesna temperatura su smanjeni. Hormonska nadomjesna terapija (jodotironini) koristi se za liječenje hipotireoze.

Također poznat endemska struma - povećanje veličine štitne žlijezde. Bolest se razvija zbog nedostatka joda u vodi i hrani.

82. Paratiroidni hormon i kalcitonin, struktura, mehanizam djelovanja, biološka uloga. Hiper- i hipoparatireoza.

Nivo jona kalcijuma i fosfata u organizmu kontrolišu hormoni štitne žlezde i četiri paratireoidne žlezde koje se nalaze u njenoj neposrednoj blizini. Ove žlijezde proizvode kalcitonin i paratiroidni hormon.

29.4.1. kalcitonin- hormon peptidne prirode, sintetiziran u parafolikularnim stanicama štitne žlijezde u obliku preprohormona. Aktivacija se događa kroz djelomičnu proteolizu. Hiperkalcemija stimulira lučenje kalcitonina, a hipokalcemija ga smanjuje. Cilj hormona je koštano tkivo. Mehanizam djelovanja je udaljen, posredovan cAMP-om. Pod uticajem kalcitonina dolazi do slabljenja aktivnosti osteoklasta (ćelija koje uništavaju kost) i aktiviranja aktivnosti osteoblasta (ćelija uključenih u formiranje koštanog tkiva). Kao rezultat toga, resorpcija koštanog materijala - hidroksiapatita - je inhibirana i njegovo odlaganje u organskom koštanom matriksu je pojačano. Uz to, kalcitonin štiti organsku osnovu kostiju - kolagen - od propadanja i stimuliše njenu sintezu. To dovodi do smanjenja nivoa Ca2+ i fosfata u krvi i smanjenja izlučivanja Ca2+ u urinu (Slika 10).

29.4.2. Paratiroidni hormon- peptidni hormon koji sintetiziraju stanice paratireoidnih žlijezda u obliku proteina prekursora. Djelomična proteoliza prohormona i izlučivanje hormona u krv nastaje kada se koncentracija Ca2+ u krvi smanji; naprotiv, hiperkalcemija smanjuje lučenje paratiroidnog hormona. Ciljni organi paratiroidnog hormona su bubrezi, kosti i gastrointestinalni trakt. Mehanizam djelovanja je udaljen, cAMP zavisan. Paratiroidni hormon djeluje aktivirajuće na osteoklaste koštanog tkiva i inhibira aktivnost osteoblasta. U bubrezima paratiroidni hormon povećava sposobnost stvaranja aktivni metabolit vitamin D3 - 1,25-dihidroksiholekalciferol (kalcitriol). Ova supstanca povećava apsorpciju Ca2+ i H2PO4 - jona u crijevima, mobilizira Ca2+ i neorganski fosfat iz koštanog tkiva i povećava reapsorpciju Ca2+ u bubrezima. Svi ovi procesi dovode do povećanja nivoa Ca2+ u krvi (Slika 10). Nivo anorganskog fosfata u krvi se ne povećava, jer paratiroidni hormon inhibira reapsorpciju fosfata u bubrežnim tubulima i dovodi do gubitka fosfata u urinu (fosfaturija).

Slika 10. Biološki efekti kalcitonina i paratiroidnog hormona.

29.4.3. Poremećaji hormonske funkcije paratireoidnih žlijezda.

Hiperparatireoza - povećana proizvodnja paratiroidnog hormona od strane paratireoidnih žlijezda. Prati masivnu mobilizaciju Ca2+ iz koštanog tkiva, što dovodi do prijeloma kostiju, kalcifikacije krvnih sudova, bubrega i drugih unutrašnjih organa.

Hipoparatireoza - smanjena proizvodnja paratiroidnog hormona od strane paratireoidnih žlijezda. Popraćeno naglim smanjenjem sadržaja Ca2+ u krvi, što dovodi do povećane ekscitabilnosti mišića i konvulzivnih kontrakcija.

83. Renin-angiotenzin sistem, uloga u regulaciji metabolizma vode i elektrolita.

Renin-angiotenzin-aldosteron.

b) Na

84. Spolni hormoni - mehanizam djelovanja, biološka uloga, formiranje , struktura,

Ženski polni hormoni (estrogeni). To uključuje estron, estradiol i estriol. To su steroidni hormoni koji se sintetiziraju iz kolesterola uglavnom u jajnicima. Lučenje estrogena je regulisano folikulostimulišućim i luteinizirajućim hormonima hipofize (videti tabelu 2). Ciljna tkiva su tijelo materice, jajnici, jajovodi, mliječne žlijezde. Mehanizam djelovanja je direktan. Glavna biološka uloga estrogena je da osiguraju reproduktivnu funkciju u tijelu žene.

29.5.2. Muški polni hormoni (androgeni). Glavni predstavnici su androsteron i testosteron. Prekursor androgena je holesterol; oni se sintetiziraju uglavnom u testisima. Regulaciju biosinteze androgena vrše gonadotropni hormoni (FSH i LH). Androgeni su hormoni direktnog djelovanja; oni potiču sintezu proteina u svim tkivima, posebno u mišićima. Biološka uloga androgeni u muško tijelo povezana s diferencijacijom i funkcioniranjem reproduktivni sistem. Do razgradnje muških polnih hormona dolazi u jetri, a konačni produkti razgradnje su 17-ketosteroidi.

85. Poremećaji funkcija endokrinih žlijezda: hiper- i hipoprodukcija hormona. Primjeri bolesti povezanih s disfunkcijom endokrinih žlijezda.

(Obrađeno u prethodnim pitanjima)

86. Proteini krvne plazme - biološka uloga. Hipo- i hiperproteinemija, disproteinemija. Albumin - funkcije, uzroci hipoalbuminemije i njene manifestacije. Dobne karakteristike proteina sastav krvne plazme. Imunoglobulini. Proteini akutne faze. Dijagnostička vrijednost određivanja frakcija proteina krvne plazme.

Krvna plazma sadrži složenu višekomponentnu (više od 100) mješavinu proteina koji se razlikuju po porijeklu i funkciji. Većina proteina plazme se sintetizira u jetri. Imunoglobulini i niz drugih zaštitnih proteina od strane imunokompetentnih ćelija.

30.2.1. Proteinske frakcije. Soljenjem proteina plazme mogu se izolovati frakcije albumina i globulina. Normalno, odnos ovih frakcija je 1,5 - 2,5. Metodom elektroforeze na papiru moguće je identificirati 5 proteinskih frakcija (u opadajućem redoslijedu brzine migracije): albumini, α1 -, α2 -, β- i γ-globulini. Kada se koriste metode finijeg frakcioniranja u svakoj frakciji, osim albumina, moguće je razlikovati cela linija proteini (sadržaj i sastav proteinskih frakcija krvnog seruma, vidi sliku 1).

Slika 1. Elektroferogram proteina krvnog seruma i sastav proteinskih frakcija.

Albumin- proteini sa molekulskom težinom od oko 70.000 Da. Zbog svoje hidrofilnosti i visokog sadržaja u plazmi, igraju važnu ulogu u održavanju koloidno-osmotskog (onkotskog) krvnog pritiska i regulaciji razmjene tečnosti između krvi i tkiva. Obavljaju transportnu funkciju: prenose slobodne masne kiseline, žučne pigmente, steroidne hormone, ione Ca2+ i mnoge lijekove. Albumini takođe služe kao bogata i brzo dostupna rezerva aminokiselina.

α 1 -globulini:

• Kiselo α 1-glikoprotein (orosomukoid) - sadrži do 40% ugljenih hidrata, izoelektrična tačka mu je u kiseloj sredini (2.7). Funkcija ovog proteina nije u potpunosti utvrđena; poznato je da u ranim fazama upalnog procesa orosomukoid pospješuje stvaranje kolagenih vlakana na mjestu upale (Ya. Musil, 1985).
• α 1 - Antitripsin - inhibitor niza proteaza (tripsin, himotripsin, kalikrein, plazmin). Kongenitalno smanjenje sadržaja α1-antitripsina u krvi može biti faktor predispozicije za bronhopulmonalne bolesti, budući da su elastična vlakna plućnog tkiva posebno osjetljiva na djelovanje proteolitičkih enzima.
• Retinol vezujući protein obavlja transport vitamin rastvorljiv u mastima A.
• Protein koji vezuje tiroksin - vezuje i transportuje hormone štitnjače koji sadrže jod.
• Transcortin - veže i transportuje glukokortikoidne hormone (kortizol, kortikosteron).

α 2 -globulini:

• Haptoglobini (25% α2-globulina) - formiraju stabilan kompleks sa hemoglobinom koji se pojavljuje u plazmi kao rezultat intravaskularne hemolize eritrocita. Komplekse haptoglobin-hemoglobin preuzimaju RES ćelije, gdje se lanci hema i proteina razlažu, a željezo se ponovo koristi za sintezu hemoglobina. Ovo sprječava tijelo da gubi željezo i uzrokuje oštećenje hemoglobina u bubrezima.
• Ceruloplasmin - protein koji sadrži ione bakra (jedna molekula ceruloplazmina sadrži 6-8 Cu2+ jona), koji mu daju plavu boju. To je oblik transporta jona bakra u tijelu. Ima oksidazno djelovanje: oksidira Fe2+ u Fe3+, što osigurava vezivanje željeza transferinom. Sposoban da oksidira aromatične amine, učestvuje u metabolizmu adrenalina, norepinefrina i serotonina.

β-globulini:

• Transferin - glavni protein frakcije β-globulina, uključen je u vezivanje i transport feri gvožđa u različita tkiva, posebno hematopoetska tkiva. Transferin reguliše nivo Fe3+ u krvi i sprečava prekomerno nakupljanje i gubitak u urinu.
• Hemopexin - vezuje hem i sprečava njegov gubitak preko bubrega. Kompleks hem-hemopeksina preuzima jetra iz krvi.
• C-reaktivni protein (CRP) - protein sposoban da istaloži (u prisustvu Ca2+) C-polisaharid pneumokoknog ćelijskog zida. Njegova biološka uloga određena je njegovom sposobnošću da aktivira fagocitozu i inhibira proces agregacije trombocita. Kod zdravih ljudi koncentracija CRP-a u plazmi je zanemarljiva i ne može se odrediti standardnim metodama. Tijekom akutnog upalnog procesa povećava se više od 20 puta; u ovom slučaju CRP se otkriva u krvi. Proučavanje CRP-a ima prednost u odnosu na druge markere upalnog procesa: određivanje ESR i brojanje leukocita. Ovaj indikator je osjetljiviji, njegovo povećanje se javlja ranije i nakon oporavka se brže vraća u normalu.

γ-globulini:

• Imunoglobulini (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) su antitijela koje tijelo proizvodi kao odgovor na injekciju strane supstance sa antigenom aktivnošću. Za više informacija o ovim proteinima, pogledajte 1.2.5.

30.2.2. Kvantitativne i kvalitativne promjene u proteinskom sastavu krvne plazme. Za razna patološka stanja sastav proteina krvna plazma se može promijeniti. Glavne vrste promjena su:

• Hiperproteinemija - povećanje sadržaja ukupnog proteina plazme. Uzroci: gubitak velikih količina vode (povraćanje, dijareja, opsežne opekotine), zarazne bolesti (zbog povećanja količine γ-globulina).
• Hipoproteinemija - smanjenje sadržaja ukupnog proteina u plazmi. Uočava se kod oboljenja jetre (zbog poremećene sinteze proteina), bolesti bubrega (zbog gubitka proteina u urinu) i tokom posta (zbog nedostatka aminokiselina za sintezu proteina).
• Disproteinemija - promjena u postotku proteinskih frakcija s normalnim sadržajem ukupnog proteina u krvnoj plazmi, na primjer, smanjenje sadržaja albumina i povećanje sadržaja jedne ili više frakcija globulina kod različitih upalnih bolesti.
• Paraproteinemija - pojava u krvnoj plazmi patoloških imunoglobulina - paraproteina koji se razlikuju od normalnih proteina u fizička i hemijska svojstva i biološku aktivnost. Takvi proteini uključuju npr. krioglobulini, formirajući međusobno precipitate na temperaturama ispod 37 °C. Paraproteini se nalaze u krvi s Waldenstromovom makroglobulinemijom, s multiplim mijelomom (u potonjem slučaju mogu prevladati bubrežnu barijeru i nalaze se u urinu kao Bence-Jones proteini). Paraproteinemija je obično praćena hiperproteinemijom.

stabla akutne faze upale. To su proteini čiji se sadržaj povećava u krvnoj plazmi tokom akutnog upalnog procesa. To uključuje, na primjer, sljedeće proteine:

1. haptoglobin ;
2. ceruloplazmin ;
3. C-reaktivni protein ;
4. α 1 -antitripsin ;
5. fibrinogen (komponenta sistema koagulacije krvi; videti 30.7.2).

Brzina sinteze ovih proteina se prvenstveno povećava zbog smanjenja formiranja albumina, transferina i albumina (mala frakcija proteina plazme koja ima najveću pokretljivost tokom elektroforeze diska, a koja odgovara traci na elektroferogramu ispred albumini), čija koncentracija na akutna upala smanjuje.

Biološka uloga proteina akutne faze: a) svi ovi proteini su inhibitori enzima koji se oslobađaju tokom destrukcije ćelije i sprečavaju sekundarno oštećenje tkiva; b) ovi proteini imaju imunosupresivni efekat (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Zaštitni proteini u krvnoj plazmi. Proteini koji obavljaju zaštitnu funkciju uključuju imunoglobuline i interferone.

Imunoglobulini (antitijela) - grupa proteina proizvedenih kao odgovor na ulazak stranih struktura (antigena) u tijelo. Sintetiziraju se u limfnim čvorovima i slezeni limfocitima B. Postoji 5 klasa imunoglobulini- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Slika 3. Dijagram strukture imunoglobulina (varijabilna regija je prikazana sivom bojom, konstantna regija nije zasjenjena).

Molekuli imunoglobulina imaju jedinstvenu strukturu. Strukturnu jedinicu imunoglobulina (monomer) čine četiri polipeptidna lanca međusobno povezana disulfidnim vezama: dva teška (H lanca) i dva laka (L lanca) (vidi sliku 3). IgG, IgD i IgE su po pravilu monomeri u svojoj strukturi, IgM molekuli su građeni od pet monomera, IgA se sastoje od dvije ili više strukturnih jedinica, ili su monomeri.

Proteinski lanci koji čine imunoglobuline mogu se podijeliti na specifične domene ili područja koja imaju određene strukturne i funkcionalne karakteristike.

N-terminalni regioni i L i H lanaca nazivaju se varijabilnim regionom (V), jer njihovu strukturu karakterišu značajne razlike između različitih klasa antitela. Unutar varijabilnog domena postoje 3 hipervarijabilne regije, koje karakterizira najveća raznolikost sekvenci aminokiselina. To je varijabilni region antitela koji je odgovoran za vezivanje antigena prema principu komplementarnosti; primarna struktura proteinskih lanaca u ovoj regiji određuje specifičnost antitijela.

C-terminalni domeni H i L lanaca imaju relativno konstantnu primarnu strukturu unutar svake klase antitijela i nazivaju se konstantna regija (C). Konstantna regija određuje svojstva različitih klasa imunoglobulina, njihovu distribuciju u tijelu i može sudjelovati u pokretanju mehanizama koji uzrokuju uništavanje antigena.

Interferoni - porodica proteina koje sintetiziraju tjelesne ćelije kao odgovor na virusnu infekciju i imaju antivirusni efekat. Postoji nekoliko vrsta interferona koji imaju specifičan spektar djelovanja: leukocitni (α-interferon), fibroblastni (β-interferon) i imuni (γ-interferon). Interferone sintetišu i luče neke ćelije i ispoljavaju svoje dejstvo utičući na druge ćelije, po tome su slični hormonima. Mehanizam djelovanja interferona prikazan je na slici 4.

Slika 4. Mehanizam djelovanja interferona (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Vezivanjem za ćelijske receptore, interferoni indukuju sintezu dva enzima - 2",5"-oligoadenilat sintetaze i protein kinaze, vjerovatno zbog pokretanja transkripcije odgovarajućih gena. Oba rezultirajuća enzima pokazuju svoju aktivnost u prisustvu dvolančane RNK, a upravo su te RNK produkti replikacije mnogih virusa ili su sadržane u njihovim virionima. Prvi enzim sintetiše 2",5"-oligoadenilate (iz ATP), koji aktiviraju ćelijsku ribonukleazu I; drugi enzim fosforiliše faktor inicijacije translacije IF2. Krajnji rezultat ovih procesa je inhibicija biosinteze proteina i reprodukcije virusa u inficiranoj ćeliji (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Niskomolekularne supstance koje sadrže dušik u krvi („rezidualni dušik“) i dijagnostička vrijednost njihovog određivanja. Hiperazotemija (retencija i proizvodnja).

Ova grupa supstanci uključuje: ureu, mokraćnu kiselinu, aminokiseline, kreatin, kreatinin, amonijak, indikan, bilirubin i druga jedinjenja (vidi sliku 5). Sadržaj rezidualnog dušika u krvnoj plazmi zdravih ljudi je 15-25 mmol/l. Povećanje nivoa preostalog azota u krvi naziva se azotemija . Ovisno o uzroku, azotemija se dijeli na retencijsku i produkcijsku.

Retenciona azotemija javlja se kada dođe do kršenja izlučivanja produkata metabolizma dušika (prvenstveno ureje) u urinu i karakterističan je za insuficijenciju bubrežne funkcije. U ovom slučaju, do 90% neproteinskog dušika u krvi je dušik uree umjesto 50% normalno.

Produktivna azotemija nastaje kada dođe do prekomjernog unosa dušičnih tvari u krv zbog povećane razgradnje proteina tkiva (dugo gladovanje, dijabetes melitus, teške rane i opekotine, zarazne bolesti).

Određivanje rezidualnog azota vrši se u filtratu krvnog seruma bez proteina. Kao rezultat mineralizacije filtrata bez proteina kada se zagrije koncentrovanom H2SO4, azot svih neproteinskih jedinjenja se pretvara u oblik (NH4)2SO4. Joni NH4+ određuju se pomoću Nesslerovog reagensa.

• urea - glavni krajnji proizvod metabolizma proteina u ljudskom tijelu. Nastaje kao rezultat neutralizacije amonijaka u jetri i izlučuje se iz organizma putem bubrega. Zbog toga se sadržaj uree u krvi smanjuje s bolestima jetre i povećava s zatajenje bubrega.
• Amino kiseline- ulaze u krv kada se apsorbuju iz gastrointestinalnog trakta ili su proizvodi razgradnje tkivnih proteina. U krvi zdravih ljudi među aminokiselinama prevladavaju alanin i glutamin, koji su, uz učešće u biosintezi proteina, transportni oblici amonijaka.
• Mokraćna kiselina- krajnji proizvod katabolizma purinskih nukleotida. Njegov sadržaj u krvi se povećava kod gihta (kao rezultat povećane formacije) i kod poremećene funkcije bubrega (zbog nedovoljnog izlučivanja).
• Kreatin- sintetizira se u bubrezima i jetri, u mišićima se pretvara u kreatin fosfat - izvor energije za procese mišićne kontrakcije. Za bolesti mišićni sistem sadržaj kreatina u krvi se značajno povećava.
• Kreatinin- krajnji produkt metabolizma dušika, nastao kao rezultat defosforilacije kreatin fosfata u mišićima, koji se izlučuje iz organizma putem bubrega. Sadržaj kreatinina u krvi se smanjuje kod bolesti mišićnog sistema, a povećava se kod zatajenja bubrega.
• Indican - produkt neutralizacije indola, koji nastaje u jetri i izlučuje se bubrezima. Njegov sadržaj u krvi opada kod bolesti jetre, a povećava se kod pojačanih procesa truljenja proteina u crijevima i kod bolesti bubrega.
• Bilirubin (direktan i indirektan)- produkti katabolizma hemoglobina. Sadržaj bilirubina u krvi raste sa žuticom: hemolitičkom (zbog indirektnog bilirubina), opstruktivnom (zbog direktnog bilirubina), parenhimskom (zbog obje frakcije).

88. Puferski sistemi krvi i acidobazno stanje (ABS). Uloga respiratornog i ekskretornog sistema u održavanju CBS-a. Kiselinsko-bazni disbalans. Osobine regulacije CBS-a kod djece .

Sistemi pufera krvi. Tjelesni puferski sistemi se sastoje od slabih kiselina i njihovih soli sa jakim bazama. Svaki bafer sistem karakterišu dva indikatora:

• pH pufer(zavisi od omjera komponenti pufera);
• tampon rezervoar, odnosno količina jake baze ili kiseline koja se mora dodati u otopinu pufera da bi se pH promijenio za jedan (ovisno o apsolutnim koncentracijama komponenti pufera).

Razlikuju se sljedeći sistemi pufera krvi:

• bikarbonat(H2CO3/NaHCO3);
• fosfat(NaH2PO4/Na2HPO4);
• hemoglobin(deoksihemoglobin kao slaba kiselina/kalijumova so oksihemoglobina);
• proteina(njegov efekat je zbog amfoterne prirode proteina). Bikarbonatni i blisko povezani hemoglobinski puferski sistemi zajedno čine više od 80% puferskog kapaciteta krvi.

30.6.2. Respiratorna regulacija CBS-a vrši promenom intenziteta spoljašnje disanje. Sa akumulacijom CO2 i H+ u krvi povećava se plućna ventilacija, što dovodi do normalizacije sastav gasa krv. Smanjenje koncentracije ugljičnog dioksida i H+ uzrokuje smanjenje plućna ventilacija i normalizacija ovih indikatora.

30.6.3. Renalna regulacija CBS provodi se uglavnom kroz tri mehanizma:

• reapsorpcija bikarbonata (u ćelijama bubrežnih tubula nastaje ugljična kiselina H2CO3 iz H2O i CO2; disocira, H+ se oslobađa u urinu, HCO3- se reapsorbuje u krv);
• reapsorpcija Na+ iz glomerularnog filtrata u zamjenu za H+ (u ovom slučaju Na2HPO4 u filtratu prelazi u NaH2PO4 i kiselost urina se povećava) ;
• lučenje NH4+ (prilikom hidrolize glutamina u tubularnim stanicama nastaje NH3; stupa u interakciju sa H+, formiraju se ioni NH4+ koji se izlučuju urinom.

30.6.4. Laboratorijski parametri CBS krvi. Za karakterizaciju PPOV koriste se sljedeći pokazatelji:

• pH krvi;
• CO2 parcijalni pritisak (pCO2) krv;
• O2 parcijalni pritisak (pO2) krv;
• sadržaj bikarbonata u krvi pri datim pH i pCO2 vrijednostima ( topikalni ili pravi bikarbonat, AB );
• sadržaj bikarbonata u krvi pacijenta u standardnim uslovima, tj. pri pCO2=40 mm Hg. ( standardni bikarbonat, SB );
• zbir osnova svi sistemi pufera krvi ( BB );
• višak ili nedostatak temelja krv u odnosu na normalnu vrijednost za datog pacijenta ( BE , sa engleskog bazni višak).

Prva tri indikatora određuju se direktno u krvi pomoću posebnih elektroda, a na osnovu dobivenih podataka, preostali pokazatelji se izračunavaju pomoću nomograma ili formula.

30.6.5. Poremećaji CBS krvi. Postoje četiri glavna oblika acidobaznih poremećaja:

• metabolička acidoza - javlja se kod dijabetesa i gladovanja (zbog nakupljanja ketonskih tijela u krvi), kod hipoksije (zbog nakupljanja laktata). Kod ovog poremećaja, pCO2 i [HCO3-] u krvi se smanjuju, povećava se izlučivanje NH4+ u urinu;
• respiratorna acidoza - javlja se kod bronhitisa, upale pluća, bronhijalna astma(kao rezultat zadržavanja ugljičnog dioksida u krvi). Kod ovog poremećaja povećava se nivo pCO2 i u krvi, a povećava se izlučivanje NH4+ u urinu;
• metabolička alkaloza - razvija se gubitkom kiselina, na primjer, uz nekontrolirano povraćanje. Kod ovog poremećaja se povećava nivo pCO2 i u krvi, povećava se izlučivanje HCO3 u urinu, a kiselost urina se smanjuje.
• respiratorna alkaloza - uočeno kod povećane ventilacije pluća, na primjer, kod penjača na velikim visinama. Uz ovaj poremećaj, pCO2 i [HCO3-] u krvi se smanjuju, a kiselost urina se smanjuje.

Za liječenje metaboličke acidoze koristi se davanje otopine natrijevog bikarbonata; za liječenje metaboličke alkaloze - davanje otopine glutaminske kiseline.

89. Metabolizam eritrocita: uloga glikolize i pentozofosfatnog puta. Methemoglobinemia. Enzimski antioksidativni sistem ćelije . Uzroci i posljedice nedostatka glukoza-6-fosfat dehidrogenaze eritrocita.

crvena krvna zrnca - visoko specijalizovane ćelije čija je glavna funkcija transport kiseonika iz pluća do tkiva. Životni vijek crvenih krvnih zrnaca u prosjeku je 120 dana; njihovo uništavanje se dešava u ćelijama retikuloendotelnog sistema. Za razliku od većine ćelija u telu, crvena krvna zrnca nemaju jezgro ćelije, ribozome i mitohondrije.

30.8.2. Razmjena energije. Glavni energetski supstrat eritrocita je glukoza, koja dolazi iz krvne plazme olakšanom difuzijom. Oko 90% glukoze koju koriste crvena krvna zrnca se podvrgava glikoliza(anaerobna oksidacija) sa stvaranjem konačnog proizvoda - mliječne kiseline (laktata). Zapamtite funkcije koje glikoliza obavlja u zrelim crvenim krvnim zrncima:

1) u reakcijama glikolize nastaje ATP by fosforilacija supstrata . Glavni pravac upotrebe ATP-a u eritrocitima je osiguranje funkcionisanja Na+,K+-ATPaze. Ovaj enzim prenosi ione Na+ iz eritrocita u krvnu plazmu, sprječava nakupljanje Na+ u eritrocitima i pomaže u održavanju geometrijskog oblika ovih krvnih stanica (bikonkavni disk).

2) u reakciji dehidrogenacije gliceraldehid-3-fosfat nastaje glikolizom NADH. Ovaj koenzim je kofaktor enzima methemoglobin reduktaza , uključen u obnavljanje methemoglobina u hemoglobin prema sljedećoj shemi:

Ova reakcija sprečava nakupljanje methemoglobina u crvenim krvnim zrncima.

3) metabolit glikolize 1, 3-difosfoglicerat sposoban uz učešće enzima difosfoglicerat mutaza u prisustvu 3-fosfoglicerata pretvaraju se u 2, 3-difosfoglicerat:

2,3-Difosfoglicerat je uključen u regulaciju afiniteta hemoglobina za kiseonik. Njegov sadržaj u eritrocitima se povećava tokom hipoksije. Hidrolizu 2,3-difosfoglicerata katalizira enzim difosfoglicerat fosfataze.

Otprilike 10% glukoze koju troše crvena krvna zrnca koristi se u putu oksidacije pentoza fosfata. Reakcije na ovom putu služe kao glavni izvor NADPH za eritrocite. Ovaj koenzim je neophodan za pretvaranje oksidiranog glutationa (vidjeti 30.8.3) u reducirani oblik. Nedostatak ključnog enzima pentozofosfatnog puta - glukoza-6-fosfat dehidrogenaza - praćeno smanjenjem omjera NADPH/NADP+ u eritrocitima, povećanjem sadržaja oksidiranog oblika glutationa i smanjenjem otpornosti stanica (hemolitička anemija).

30.8.3. Mehanizmi neutralizacije reaktivnih vrsta kiseonika u eritrocitima. Pod određenim uslovima, molekularni kiseonik se može pretvoriti u aktivne oblike, koji uključuju superoksidni anion O2-, vodikov peroksid H2O2 i hidroksilni radikal OH. i singletni kiseonik 1 O2. Ovi oblici kisika su vrlo reaktivni i mogu imati štetni učinak na proteine ​​i lipide bioloških membrana i uzrokovati uništavanje stanica. Što je veći sadržaj O2, to se više formiraju njegovi aktivni oblici. Stoga, crvena krvna zrnca, u stalnoj interakciji s kisikom, sadrže učinkovite antioksidativne sisteme koji mogu neutralizirati aktivne metabolite kisika.

Važna komponenta antioksidativnih sistema je tripeptid glutation, nastaje u eritrocitima kao rezultat interakcije γ-glutamilcisteina i glicina:

Redukovani oblik glutationa (skraćeno G-SH) je uključen u reakcije detoksikacije vodikovog peroksida i organskih peroksida (R-O-OH). Ovo proizvodi vodu i oksidirani glutation (skraćeno G-S-S-G).

Enzim katalizira konverziju oksidiranog glutationa u reducirani glutation. glutation reduktaza. Izvor vodika - NADPH (iz pentozofosfatnog puta, vidi 30.8.2):

Crvena krvna zrnca također sadrže enzime superoksid dismutaza I katalaze , izvodeći sljedeće transformacije:

Antioksidativni sistemi su od posebnog značaja za eritrocite, jer se obnavljanje proteina u eritrocitima ne dešava sintezom.

90. Karakteristike glavnih faktora hemokoagulacije. Koagulacija krvi kao kaskada reakcija aktivacije proenzima proteolizom. Biološka uloga vitamina K. Hemofilija.

Zgrušavanje krvi- skup molekularnih procesa koji dovode do prestanka krvarenja iz oštećene žile kao rezultat stvaranja krvnog ugruška (tromba). Opća shema Proces zgrušavanja krvi prikazan je na slici 7.

Slika 7. Opšti dijagram koagulacije krvi.

Većina faktora koagulacije prisutna je u krvi u obliku neaktivnih prekursora - proenzima, čiju aktivaciju vrši parcijalna proteoliza. Brojni faktori koagulacije krvi su zavisni od vitamina K: protrombin (faktor II), prokonvertin (faktor VII), Božićni faktori (IX) i Stewart-Prower (X). Uloga vitamina K određena je njegovim učešćem u karboksilaciji ostataka glutamata u N-terminalnoj regiji ovih proteina sa formiranjem γ-karboksiglutamata.

Zgrušavanje krvi je niz reakcija u kojima aktivirani obrazac jedan faktor koagulacije katalizira aktivaciju sljedećeg sve dok se ne aktivira konačni faktor, koji je strukturna osnova krvnog ugruška.

Karakteristike kaskadnog mehanizma su kako slijedi:

1) u odsustvu faktora koji pokreće proces stvaranja tromba, reakcija ne može nastupiti. Stoga će proces zgrušavanja krvi biti ograničen samo na onaj dio krvotoka gdje se takav inicijator pojavljuje;

2) faktori koji djeluju na početnim fazama zgrušavanje krvi je potrebno u vrlo malim količinama. Na svakoj karici kaskade njihov efekat se umnožava ( pojačano), što u konačnici osigurava brzo odgovor za štetu.

IN normalnim uslovima Postoje unutrašnji i vanjski putevi zgrušavanja krvi. Unutrašnji put inicira se kontaktom s atipičnom površinom, što dovodi do aktivacije faktora koji su inicijalno prisutni u krvi. Vanjski put koagulaciju pokreću spojevi koji inače nisu prisutni u krvi, ali tamo ulaze kao rezultat oštećenja tkiva. Za normalan tok procesa zgrušavanja krvi neophodna su oba ova mehanizma; razlikuju se samo u početnim fazama, a zatim se spajaju u zajednički put , što dovodi do stvaranja fibrinskog ugruška.

30.7.2. Mehanizam aktivacije protrombina. Neaktivni prekursor trombina - protrombin - sintetizira se u jetri. U njegovoj sintezi učestvuje vitamin K. Protrombin sadrži ostatke retke amino kiseline - γ-karboksiglutamata (skraćeni naziv - Gla). Proces aktivacije protrombina uključuje fosfolipide trombocita, jone Ca2+ i faktore koagulacije Va i Xa. Aktivacijski mehanizam je predstavljen na sljedeći način (slika 8).

Slika 8.Šema aktivacije protrombina na trombocitima (R. Murray et al., 1993).

Oštećenje krvnog suda dovodi do interakcije krvnih pločica s kolagenim vlaknima vaskularni zid. To uzrokuje destrukciju trombocita i potiče oslobađanje negativno nabijenih molekula fosfolipida s unutrašnje strane plazma membrane trombocita. Negativno nabijene fosfolipidne grupe vezuju ione Ca2+. Ca2+ joni, zauzvrat, stupaju u interakciju sa γ-karboksiglutamatnim ostacima u molekulu protrombina. Ovaj molekul je fiksiran na membrani trombocita u željenoj orijentaciji.

Membrana trombocita takođe sadrži receptore za faktor Va. Ovaj faktor se vezuje za membranu i veže faktor Xa. Faktor Xa je proteaza; cijepa molekul protrombina na određenim mjestima, što rezultira stvaranjem aktivnog trombina.

30.7.3. Pretvaranje fibrinogena u fibrin. Fibrinogen (faktor I) je rastvorljivi glikoprotein plazme sa molekulskom težinom od oko 340 000. Sintetiše se u jetri. Molekul fibrinogena se sastoji od šest polipeptidnih lanaca: dva A α lanca, dva B β lanca i dva γ lanca (vidi sliku 9). Krajevi polipeptidnih lanaca fibrinogena nose negativan naboj. To je zbog prisustva velikog broja glutamatnih i aspartatnih ostataka u N-terminalnim regijama Aa i Bb lanaca. Osim toga, B-regije Bb lanaca sadrže ostatke rijetke aminokiseline tirozin-O-sulfat, koji su također negativno nabijeni:

Ovo pospješuje topljivost proteina u vodi i sprječava agregaciju njegovih molekula.

Slika 9. Shema strukture fibrinogena; strelice pokazuju veze hidrolizovane trombinom. R. Murray et al., 1993).

Pretvorbu fibrinogena u fibrin katalizira trombin (faktor IIa). Trombin hidrolizira četiri peptidne veze u fibrinogenu: dvije veze u A α lancima i dvije veze u B β lancima. Fibrinopeptidi A i B se odvajaju od molekula fibrinogena i formira se monomer fibrina (njegovog sastava je α2 β2 γ2). Fibrinski monomeri su netopivi u vodi i lako se povezuju jedni s drugima, formirajući fibrinski ugrušak.

Pod djelovanjem enzima dolazi do stabilizacije fibrinskog ugruška transglutaminaza (faktor XIIIa). Ovaj faktor također aktivira trombin. Transglutaminaza unakrsno povezuje fibrinske monomere koristeći kovalentne izopeptidne veze.

91. Uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata. Izvori glukoze u krvi i putevi metabolizma glukoze u jetri. Nivo glukoze u krvi u ranom djetinjstvu .

Jetra je organ koji zauzima jedinstveno mjesto u metabolizmu. Svaka ćelija jetre sadrži nekoliko hiljada enzima koji katalizuju reakcije brojnih metaboličkih puteva. Stoga jetra obavlja niz metaboličkih funkcija u tijelu. Najvažnije od njih su:

• biosinteza supstanci koje funkcionišu ili se koriste u drugim organima. Ove supstance uključuju proteine ​​krvne plazme, glukozu, lipide, ketonska tijela i mnoge druge spojeve;
• biosinteza konačnog produkta metabolizma dušika u tijelu - ureje;
• učešće u probavnim procesima - sinteza žučnih kiselina, stvaranje i izlučivanje žuči;
• biotransformacija (modifikacija i konjugacija) endogenih metabolita, lijekova i otrova;
• oslobađanje određenih metaboličkih proizvoda (žučni pigmenti, višak holesterola, proizvodi neutralizacije).

Glavna uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata je održavanje konstantnog nivoa glukoze u krvi. To se postiže regulacijom omjera procesa stvaranja i korištenja glukoze u jetri.

Ćelije jetre sadrže enzim glukokinaza, katalizujući reakciju fosforilacije glukoze da nastane glukoza-6-fosfat. Glukoza-6-fosfat je ključni metabolit metabolizma ugljikohidrata; glavni putevi njegove transformacije prikazani su na slici 1.

31.2.1. Načini iskorišćavanja glukoze. Nakon jela, velika količina glukoze ulazi u jetru kroz portalnu venu. Ova glukoza se prvenstveno koristi za sintezu glikogena (reakcioni dijagram je prikazan na slici 2). Sadržaj glikogena u jetri zdravih ljudi obično se kreće od 2 do 8% mase ovog organa.

Glikoliza i pentozofosfatni put oksidacije glukoze u jetri služe prvenstveno kao dobavljači metabolita prekursora za biosintezu aminokiselina, masnih kiselina, glicerola i nukleotida. U manjoj mjeri, oksidativni putevi za konverziju glukoze u jetri su izvori energije koji osiguravaju biosintetske procese.

Slika 1. Glavni putevi za konverziju glukoza-6-fosfata u jetri. Brojevi označavaju: 1 - fosforilacija glukoze; 2 - hidroliza glukoza-6-fosfata; 3 - sinteza glikogena; 4 - mobilizacija glikogena; 5 - pentozofosfatni put; 6 - glikoliza; 7 - glukoneogeneza.

Slika 2. Šema reakcija sinteze glikogena u jetri.

Slika 3. Šema reakcija mobilizacije glikogena u jetri.

31.2.2. Putevi stvaranja glukoze. U nekim stanjima (tokom posta, dijetom sa malo ugljenih hidrata, produženom fizičkom aktivnošću) potreba organizma za ugljenim hidratima prelazi količinu koja se apsorbuje iz gastrointestinalnog trakta. U ovom slučaju, stvaranje glukoze se vrši pomoću glukoza-6-fosfataza, katalizujući hidrolizu glukoza-6-fosfata u ćelijama jetre. Neposredni izvor glukoza-6-fosfata je glikogen. Shema mobilizacije glikogena prikazana je na slici 3.

Mobilizacija glikogena obezbjeđuje ljudskom tijelu potrebe za glukozom tokom prvih 12 do 24 sata gladovanja. Kasnije, glukoneogeneza - biosinteza iz izvora koji nisu ugljikohidrati - postaje glavni izvor glukoze.

Glavni supstrati za glukoneogenezu su laktat, glicerol i aminokiseline (sa izuzetkom leucina). Ovi spojevi se prvo pretvaraju u piruvat ili oksaloacetat, ključne metabolite glukoneogeneze.

Glukoneogeneza je proces obrnut od glikolize. U ovom slučaju, barijere stvorene ireverzibilnim reakcijama glikolize prevladavaju se uz pomoć posebnih enzima koji kataliziraju premosne reakcije (vidi sliku 4).

Među ostalim putevima metabolizma ugljikohidrata u jetri, vrijedno je napomenuti pretvaranje drugih dijetalnih monosaharida - fruktoze i galaktoze - u glukozu.

Slika 4. Glikoliza i glukoneogeneza u jetri.

Enzimi koji katalizuju ireverzibilne reakcije glikoliza: 1 - glukokinaza; 2 - fosfofruktokinaza; 3 - piruvat kinaza.

Enzimi koji katalizuju zaobilazne reakcije glukoneogeneze: 4-piruvat karboksilaza; 5 - fosfoenolpiruvat karboksikinaza; 6-fruktoza-1,6-difosfataza; 7 - glukoza-6-fosfataza.

92. Uloga jetre u metabolizmu lipida.

Hepatociti sadrže gotovo sve enzime uključene u metabolizam lipida. Stoga, ćelije parenhima jetre u velikoj mjeri kontroliraju odnos između potrošnje lipida i sinteze u tijelu. Katabolizam lipida u ćelijama jetre javlja se uglavnom u mitohondrijima i lizosomima, biosinteza se odvija u citosolu i endoplazmatskom retikulumu. Ključni metabolit metabolizma lipida u jetri je acetil-CoA,čiji su glavni načini formiranja i upotrebe prikazani na slici 5.

Slika 5. Formiranje i korištenje acetil-CoA u jetri.

31.3.1. Metabolizam masnih kiselina u jetri. Jestive masti u obliku hilomikrona ulaze u jetru kroz sistem hepatičnih arterija. Pod uticajem lipoprotein lipaza, koji se nalaze u endotelu kapilara, razgrađuju se na masne kiseline i glicerol. Masne kiseline koje prodiru u hepatocite mogu se podvrgnuti oksidaciji, modifikaciji (skraćenju ili produžetku ugljičnog lanca, formiranju dvostrukih veza) i koriste se za sintezu endogenih triacilglicerola i fosfolipida.

31.3.2. Sinteza ketonskih tijela. Tokom β-oksidacije masnih kiselina u mitohondrijima jetre nastaje acetil-CoA, koji se dalje oksidira u Krebsovom ciklusu. Ako postoji nedostatak oksaloacetata u ćelijama jetre (na primjer, tokom gladovanja, dijabetesa), dolazi do kondenzacije acetilnih grupa i formiranja ketonskih tijela (acetoacetat, β-hidroksibutirat, aceton). Ove supstance mogu poslužiti kao energetski supstrati u drugim tkivima tela (skeletni mišići, miokard, bubrezi, a tokom dugotrajnog gladovanja - mozak). Jetra ne koristi ketonska tijela. Uz višak ketonskih tijela u krvi, razvija se metabolička acidoza. Dijagram formiranja ketonskih tijela prikazan je na slici 6.

Slika 6. Sinteza ketonskih tijela u mitohondrijima jetre.

31.3.3. Nastanak i načini upotrebe fosfatidne kiseline. Uobičajeni prekursor triacilglicerola i fosfolipida u jetri je fosfatidna kiselina. Sintetizira se iz glicerol-3-fosfata i dva acil-CoA - aktivnih oblika masnih kiselina (slika 7). Glicerol-3-fosfat se može formirati ili iz dihidroksiaceton fosfata (metabolita glikolize) ili iz slobodnog glicerola (proizvod lipolize).

Slika 7. Formiranje fosfatidne kiseline (šema).

Za sintezu fosfolipida (fosfatidilholina) iz fosfatidne kiseline potrebno je unositi dovoljnu količinu hrane u lipotropni faktori(supstance koje sprečavaju razvoj masne jetre). Ovi faktori uključuju holin, metionin, vitamin B12, folna kiselina i neke druge supstance. Fosfolipidi su uključeni u komplekse lipoproteina i učestvuju u transportu lipida sintetizovanih u hepatocitima do drugih tkiva i organa. Nedostatak lipotropnih faktora (uz zloupotrebu masne hrane, hronični alkoholizam, dijabetes) doprinosi tome da se fosfatidna kiselina koristi za sintezu triacilglicerola (nerastvorljivih u vodi). Poremećaj formiranja lipoproteina dovodi do toga da se višak TAG akumulira u ćelijama jetre (masna degeneracija) i narušava funkciju ovog organa. Putevi iskorištavanja fosfatidne kiseline u hepatocitima i uloga lipotropnih faktora prikazani su na slici 8.

Slika 8. Upotreba fosfatidne kiseline za sintezutriacilglicerola i fosfolipida. Lipotropni faktori su označeni sa *.

31.3.4. Formiranje holesterola. Jetra je glavno mjesto sinteze endogenog holesterola. Ovo jedinjenje je neophodno za izgradnju ćelijskih membrana i prekursor je žučnih kiselina, steroidnih hormona i vitamina D3. Prve dvije reakcije sinteze kolesterola liče na sintezu ketonskih tijela, ali se javljaju u citoplazmi hepatocita. Ključni enzim u sintezi holesterola - β -hidroksi-β -metilglutaril-CoA reduktaza (HMG-CoA reduktaza) inhibirano viškom holesterola i žučnih kiselina prema principu negativne povratne sprege (slika 9).

Slika 9. Sinteza holesterola u jetri i njena regulacija.

31.3.5. Formiranje lipoproteina. Lipoproteini su proteinsko-lipidni kompleksi, koji uključuju fosfolipide, triacilglicerole, holesterol i njegove estre, kao i proteine ​​(apoproteine). Lipoproteini prenose lipide netopive u vodi do tkiva. Hepatociti proizvode dvije klase lipoproteina - lipoproteine ​​visoke gustine (HDL) i lipoproteine ​​vrlo niske gustine (VLDL).

93. Uloga jetre u metabolizmu dušika. Načini korištenja bazena aminokiselina u jetri. Osobine u djetinjstvu .

Jetra je organ koji regulira ulazak i izlazak dušičnih tvari u tijelo. U perifernim tkivima se konstantno odvijaju reakcije biosinteze pomoću slobodnih aminokiselina ili se one oslobađaju u krv prilikom razgradnje tkivnih proteina. Uprkos tome, nivo proteina i slobodnih aminokiselina u krvnoj plazmi ostaje konstantan. To se događa zbog činjenice da ćelije jetre imaju jedinstveni skup enzima koji kataliziraju specifične reakcije metabolizma proteina.

31.4.1. Načini korištenja aminokiselina u jetri. Nakon konzumiranja proteinske hrane, velika količina aminokiselina ulazi u ćelije jetre kroz portalnu venu. Ovi spojevi mogu proći kroz brojne transformacije u jetri prije nego što uđu u opći krvotok. Ove reakcije uključuju (slika 10):

a) upotreba aminokiselina za sintezu proteina;

b) transaminacija - put sinteze neesencijalnih aminokiselina; također provodi odnos između metabolizma aminokiselina i glukoneogeneze i općeg puta katabolizma;

c) deaminacija - stvaranje α-keto kiselina i amonijaka;

d) sinteza uree – način neutralizacije amonijaka (vidi dijagram u odjeljku “Metabolizam proteina”);

e) sinteza neproteinskih supstanci koje sadrže dušik (holin, kreatin, nikotinamid, nukleotidi itd.).

Slika 10. Metabolizam aminokiselina u jetri (šema).

31.4.2. Biosinteza proteina. Mnogi proteini krvne plazme sintetiziraju se u stanicama jetre: albumini(oko 12 g dnevno), većina α- I β-globulini, uključujući transportnih proteina(feritin, ceruloplazmin, transkortin, protein koji vezuje retinol i sl.). Mnogi faktori zgrušavanja krvi (fibrinogen, protrombin, prokonvertin, proakcelerin itd.) se takođe sintetišu u jetri.

94. Kompartmentalizacija metabolički procesi u jetri. Regulacija smjera protoka metabolita kroz membrane intracelularnih (subcelularnih) struktura. Važnost u metaboličkoj integraciji.

Ćelija je složen funkcionalni sistem koji reguliše njen život. Raznolikost ćelijskih funkcija osigurava se prostornom i vremenskom (prije svega ovisno o ritmu ishrane) regulacijom određenih metaboličkih puteva. Prostorna regulacija je povezana sa strogom lokalizacijom određenih enzima u različitim

Tabela 2-3. Vrste metaboličkih puteva

organele. Tako se u jezgru nalaze enzimi povezani sa sintezom molekula DNK i RNK, u citoplazmi - glikolitički enzimi, u lizosomima - hidrolitički enzimi, u mitohondrijskom matriksu - enzimi TCA ciklusa, u unutrašnjoj membrani mitohondrija - enzimi lanac transporta elektrona, itd. (Slika 2-29). Ova subcelularna lokalizacija enzima doprinosi uređenosti biohemijskih procesa i povećava brzinu metabolizma.

95. Uloga jetre u neutralizaciji ksenobiotika. Mehanizmi neutralizacije supstanci u jetri. Faze (faze) hemijske modifikacije. Uloga reakcija konjugacije u detoksikaciji metaboličkih proizvoda i lijekova (primjeri). Metabolizam lijekova kod male djece.

Glavni predstavnik nespecifičnih sistema transporta krvi je serum albumen. Ovaj protein može da veže skoro sve egzogene i endogene supstance male molekulske težine, što je u velikoj meri posledica njegove sposobnosti da lako promeni konformaciju svog molekula i velikog broja hidrofobnih regiona u molekulu.

Različite supstance se vežu za albumin krvi nekovalentnim vezama: vodikovim, jonskim, hidrofobnim. U tom slučaju različite grupe tvari stupaju u interakciju s određenim grupama albumina, uzrokujući karakteristične promjene u konformaciji njegove molekule. Postoji ideja da se tvari koje se čvrsto vežu za proteine ​​krvi obično izlučuju jetrom žuči, a tvari koje formiraju slabe komplekse s proteinima izlučuju se putem bubrega u urinu.

Vezivanje lijekova na proteine ​​krvi smanjuje brzinu njihovog korištenja u tkivima i stvara određenu rezervu u krvotoku. Zanimljivo je primijetiti da su kod pacijenata s hipoalbuminemijom nuspojave češće kada se primjenjuju lijekovi zbog poremećenog transporta do ciljnih stanica.

33.4.3. Intracelularni transportni sistemi. U citoplazmi ćelija jetre i drugih organa nalaze se proteini nosači, koji su se ranije označavali kao Y- I Z proteini ili ligandi. Sada je utvrđeno da su ovi proteini različiti izoenzimi glutation-S-transferaze. Ovi proteini vezuju veliki broj različitih jedinjenja: bilirubin, masne kiseline, tiroksin, steroide, karcinogene, antibiotike (benzilpenicilin, cefazolin, hloramfenikol, gentamicin). Poznato je da ove transferaze igraju ulogu u transportu ovih supstanci iz krvne plazme kroz hepatocite do jetre.

5. Faze metabolizma ksenobiotika.

Metabolizam ksenobiotika uključuje dvije faze (faze):

1) faza modifikacije- proces promjene strukture ksenobiotika, uslijed čega se oslobađaju ili pojavljuju nove polarne grupe (hidroksil, karboksilamin). To se događa kao rezultat reakcija oksidacije, redukcije i hidrolize. Rezultirajući proizvodi postaju hidrofilniji od polaznih tvari.

2) faza konjugacije- proces vezivanja različitih biomolekula na modificirani ksenobiotski molekul korištenjem kovalentne veze. To olakšava uklanjanje ksenobiotika iz tijela.

96. Lanac oksidacije monooksigenaze u membranama endoplazmatskog retikuluma ćelija jetre, komponente, redosled reakcija, uloga u metabolizmu ksenobiotika i prirodnih jedinjenja. Citokrom P 450. Induktori i inhibitori mikrosomalnih monooksigenaza.

Glavni tip reakcija ove faze biotransformacije je mikrozomalna oksidacija. Javlja se uz učešće enzima lanca transporta elektrona monooksigenaze. Ovi enzimi su ugrađeni u membrane endoplazmatskog retikuluma hepatocita (slika 1).

Izvor elektrona i protona u ovom lancu je NADPH+H+, koji nastaje u reakcijama pentozofosfatnog puta oksidacije glukoze. Intermedijarni akceptor H+ i e- je flavoprotein koji sadrži koenzim FAD. Konačna karika u lancu mikrosomalne oksidacije - citokrom P-450.

Citokrom P-450 je kompleksni protein, hromoprotein, koji sadrži hem kao prostetičku grupu. Citokrom P-450 je dobio ime zbog činjenice da formira jak kompleks sa ugljen monoksidom CO, koji ima maksimum apsorpcije na 450 nm. Citokrom P-450 ima nisku specifičnost supstrata. Može komunicirati sa velikim brojem supstrata. Opća imovina svi ovi supstrati su nepolarni.

Citokrom P-450 aktivira molekularni kisik i supstrat koji se može oksidirati, mijenjajući njihovu elektronsku strukturu i olakšavajući proces hidroksilacije. Mehanizam hidroksilacije supstrata uz učešće citokroma P-450 prikazan je na slici 2.

Slika 2. Mehanizam hidroksilacije supstrata uz učešće citokroma P-450.

Ovaj mehanizam se može podijeliti u 5 glavnih faza:

1. Oksidirana tvar (S) formira kompleks sa oksidiranim oblikom citokroma P-450;

2. Ovaj kompleks je reduciran elektronom sa NADPH;

3. Redukovani kompleks se kombinuje sa molekulom O2;

4. O 2, kao dio kompleksa, dodaje još jedan elektron NADPH;

5. Kompleks se raspada i formira molekul H2O, oksidirani oblik citokroma P-450 i hidroksilovani supstrat (S-OH).

Za razliku od mitohondrijalnog respiratornog lanca, prijenos elektrona u lancu monooksigenaze ne akumulira energiju u obliku ATP-a. Dakle, mikrosomalna oksidacija je slobodna oksidacija.

U većini slučajeva, hidroksilacija stranih supstanci smanjuje njihovu toksičnost. Međutim, u nekim slučajevima mogu nastati proizvodi s citotoksičnim, mutagenim i kancerogenim svojstvima.

97. Uloga bubrega u održavanju homeostaze organizma. Mehanizmi ultrafiltracije, tubularne reapsorpcije i sekrecije. Hormoni koji utiču na diurezu. Fiziološka proteinurija i kreatinurija u djece .

Glavna funkcija bubrega je održavanje konstantnog unutrašnjeg okruženja ljudskog tijela. Obilno snabdevanje krvlju (za 5 minuta sva krv koja cirkuliše u sudovima prolazi kroz bubrege) određuje efikasnu regulaciju sastava krvi u bubrezima. Zahvaljujući tome, održava se sastav intracelularne tečnosti. Uz učešće bubrega, provodi se sljedeće:

• uklanjanje (izlučivanje) metaboličkih krajnjih produkata. Bubrezi su uključeni u uklanjanje tvari iz tijela koje, ako se nakupe, inhibiraju enzimsku aktivnost. Bubrezi također uklanjaju u vodi topive strane tvari ili njihove metabolite iz tijela.
• regulacija jonskog sastava tjelesnih tečnosti. Mineralni kationi i anioni prisutni u tjelesnim tečnostima uključeni su u mnoge fiziološke i biohemijske procese. Ako se koncentracija jona ne održava u relativno uskim granicama, ovi procesi će biti poremećeni.
• regulacija sadržaja vode u tjelesnim tečnostima (osmoregulacija). Ovo je od velike važnosti za održavanje osmotskog pritiska i zapremine tečnosti na stabilnom nivou.
• regulacija koncentracije vodonikovih jona (pH) u tjelesnim tekućinama. pH urina može varirati u širokom rasponu, što osigurava da pH drugih bioloških tekućina ostane konstantan. To određuje optimalno funkcioniranje enzima i mogućnost da se dogode reakcije koje oni katalizuju.
• regulacija krvnog pritiska. Bubrezi sintetiziraju i otpuštaju u krv enzim renin, koji je uključen u stvaranje angiotenzina, snažnog vazokonstriktora.
• regulacija nivoa glukoze u krvi. U korteksu bubrega dolazi do glukoneogeneze - sinteze glukoze iz neugljikohidratnih spojeva. Uloga ovog procesa značajno se povećava s produženim gladovanjem i drugim ekstremnim izlaganjima.
• Aktivacija vitamina D. Biološki aktivni metabolit vitamina D, kalcitriol, nastaje u bubrezima.
• Regulacija eritropoeze. Eritropoetin se sintetiše u bubrezima, što povećava broj crvenih krvnih zrnaca u krvi.

34.2. Mehanizmi procesa ultrafiltracije, tubularne reapsorpcije i sekrecije u bubrezima.

1. ultrafiltracija kroz glomerularne kapilare;
2. selektivna reapsorpcija tečnosti u proksimalnom tubulu, Henleovoj petlji, distalnom tubulu i sabirnom kanalu;
3. selektivno izlučivanje u lumen proksimalnih i distalnih tubula, često povezano s reapsorpcijom.

34.2.2. Ultrafiltracija. Kao rezultat ultrafiltracije, koja se javlja u glomerulima, iz krvi se uklanjaju sve tvari s molekulskom težinom manjom od 68.000 Da i nastaje tekućina koja se zove glomerularni filtrat. Supstance se filtriraju iz krvi u glomerularnim kapilarama kroz pore prečnika oko 5 nm. Brzina ultrafiltracije je prilično stabilna i iznosi oko 125 ml ultrafiltrata u minuti. Hemijski sastav glomerularnog filtrata sličan je krvnoj plazmi. Sadrži glukozu, aminokiseline, vitamine rastvorljive u vodi, neke hormone, ureu, mokraćnu kiselinu, kreatin, kreatinin, elektrolite i vodu. Proteini s molekulskom težinom većom od 68.000 Da praktički su odsutni. Ultrafiltracija je pasivan i neselektivni proces, jer se uz „otpad“ iz krvi uklanjaju i tvari neophodne za život. Ultrafiltracija ovisi samo o veličini molekula.

34.2.3. Tubularna reapsorpcija. Reapsorpcija, ili obrnuto usisavanje tvari koje tijelo može iskoristiti nastaju u tubulima. U proksimalnim zavijenim tubulima reapsorbuje se više od 80% supstanci, uključujući svu glukozu, gotovo sve aminokiseline, vitamine i hormone, oko 85% natrijum hlorida i vodu. Mehanizam apsorpcije može se opisati na primjeru glukoze.

Uz učešće Na+, K+-ATPaze, koja se nalazi na bazolateralnoj membrani tubularnih ćelija, ioni Na+ se prenose iz ćelija u međućelijski prostor, a odatle u krv i uklanjaju iz nefrona. Kao rezultat, stvara se gradijent koncentracije Na+ između glomerularnog filtrata i sadržaja tubularnih ćelija. Olakšanom difuzijom Na+ iz filtrata prodire u ćelije, a istovremeno sa kationima u ćelije ulazi i glukoza (protiv gradijenta koncentracije!). Dakle, koncentracija glukoze u stanicama bubrežnih tubula postaje veća nego u ekstracelularnoj tekućini, a proteini nosači olakšavaju difuziju monosaharida u međućelijski prostor, odakle ulazi u krv.

Slika 34.2. Mehanizam reapsorpcije glukoze u proksimalnim tubulima bubrega.

Visokomolekularna jedinjenja - proteini s molekulskom težinom manjom od 68.000, kao i egzogene tvari (na primjer, radionepropusni agensi) koji ulaze u lumen tubula tokom ultrafiltracije ekstrahiraju se iz filtrata pinocitozom koja se javlja u bazi mikrovila. Oni se nalaze unutar pinocitotskih vezikula, za koje su vezani primarni lizozomi. Hidrolitički enzimi lizosoma razgrađuju proteine ​​u aminokiseline, koje ili koriste same ćelije tubula ili prolaze kroz difuziju u peritubularne kapilare.

34.2.4. Tubularna sekrecija. Nefron ima nekoliko specijalizovanih sistema koji izlučuju supstance u lumen tubula prenoseći ih iz krvne plazme. Najviše proučavani su oni sistemi koji su odgovorni za lučenje K+, H+, NH4+, organskih kiselina i organskih baza.

Sekret K + u distalnim tubulima - aktivan proces povezan s reapsorpcijom Na+ jona. Ovaj proces sprječava zadržavanje K+ u tijelu i razvoj hiperkalijemije. Mehanizmi lučenja protona i amonijum jona povezani su uglavnom sa ulogom bubrega u regulaciji acidobaznog statusa. Sistem uključen u lučenje organskih kiselina vezan je za uklanjanje lijekova i drugih stranih tvari iz tijela. To je očito zbog funkcije jetre, koja osigurava modifikaciju ovih molekula i njihovu konjugaciju s glukuronskom kiselinom ili sulfatom. Dva tipa konjugata formiranih na ovaj način aktivno se transportuju sistemom koji prepoznaje i luči organske kiseline. Budući da konjugirani molekuli imaju visok polaritet, nakon što se prebace u lumen nefrona, više ne mogu difundirati natrag i izlučuju se urinom.

34.3. Hormonski mehanizmi koji reguliraju funkciju bubrega

34.3.1. Regulacija stvaranja urina kao odgovor na osmotske i druge signale uključuje:

a) antidiuretski hormon;

b) sistem renin-angiotenzin-aldosteron;

c) sistem atrijalnih natriuretičkih faktora (atriopeptidni sistem).

34.3.2. Antidiuretski hormon (ADH, vazopresin). ADH se sintetizira prvenstveno u hipotalamusu kao prekursorski protein i akumulira se u nervnim završecima stražnje hipofize, iz kojih se hormon izlučuje u krvotok.

Signal za lučenje ADH je povećanje osmotskog pritiska u krvi. Ovo se može dogoditi kada ne pijete dovoljno vode, mnogo se znojite ili nakon što pojedete puno soli. Ciljne ćelije za ADH su bubrežne tubularne ćelije, vaskularne glatke mišićne ćelije i ćelije jetre.

Učinak ADH na bubrege je da zadrži vodu u tijelu stimulirajući njenu reapsorpciju u distalnim tubulima i sabirnim kanalima. Interakcija hormona s receptorom aktivira adenilat ciklazu i stimulira stvaranje cAMP. Pod djelovanjem cAMP zavisne protein kinaze, membranski proteini okrenuti prema lumenu tubula se fosforiliraju. Ovo daje membrani sposobnost da transportuje vodu bez jona u ćelije. Voda teče uz gradijent koncentracije, jer tubularni urin je hipotoničan u odnosu na sadržaj ćelije.

Nakon pijenja veće količine vode osmotski pritisak krvi se smanjuje i sinteza ADH prestaje. Zidovi distalnih tubula postaju nepropusni za vodu, reapsorpcija vode se smanjuje i, kao rezultat, izlučuje se velika količina hipotoničnog urina.

Bolest uzrokovana nedostatkom ADH naziva se dijabetes insipidus. Može se razviti kod neurotropnih virusnih infekcija, traumatskih ozljeda mozga i tumora hipotalamusa. Glavni simptom ove bolesti je naglo povećanje diureza (10 ili više litara dnevno) sa smanjenom (1,001-1,005) relativnom gustoćom urina.

34.3.3. Renin-angiotenzin-aldosteron. Održavanje stabilne koncentracije jona natrijuma u krvi i volumena cirkulirajuće krvi regulirano je sistemom renin-angiotenzin-aldosteron, koji također utiče na reapsorpciju vode. Smanjenje volumena krvi uzrokovano gubitkom natrija stimulira grupu stanica smještenih u zidovima aferentnih arteriola - jukstaglomerularni aparat (JGA). Uključuje specijalizovane receptorske i sekretorne ćelije. Aktivacija JGA dovodi do oslobađanja proteolitičkog enzima renina iz njegovih sekretornih ćelija. Renin se također oslobađa iz stanica kao odgovor na smanjenje krvnog tlaka.

Renin djeluje na angiotenzinogen (frakcija proteina a2-globulina) i cijepa ga kako bi se formirao dekapeptid angiotenzin I. Zatim drugi proteolitički enzim cijepa dva terminalna aminokiselinska ostatka od angiotenzina I da bi formirao angiotenzin II. Ovaj oktapeptid je jedan od najpopularnijih aktivnih fondova, potičući sužavanje krvnih sudova, uključujući arteriole. Kao rezultat, krvni tlak se povećava, a bubrežni protok krvi i glomerularna filtracija se smanjuju.

Osim toga, angiotenzin II stimulira lučenje hormona aldosterona ćelijama kore nadbubrežne žlijezde. Aldosteron, hormon direktnog djelovanja, ima učinak na distalni uvijeni tubul nefrona. Ovaj hormon inducira sintezu u ciljnim ćelijama:

a) proteini uključeni u transport Na+ preko luminalne površine ćelijske membrane;

b) Na + ,K+ -ATPaza, ugrađena u kontraluminalnu membranu i uključena u transport Na+ iz tubularnih ćelija u krv;

c) mitohondrijski enzimi, na primjer, citrat sintaza;

d) enzimi uključeni u formiranje membranskih fosfolipida, koji olakšavaju transport Na+ u ćelije tubula.

Dakle, aldosteron povećava brzinu reapsorpcije Na+ iz bubrežnih tubula (Na+ joni su pasivno praćeni Cl– jonima) i na kraju osmotsku reapsorpciju vode, stimuliše aktivni prijenos K+ iz krvne plazme u urin.

34.3.4. Atrijalni natriuretski faktori. Mišićne ćelije atrija sintetiziraju i luče u krv peptidne hormone koji reguliraju diurezu, izlučivanje elektrolita mokraćom i vaskularni tonus. Ovi hormoni se nazivaju atriopeptidi (od riječi atrijum - atrijum).

Atriopeptidi sisara, bez obzira na veličinu molekula, imaju zajedničku karakterističnu strukturu. U svim ovim peptidima, disulfidna veza između dva cisteinska ostatka formira 17-članu prstenastu strukturu. Ova struktura prstena je potrebna za ispoljavanje biološke aktivnosti: redukcija disulfidne grupe dovodi do gubitka aktivnih svojstava. Dva peptidna lanca protežu se od cisteinskih ostataka, koji predstavljaju N- i C-terminalne regije molekula. Atriopeptidi se međusobno razlikuju po broju aminokiselinskih ostataka u ovim područjima.

Slika 34.3. Šema strukture α-natriuretskog peptida.

Specifični receptorski proteini za atriopeptide nalaze se na plazma membrana jetra, bubrezi i nadbubrežne žlijezde, na vaskularnom endotelu. Interakcija atriopeptida sa receptorima je praćena aktivacijom gvanilat ciklaze vezane za membranu, koja pretvara GTP u ciklički gvanozin monofosfat (cGMP).

U bubrezima se pod uticajem atriopeptida povećavaju glomerularna filtracija i diureza, a povećava se izlučivanje Na+ u urinu. Istovremeno se smanjuje krvni tlak, smanjuje se tonus glatkih mišića i inhibira se lučenje aldosterona.

Tako se normalno oba regulatorna sistema - atriopeptid i renin-angiotenzin - međusobno balansiraju. Kršenje ove ravnoteže je povezano s najtežim patološka stanja- arterijska hipertenzija zbog stenoze bubrežne arterije, Otkazivanje Srca.

Posljednjih godina sve se češće pojavljuju izvještaji o primjeni atriopeptidnih hormona kod srčane insuficijencije, već u ranim fazama kojih dolazi do smanjenja proizvodnje ovog hormona.

98. Najvažniji biopolimeri vezivnog tkiva i intercelularnog matriksa (kolagen, elastin, proteoglikani), sastav, prostorna struktura, biosinteza, funkcije.

Glavne komponente intercelularnog matriksa su strukturni proteini kolagen i elastin, glikozaminoglikani, proteoglikani, kao i nekolagenski strukturni proteini (fibronektin, laminin, tenascin, osteonektin itd.). Kolageni su porodica srodnih fibrilarnih proteina koje luče ćelije vezivnog tkiva. Kolageni su najčešći proteini ne samo u međućelijskom matriksu, već iu tijelu u cjelini; čine oko 1/4 svih proteina u ljudskom tijelu. Molekule kolagena se sastoje od tri polipeptidna lanca nazvana α-lanci. Identificirano je više od 20 α-lanaca, od kojih većina sadrži 1000 aminokiselinskih ostataka, ali se lanci malo razlikuju u sekvenci aminokiselina. Kolageni mogu sadržavati tri identična ili različita lanca. Primarna struktura α-lanaca kolagena je neobična, jer je svaka treća aminokiselina u polipeptidnom lancu predstavljena glicinom, oko 1/4 aminokiselinskih ostataka je prolin ili 4-hidroksiprolin, a oko 11% je alanin. Uključeno primarna strukturaα-lanac kolagena takođe sadrži neobičnu aminokiselinu - hidroksilizin. Spiralizirani polipeptidni lanci, ispreplićući se jedan oko drugog, formiraju trolančanu desnoruku superheličnu molekulu - tropokolagen. Sinteza i sazrijevanje: hidroksilacija prolina i lizina da nastane hidroksiprolin (Hyp) i hidroksilizin (Hyl); glikozilacija hidroksilizina; djelomična proteoliza - cijepanje "signalnog" peptida, kao i N- i C-terminalnih propeptida; formiranje trostruke spirale. Kolageni su glavni strukturne komponente organi i tkiva koji doživljavaju mehanički stres (kosti, tetive, hrskavica, intervertebralnih diskova, krvni sudovi), a također učestvuju u formiranju strome parenhimskih organa.

Elastin ima svojstva slična gumi. Elastinske niti koje se nalaze u plućnom tkivu, u zidovima krvnih žila i u elastičnim ligamentima mogu se rastegnuti nekoliko puta u odnosu na njihovu normalnu dužinu, ali nakon uklanjanja opterećenja vraćaju se u presavijenu konformaciju. Elastin sadrži oko 800 aminokiselinskih ostataka, među kojima preovlađuju aminokiseline sa nepolarnim radikalima, kao što su glicin, valin i alanin. Elastin sadrži dosta prolina i lizina, ali samo malo hidroksiprolina; Hidroksilizin je potpuno odsutan. Proteoglikani su jedinjenja visoke molekularne težine koja se sastoje od proteina (5-10%) i glikozaminoglikana (90-95%). Oni čine glavnu tvar intercelularnog matriksa vezivnog tkiva i mogu činiti do 30% suhe mase tkiva. Glavni proteoglikan matriksa hrskavice naziva se agrekan. Ovo je vrlo velika molekula u kojoj je do 100 lanaca hondroitin sulfata i oko 30 lanaca keratan sulfata (četkica) vezano za jedan polipeptidni lanac. U tkivu hrskavice, molekule agrekana se agregiraju u agregate s haluronskom kiselinom i malim vezivnim proteinom.

Mali proteoglikani su proteoglikani male molekularne težine. Nalaze se u hrskavici, tetivama, ligamentima, meniskusima, koži i drugim vrstama vezivnog tkiva. Ovi proteoglikani imaju malu jezgru proteina za koju su vezani jedan ili dva lanca glikozaminoglikana. Najviše proučavani su dekorin, biglikan, fibromodulin, lumikan i perlekan. Mogu se vezati za druge komponente vezivnog tkiva i utjecati na njihovu strukturu i funkciju. Na primjer, dekorin i fibromodulin se vežu za vlakna kolagena tipa II i ograničavaju njihov promjer. Proteoglikane bazalnih membrana karakteriše značajna heterogenost. To su pretežno proteoglikani koji sadrže heparan sulfat (HSPG).

99. Karakteristike razmjene u skeletnih mišića bol i miokard: karakteristike glavnih proteina, molekularni mehanizmi mišićne kontrakcije, opskrba energijom mišićne kontrakcije.

Mišićno tkivo čini 40-42% tjelesne težine. Glavna dinamička funkcija mišića je osigurati pokretljivost kroz kontrakciju i naknadno opuštanje. Kada se mišići kontrahuju, obavlja se rad koji uključuje pretvaranje hemijske energije u mehaničku energiju.

Postoje tri vrste mišićnog tkiva: skeletno, srčano i glatko mišićno tkivo.

Postoji i podjela na glatke i prugaste (prugaste) mišiće. Osim skeletnih mišića, u poprečnoprugaste mišiće spadaju mišići jezika i gornje trećine jednjaka, vanjski mišići očne jabučice i neki drugi. Morfološki, miokard spada u poprečno-prugaste mišiće, ali po nizu drugih karakteristika zauzima srednju poziciju između glatkih i prugastih mišića.

MORFOLOŠKA ORGANIZACIJA KRSTOPRIČASTOG MIŠIĆA

Poprečnoprugasti mišić se sastoji od brojnih izduženih vlakana, odnosno mišićnih ćelija. Motorni živci ulaze u mišićno vlakno na različitim mjestima i prenose mu električni impuls, uzrokujući kontrakciju. Mišićno vlakno se obično smatra multinuklearnom ćelijom divovske veličine, prekrivenom elastičnom membranom - sarkolemom (slika 20.1). Promjer funkcionalno zrelog prugasto-prugastog mišićnog vlakna obično je između 10 i 100 µm, a dužina vlakna često odgovara dužini mišića.

U svakom mišićnom vlaknu u polutečnoj sarkoplazmi po dužini vlakna nalaze se, često u obliku snopova, mnoštvo nitastih formacija - miofibrila (njihova debljina je obično manja od 1 mikrona), koje, kao i čitave vlakna u cjelini imaju poprečne pruge. Poprečna ispruganost vlakna, koja ovisi o optičkoj heterogenosti proteinskih supstanci lokaliziranih u svim miofibrilima na istom nivou, lako se otkriva kada se skeletna mišićna vlakna pregledaju u polarizacijskom ili fazno-kontrastnom mikroskopu.

Mišićno tkivo odraslih životinja i ljudi sadrži od 72 do 80% vode. Oko 20-28% mišićne mase čini suha tvar, uglavnom proteini. Osim proteina, sastav suhog ostatka uključuje glikogen i druge ugljikohidrate, razne lipide, ekstraktivne tvari koje sadrže dušik, soli organskih i neorganske kiseline i druga hemijska jedinjenja.

Ponavljajući element prugaste miofibrile je sarkomer - dio miofibrila, čije su granice uske Z-linije. Svaka miofibrila se sastoji od nekoliko stotina sarkomera. Prosječna dužina sarkomera je 2,5-3,0 µm. U sredini sarkomera nalazi se zona dužine 1,5-1,6 µm, tamna u fazno-kontrastnom mikroskopu. U polarizovanom svetlu pokazuje jak dvolom. Ova zona se obično naziva disk A (anizotropni disk). U centru diska A nalazi se linija M, koja se može posmatrati samo pod elektronskim mikroskopom. Srednji dio Disk A zauzima zona H slabijeg dvoloma. Konačno, postoje izotropni diskovi, ili I diskovi, sa vrlo slabim dvolomom. U fazno-kontrastnom mikroskopu izgledaju lakši od diskova A. Dužina diskova I je oko 1 µm. Svaki od njih je podijeljen na dvije jednake polovine Z-membranom, ili Z-linijom.

Proteini koji čine sarkoplazmu su proteini koji su rastvorljivi u slanim medijima niske jonske snage. Ranije prihvaćena podjela sarkoplazmatskih proteina na miogen, globulin X, mioalbumin i pigmentne proteine ​​uvelike je izgubila smisao, budući da se trenutno negira postojanje globulina X i miogena kao pojedinačnih proteina. Utvrđeno je da je globulin X mješavina različitih proteinskih supstanci sa svojstvima globulina. Termin "myogen" je takođe kolektivni pojam. Konkretno, proteini grupe miogen uključuju niz proteina obdarenih enzimskom aktivnošću: na primjer, glikolitičke enzime. Sarkoplazmatski proteini također uključuju respiratorni pigment mioglobin i razne enzimske proteine, lokalizirane uglavnom u mitohondrijima i katalizujući procese tkivnog disanja, oksidativne fosforilacije, kao i mnoge aspekte metabolizma dušika i lipida. Nedavno je otkrivena grupa sarkoplazmatskih proteina - par-valbumina, koji su sposobni da vežu ione Ca2+. Njihova fiziološku ulogu ostaje nejasno.

U grupu miofibrilarnih proteina spadaju miozin, aktin i aktomiozin - proteini rastvorljivi u slanim medijima visoke jonske snage, i tzv. regulatorni proteini: tropomiozin, troponin, α- i β-aktinin, koji čine jedan kompleks sa aktomiozinom u mišića. Navedeni miofibrilarni proteini su usko povezani sa kontraktilnom funkcijom mišića.

Razmotrimo na šta se svode ideje o mehanizmu naizmjenične kontrakcije i opuštanja mišića. Trenutno je prihvaćeno da se biohemijski ciklus mišićne kontrakcije sastoji od 5 faza (slika 20.8):

1) "glava" miozina može hidrolizirati ATP u ADP i H3PO4 (Pi), ali ne osigurava oslobađanje produkata hidrolize. Stoga je ovaj proces više stehiometrijski nego katalitičke prirode (vidi sliku);

3) ova interakcija osigurava oslobađanje ADP i H3PO4 iz kompleksa aktin-miozin. Aktomiozinska veza ima najmanju energiju pod uglom od 45°, stoga se ugao miozina sa osom fibrila menja od 90° do 45° (približno) i aktin se pomera (za 10-15 nm) prema centru sarkomera ( vidi sliku);

4) novi ATP molekul se vezuje za kompleks miozin-F-aktin

5) kompleks miozin-ATP ima nizak afinitet za aktin, te je stoga "glava" miozina (ATP) odvojena od F-aktina. Poslednja faza je sama relaksacija, koja jasno zavisi od vezivanja ATP-a za aktin-miozinski kompleks (vidi sliku 20.8, e). Zatim se ciklus nastavlja.

100. Osobine metabolizma u nervnom tkivu. Biološki aktivni molekuli nervnog tkiva.

Osobine metabolizma u nervnom tkivu: mnogo lipida, malo ugljenih hidrata, nema rezerve, visoka razmena dikarboksilnih kiselina, glukoza je glavni izvor energije, malo glikogena, pa mozak zavisi od snabdevanja glukozom krvlju, intenzivna respiratorna razmena, kiseonik se koristi stalno i nivo se ne menja, metabolički procesi su izolirane u prirodi zbog krvno-moždane barijere i vrlo su osjetljive na hipoksiju i hipoglikemiju. neurospecifični proteini (NSP) - biološki aktivni molekuli specifični za nervna tkiva i obavljaju funkcije karakteristične za nervni sistem. Osnovni protein mijelina. Enolaza specifična za neurone. Protein S-100 itd.

101. Odnos između metabolizma aminokiselina, masti i ugljikohidrata. Shema transformacije glukoze i aminokiselina u masti. Shema sinteze glukoze iz aminokiselina. Shema formiranja ugljičnog skeleta aminokiselina iz ugljikohidrata i glicerola.

Najvažnija transformacija masnih kiselina odvija se u jetri, iz koje se sintetiziraju masti karakteristične za ovu vrstu životinja. Pod djelovanjem enzima lipaze, masti se razgrađuju na masne kiseline i glicerol. Dalja sudbina glicerola slična je sudbini glukoze. Njegova transformacija počinje uz sudjelovanje ATP-a i završava se razgradnjom do mliječne kiseline, nakon čega slijedi oksidacija u ugljični dioksid i vodu. Ponekad, ako je potrebno, jetra može sintetizirati glikogen iz mliječne kiseline.Jetra sintetizira i masti i fosfatide, koji ulaze u krv i prenose se po cijelom tijelu. Ima značajnu ulogu u sintezi holesterola i njegovih estera. Kada se holesterol oksidira, u jetri se stvaraju žučne kiseline koje se luče sa žučom i učestvuju u probavnom procesu.

102. Dijagnostička vrijednost određivanja metabolita u krvi i urinu.

Glukoza se normalno nalazi u urinu zdrave osobe u izuzetno malim dozama, otprilike 0,03-0,05 g/l. Patološka glikozurija: bubrežni dijabetes, dijabetes melitus, akutni pankreatitis, hipertireoza, steroidni dijabetes, damping sindrom, infarkt miokarda, opekotine, tubulointersticijalno oštećenje bubrega, Cushingov sindrom. Protein ne bi trebao biti prisutan u urinu zdrave osobe. Patološka proteinurija: sa bolešću urinarnog trakta(upalna eksudacija), sa patologijom bubrega (oštećenje glomerula), dijabetesom, raznim vrstama zaraznih bolesti, intoksikacijama itd. Normalno, sadržaj uree se kreće od 333 do 587 mmol/dan (od 20 do 35 g/dan). Ako je nivo uree prekoračen, nakon određenih lijekova dijagnosticira se groznica, hiperfunkcija štitne žlijezde i perniciozna anemija. Smanjenje uree se opaža kod toksemije, žutice, ciroze jetre, bolesti bubrega, tijekom trudnoće, kod zatajenja bubrega, tijekom dijete s niskim sadržajem proteina. Test urina na mokraćnu kiselinu propisuje se za sumnju na nedostatak folne kiseline, dijagnostiku poremećaja metabolizma purina, bolesti krvi, dijagnozu endokrinih bolesti itd. Kod sniženih vrijednosti mokraćne kiseline, urinom se utvrđuje sve veća atrofija mišića, ksantinurija, olovo. intoksikacija, unos kalijum jodida, kinina, atropina, zbog nedostatka folne kiseline. Povećane vrijednosti mokraćne kiseline uočeno kod epilapsije, virusnog hepatitisa, cistinoze, Lesch-Neganovog sindroma, lobarna pneumonija, anemija srpastih ćelija, Wilson-Konovalovova bolest, prava olicitemija. Kreatinin u analizi urina kod odraslih kreće se od 5,3 kod žena i od 7,1 kod muškaraca do 15,9 odnosno 17,7 mmol/dan. Ovaj indikator se koristi u procjeni funkcije bubrega, također se propisuje za trudnoću, dijabetes, bolesti endokrinih žlijezda, gubitak težine i akutne i kronične bolesti bubrega. Povećane vrijednosti od norme nastaju kada fizička aktivnost, dijabetes melitus, proteinska dijeta, anemija, pojačan metabolizam, infekcije, trudnoća, opekline, hipotireoza, trovanje ugljičnim monoksidom itd. Smanjene vrijednosti kreatinina uz vegetarijansku prehranu, leukemija, paraliza, mišićna distrofija, razne vrste upalnih bolesti koje uključuju mišiće , itd. Testovi urina na fosfor se propisuju kod oboljenja koštanog sistema, bubrega, paratiroidnih žlezda, imobilizacije i tokom lečenja vitaminom D. Ako nivo prelazi normu, leukemija, predispozicija za stvaranje mokraćnih kamenaca, rahitis, oštećenja na bubrežne tubule, dijagnostikuje se nerenalna acidoza, hiperparatireoza, porodična hipofosfatemija. Kada se nivo smanji dijagnostikuje se: razne infektivne bolesti (npr. tuberkuloza), paratiroidektomija, metastaze u kostima, akromegalija, hipoparatireoza, akutna žuta atrofija itd. Analiza se propisuje za patologiju kardiovaskularnog sistema, neurološka patologija i zatajenje bubrega. Kada se sadržaj magnezija poveća od norme, utvrđuje se: alkoholizam, Barterov sindrom, Addisonova bolest, rani stadijumi hronične bubrežne bolesti itd. Smanjenje: nedovoljan sadržaj magnezijuma u hrani, pankreatitis, akutni ili hronična dijareja, dehidracija, sindrom malapsorpcije itd. Kalcijum test se propisuje za procjenu paratireoidnih žlijezda, dijagnosticiranje rahitisa, osteoporoze, bolesti kostiju, te za bolesti štitne žlijezde i hipofize. Normalna aktivnost je 10-1240 jedinica/l. Analiza se propisuje za virusne infekcije, lezije pankreasa i parotidnih žlijezda te dekompenzirani dijabetes.

Standard biohemijske analize krv.

Glukoza može biti smanjena kod nekih endokrinih bolesti i disfunkcije jetre. Uočeno je povećanje razine glukoze kod dijabetes melitusa. Bilirubin može odrediti kako funkcionira jetra. Povećanje nivoa ukupnog bilirubina je simptom žutice, hepatitisa i začepljenja žučnih puteva. Ako se sadržaj konjugiranog bilirubina poveća, onda je najvjerojatnije oboljela jetra. Nivo ukupnih proteina opada kod bolesti jetre i bubrega, produženih upalnih procesa i gladovanja. Povećanje ukupnog sadržaja proteina može se uočiti kod nekih bolesti krvi, bolesti i stanja praćenih dehidracijom. Pad nivoa albumina može ukazivati ​​na bolest jetre, bubrega ili creva. Obično se ovaj pokazatelj smanjuje kod dijabetes melitusa, teških alergija, opekotina i upalnih procesa. Povećani nivo albumina signal je poremećaja imunološkog sistema ili metabolizma. Povećanje nivoa γ-globulina ukazuje na prisustvo infekcije i upale u organizmu. Smanjenje može ukazivati ​​na imunodeficijenciju. Uočeno je povećanje sadržaja α1-globulina tokom akutnih upalnih procesa. Nivo α2-globulina može se povećati tokom upalnih i tumorskih procesa, bolesti bubrega, a smanjiti kod pankreatitisa i dijabetes melitusa. Promjena količine β-globulina obično se opaža kod poremećaja metabolizma masti. C-reaktivni protein povećava svoj sadržaj tokom upalnih procesa, infekcija i tumora. Određivanje ovog pokazatelja je od velikog značaja za reumatizam i reumatoidni artritis. Povećanje nivoa holesterola signalizira razvoj ateroskleroze, koronarna bolest srca, vaskularne bolesti i moždani udar. Nivo holesterola se takođe povećava kod dijabetesa, hronične bolesti bubrega i smanjene funkcije štitne žlezde. Kolesterol postaje manji od normalnog kod povećane funkcije štitne žlijezde, kroničnog zatajenja srca, akutnih infektivnih bolesti, tuberkuloze, akutnog pankreatitisa i bolesti jetre, nekih vrsta anemije i iscrpljenosti. Ako je sadržaj β-lipoproteina manji od normalnog, to ukazuje na disfunkciju jetre. Povišen nivo ovog pokazatelja ukazuje na aterosklerozu, poremećaj metabolizma masti i dijabetes melitus. Trigliceridi se povećavaju s bolešću bubrega i smanjenom funkcijom štitnjače. Oštar porast ovog pokazatelja ukazuje na upalu gušterače. Povećanje nivoa ureje ukazuje na bolest bubrega. Povećanje nivoa kreatinina ukazuje na oštećenu funkciju bubrega, dijabetes, bolesti skeletnih mišića. Nivo mokraćne kiseline u krvi može se povećati kod gihta, leukemije, akutne infekcije, bolesti jetre, kamen u bubregu, dijabetes melitus, hronični ekcem, psorijaza.Promena nivoa amilaze ukazuje na patologiju pankreasa. Povećanje alkalne fosfataze ukazuje na bolesti jetre i žučnih puteva. Oštećenu funkciju jetre ukazuje povećanje indikatora kao što su ALT, AST, γ-GT. Promjena koncentracije fosfora i kalcija u krvi ukazuje na kršenje mineralnog metabolizma, što se javlja kod bolesti bubrega, rahitisa i nekih hormonskih poremećaja.

Paratiroidni hormon

Paratiroidni hormon (PTH) je jednolančani polipeptid koji se sastoji od 84 aminokiselinske ostatke (oko 9,5 kDa), čije djelovanje je usmjereno na povećanje koncentracije kalcijevih jona i smanjenje koncentracije fosfata u krvnoj plazmi.

1. Sinteza i izlučivanje PTH

PTH se sintetizira u paratiroidnim žlijezdama kao prekursor - preprohormon koji sadrži 115 aminokiselinskih ostataka. Tokom transfera u ER, signalni peptid koji sadrži 25 aminokiselinskih ostataka se cijepa od preprohormona. Nastali prohormon se transportuje do Golgijevog aparata, gdje se prekursor pretvara u zreli hormon, uključujući 84 aminokiselinska ostatka (PTH 1-84). Paratiroidni hormon se pakuje i čuva u sekretornim granulama (vezikulama). Netaknuti paratiroidni hormon može se razdvojiti na kratke peptide: N-terminalni, C-terminalni i srednji fragmenti. N-terminalni peptidi koji sadrže 34 aminokiselinske ostatke imaju punu biološku aktivnost i izlučuju ih žlijezde zajedno sa zrelim paratiroidnim hormonom. To je N-terminalni peptid koji je odgovoran za vezivanje za receptore na ciljnim ćelijama. Uloga C-terminalnog fragmenta nije jasno utvrđena. Brzina razgradnje hormona se smanjuje kada je koncentracija kalcijevih jona niska i raste kada je koncentracija kalcijumovih jona visoka.

lučenje PTH reguliran nivoom jona kalcija u plazmi: hormon se luči kao odgovor na smanjenje koncentracije kalcija u krvi.

2. Uloga paratiroidnog hormona u regulaciji metabolizma kalcijuma i fosfata

Ciljni organi za PTH - kosti i bubrege. Specifični receptori su lokalizirani u stanicama bubrega i kostiju koje stupaju u interakciju s paratiroidnim hormonom, što rezultira kaskadom događaja koji inicira, što dovodi do aktivacije adenilat ciklaze. Unutar stanice povećava se koncentracija cAMP molekula, čije djelovanje stimulira mobilizaciju kalcijevih jona iz intracelularnih rezervi. Joni kalcija aktiviraju kinaze koje fosforiliraju specifične proteine ​​koji induciraju transkripciju specifičnih gena.

U koštanom tkivu, PTH receptori su lokalizirani na osteoblastima i osteocitima, ali se ne nalaze na osteoklastima. Kada se paratiroidni hormon veže za receptore ciljnih ćelija, osteoblasti počinju intenzivno lučiti faktor rasta 1 sličan insulinu i citokine. Ove tvari stimuliraju metaboličku aktivnost osteoklasta. Konkretno, ubrzava se stvaranje enzima kao što su alkalna fosfataza i kolagenaza, koji djeluju na komponente koštanog matriksa, uzrokujući njegov razgradnju, što rezultira mobilizacijom Ca 2+ i fosfata iz kosti u ekstracelularnu tekućinu (Sl. 1).

U bubrezima, PTH stimulira reapsorpciju kalcija u distalnim izvijenim tubulima i na taj način smanjuje izlučivanje kalcija u urinu i smanjuje reapsorpciju fosfata.

Osim toga, paratiroidni hormon inducira sintezu kalcitriola (1,25(OH) 2 D 3), koji pojačava apsorpciju kalcija u crijevima.

Dakle, paratiroidni hormon uspostavlja normalan nivo jona kalcijuma u ekstracelularnoj tečnosti kako direktnim delovanjem na kosti i bubrege, tako i indirektnim delovanjem (kroz stimulaciju sinteze kalcitriola) na crevnu sluznicu, u ovom slučaju povećavajući efikasnost Ca 2+. apsorpcija u crevima. Smanjenjem reapsorpcije fosfata iz bubrega, paratiroidni hormon pomaže u smanjenju koncentracije fosfata u ekstracelularnoj tekućini.

3. Hiperparatireoza

Kod primarnog hiperparatireoze, mehanizam supresije lučenja paratiroidnog hormona kao odgovor na hiperkalcemiju je poremećen. Ova bolest se javlja sa učestalošću od 1:1000. Uzroci mogu biti tumor paratireoidne žlijezde (80%) ili difuzna hiperplazija žlijezda, u nekim slučajevima rak paratiroidna žlezda(manje od 2%). Prekomjerno lučenje paratiroidnog hormona dovodi do povećane mobilizacije kalcija i fosfata iz koštanog tkiva, povećane reapsorpcije kalcija i izlučivanja fosfata u bubrezima. Kao rezultat, javlja se hiperkalcemija, što može dovesti do smanjenja neuromuskularne ekscitabilnosti i mišićne hipotenzije. Pacijenti razvijaju opštu i mišićnu slabost, brza zamornost i bol u određenim mišićnim grupama, povećava se rizik od prijeloma kralježnice, femura i kostiju podlaktice. Povećanje koncentracije fosfata i iona kalcija u bubrežnim tubulima može uzrokovati stvaranje kamenca u bubregu i dovodi do hiperfosfaturije i hipofosfatemije.

Sekundarni hiperparatireoidizam javlja se kod kronične bubrežne insuficijencije i nedostatka vitamina D3 i praćen je hipokalcemijom, uglavnom povezanom s poremećenom apsorpcijom kalcija u crijevima zbog inhibicije stvaranja kalcitriola u zahvaćenim bubrezima. U tom slučaju povećava se lučenje paratiroidnog hormona. Međutim, povećane razine paratiroidnog hormona ne mogu normalizirati koncentraciju jona kalcija u krvnoj plazmi zbog poremećene sinteze kalcitriola i smanjene apsorpcije kalcija u crijevima. Uz hipokalcemiju, često se opaža i hiperfostatemija. Pacijenti razvijaju oštećenje skeleta (osteoporozu) zbog povećane mobilizacije kalcija iz koštanog tkiva. U nekim slučajevima (s razvojem adenoma ili hiperplazije paratireoidnih žlijezda), autonomna hipersekrecija paratiroidnog hormona kompenzira hipokalcemiju i dovodi do hiperkalcemije ( tercijarni hiperparatireoidizam).

4. Hipoparatireoza

Glavni simptom hipoparatireoidizma uzrokovanog insuficijencijom paratireoidnih žlijezda je hipokalcemija. Smanjenje koncentracije jona kalcija u krvi može uzrokovati neurološke, oftalmološke i kardiovaskularne poremećaje, kao i oštećenje vezivnog tkiva. U bolesnika s hipoparatireoidizmom bilježi se povećanje neuromišićne provodljivosti, napadi toničnih konvulzija, konvulzije respiratornih mišića i dijafragme, te laringospazam.

Calcitriol

Kao i drugi steroidni hormoni, kalcitriol se sintetiše iz holesterola.

Rice. 1. Biološko djelovanje paratiroidnog hormona. 1 - stimuliše mobilizaciju kalcijuma iz kostiju; 2 - stimuliše reapsorpciju jona kalcijuma u distalnim tubulima bubrega; 3 - aktivira stvaranje kalcitriola, 1,25(OH) 2 D 3 u bubrezima, što dovodi do stimulacije apsorpcije Ca 2+ u crijevima; 4 - povećava koncentraciju kalcijuma u međućelijska tečnost, inhibira lučenje PTH. ICF - međućelijska tečnost.

Djelovanje hormona usmjereno je na povećanje koncentracije kalcija u krvnoj plazmi.

1. Struktura i sinteza kalcitriola

U koži se 7-dehidroholesterol (provitamin D3) pretvara u neposredni prekursor kalcitriola - holekalciferol (vitamin D3). Tokom ove neenzimske reakcije, pod uticajem UV zračenja dolazi do prekida veze između devetog i desetog atoma ugljenika u molekulu holesterola, otvara se B prsten i formira se holekalciferol (slika 2). Tako se većina vitamina D3 formira u ljudskom tijelu, ali mala količina dolazi iz hrane i apsorbira se u tijelo. tanko crijevo zajedno sa drugim vitaminima rastvorljivim u mastima.

Rice. 2. Šema sinteze kalcitriola. 1 - holesterol je prekursor kalcitriola; 2 - u koži se 7-dehidrokolesterol neenzimski pretvara u holekalciferol; 3 - u jetri, 25-hidroksilaza pretvara holekalciferol u kalcidiol; 4 - u bubrezima stvaranje kalcitriola katalizira 1α-hidroksilaza.

U epidermisu, kolekalciferol se vezuje za specifični protein koji vezuje vitamin D (transkalciferin), ulazi u krv i transportuje se do jetre, gde se hidroksilacija dešava na 25. atomu ugljenika da bi se formirao kalcidiol. Kada je u kompleksu sa proteinom koji vezuje vitamin D, kalcidiol se transportuje do bubrega i hidroksilira na prvom ugljeniku da bi se formirao kalcitriol. 1,25(OH) 2 D 3 je aktivni oblik vitamina D 3.

Hidroksilacija, koja se javlja u bubrezima, je korak koji ograničava brzinu. Ovu reakciju katalizira mitohondrijski enzim lα-hidroksilaza. Paratiroidni hormon indukuje la-hidroksilazu, čime stimuliše sintezu 1,25(OH) 2 D 3. Niska koncentracija fosfata i jona Ca2+ u krvi također ubrzava sintezu kalcitriola, a ioni kalcija djeluju indirektno preko paratiroidnog hormona.

Kod hiperkalcemije, aktivnost 1α-hidroksilaze se smanjuje, ali se povećava aktivnost 24α-hidroksilaze. U ovom slučaju povećava se proizvodnja metabolita 24,25(OH) 2 D 3, koji može imati biološku aktivnost, ali njegova uloga nije u potpunosti razjašnjena.

2. Mehanizam djelovanja kalcitriola

Kalcitriol djeluje na tanko crijevo, bubrege i kosti. Kao i drugi steroidni hormoni, kalcitriol se vezuje za intracelularni receptor ciljne ćelije. Formira se hormon-receptorski kompleks koji stupa u interakciju s hromatinom i inducira transkripciju strukturnih gena, što rezultira sintezom proteina koji posreduju u djelovanju kalcitriola. Na primjer, u crijevnim stanicama kalcitriol inducira sintezu Ca 2+ -transfer proteina, koji osiguravaju apsorpciju jona kalcija i fosfata iz crijevne šupljine u crijevnu epitelnu ćeliju i daljnji transport iz stanice u krv, zbog čega koncentracija jona kalcijuma u ekstracelularnoj tečnosti održava se na nivou neophodnom za mineralizaciju organskog matriksa koštanog tkiva. U bubrezima kalcitriol stimuliše reapsorpciju jona kalcijuma i fosfata. S nedostatkom kalcitriola, poremećeno je stvaranje amorfnih kristala kalcijum fosfata i hidroksiapatita u organskom matriksu koštanog tkiva, što dovodi do razvoja rahitisa i osteomalacije. Također je utvrđeno da pri niskim koncentracijama jona kalcija, kalcitriol potiče mobilizaciju kalcija iz koštanog tkiva.

3. Rahitis

Rahitis je bolest djetinjstvo povezana sa nedovoljnom mineralizacijom koštanog tkiva. Poremećaj mineralizacije kostiju posledica je nedostatka kalcijuma. Rahitis može biti uzrokovan sljedećim razlozima: nedostatak vitamina D 3 u ishrani, poremećena apsorpcija vitamina D 3 u tankom crijevu, smanjena sinteza prekursora kalcitrigola zbog nedovoljnog vremena na suncu, defekt 1α-hidroksilaze, defekt kalcitriol receptore u ciljnim ćelijama. Sve to uzrokuje smanjenje apsorpcije kalcija u crijevima i smanjenje njegove koncentracije u krvi, stimulaciju lučenja paratiroidnog hormona i, kao rezultat, mobilizaciju iona kalcija iz kosti. Kod rahitisa su zahvaćene kosti lubanje; grudni koš, zajedno sa prsnom kosti, strši naprijed; deformirane su cjevaste kosti i zglobovi ruku i nogu; stomak se povećava i strši; motorički razvoj je odgođen. Glavni načini prevencije rahitisa su pravilna prehrana i dovoljno izlaganje suncu.

Uloga kalcitonina u regulaciji metabolizma kalcija

Kalcitonin je polipeptid koji se sastoji od 32 aminokiselinske ostatke s jednom disulfidnom vezom. Hormon luče parafolikularne K ćelije štitne žlezde ili C ćelije paratireoidnih žlezda kao protein prekursor visoke molekularne težine. Lučenje kalcitonina se povećava sa povećanjem koncentracije Ca 2+ i smanjuje se sa smanjenjem koncentracije Ca 2+ u krvi. Kalcitonin je antagonist paratiroidnog hormona. Inhibira oslobađanje Ca 2+ iz kostiju, smanjujući aktivnost osteoklasta. Osim toga, kalcitonin potiskuje tubularnu reapsorpciju jona kalcija u bubrezima, čime stimulira njihovo izlučivanje putem bubrega u urinu. Brzina lučenja kalcitonina kod žena u velikoj meri zavisi od nivoa estrogena. Sa nedostatkom estrogena, lučenje kalcitonina se smanjuje. To uzrokuje ubrzanje mobilizacije kalcija iz koštanog tkiva, što dovodi do razvoja osteoporoze.



Za razmjenu kalcijuma i fosfata u tijelu odgovorna su tri hormona: kalcitriol, kalcitonin i paratiroidni hormon.

Calcitriol

Struktura

Predstavlja vitaminski derivat D i odnosi se na steroide.

Sinteza

Nastao u koži pod uticajem ultraljubičastog zračenja i snabdeven hranom, holekalciferol (vitamin D 3) i ergokalciferol (vitamin D 2) se hidroksiliraju u hepatociti na C 25 iu epitelu proksimalnih tubula bubrezi na C 1. Kao rezultat, nastaje 1,25-dioksiholekalciferol ( kalcitriol).

Aktivnost 1α-hidroksilaze nalazi se u mnogim ćelijama, a značaj toga je aktivacija 25-hidroksiholekalciferola za sopstvene potrebe ćelije (autokrino i parakrino delovanje).

Regulacija sinteze i sekrecije

Aktiviraj: Hipokalcemija povećava hidroksilaciju vitamina D na C1 u bubrezima kroz povećanje lučenja paratiroidnog hormona, koji stimuliše ovaj proces.

Smanji: Višak kalcitriola inhibira C1 hidroksilaciju u bubrezima.

Mehanizam djelovanja

Cytosolic.

Ciljevi i efekti

Paratiroidni hormon

Struktura

To je peptid od 84 aminokiseline sa molekulskom težinom od 9,5 kDa.

Sinteza

Odlazi do paratireoidnih žlezda. Reakcije sinteze hormona su vrlo aktivne.

Regulacija sinteze i sekrecije

Aktivira stvaranje hormonske hipokalcemije.

Smanji visoke koncentracije kalcija kroz aktivaciju proteaza osjetljiva na kalcij, hidrolizujući jedan od prekursora hormona.

Mehanizam djelovanja

Adenilat ciklaza.

Ciljevi i efekti

Efekat paratiroidnog hormona je povećanje koncentracije kalcija I smanjenje koncentracije fosfata u krvi.

To se postiže na tri načina:

Kost

• kada je nivo hormona visok, osteoklasti se aktiviraju i koštano tkivo se uništava,
• pri niskim koncentracijama aktiviraju se remodeliranje kostiju i osteogeneza.

Bubrezi

• povećava se reapsorpcija kalcijuma i magnezijuma,
• smanjuje se reapsorpcija fosfata, aminokiselina, karbonata, natrijuma, klorida i sulfata.
• hormon takođe stimuliše stvaranje kalcitriola (hidroksilacija na C1).

crijeva

• uz sudjelovanje kalcitriola, apsorpcija kalcija i fosfata je poboljšana.

Hipofunkcija

Javlja se kada se žlijezda slučajno ukloni tijekom operacije na štitnoj žlijezdi ili tokom autoimunog razaranja tkiva žlijezde. Nastala hipokalcemija i hiperfosfatemija manifestuje se u obliku visoke neuromuskularne ekscitabilnosti, konvulzija i tetanije. S naglim smanjenjem kalcija dolazi do respiratorne paralize i laringospazma.

Hiperfunkcija

Primarni hiperparatireoidizam se javlja sa adenomom žlezde. Povećana hiperkalcemija uzrokuje oštećenje bubrega i urolitijazu.

Sekundarni hiperparatireoidizam je rezultat zatajenja bubrega, u kojem dolazi do poremećaja u stvaranju kalcitriola, smanjenja koncentracije kalcija u krvi i kompenzacijskog povećanja sinteze paratiroidnog hormona.

kalcitonin

Struktura

To je peptid koji se sastoji od 32 aminokiseline molekulske težine 3,6 kDa.

Sinteza

Izvodi se u parafolikularnim stanicama štitne žlijezde.

Regulacija sinteze i sekrecije

Aktiviraj: joni kalcijuma, glukagon.

Mehanizam djelovanja

Adenilat ciklaza

Ciljevi i efekti

Efekat kalcitonina je smanjenje koncentracije kalcija I fosfati u krvi:

• u koštanom tkivu inhibira aktivnost osteoklasta, što poboljšava ulazak kalcijuma i fosfata u kost,
• u bubrezima potiskuje reapsorpciju Ca 2+ jona, fosfata, Na+, K+, Mg 2+.