Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Транспорт газов эритроцитами.
Основным белком эритроцитов является гемоглобин. Основными гемоглобинами (Hb) взрослого человека являются: гемоглобин А1 (96–98 %) и гемоглобин А2 (1,5-3,5 %). На долю фетального гемоглобина (HbF – α2γ2) приходится 0,5–1 %. Смена гемоглобина F на гемоглобин А происходит во время рождения ребенка, а к 4–6 месяцам жизни уровень фетального гемоглобина составляет 1 %. Благодаря гемоглобину 1л. крови может связывать около 210 мл. кислорода. Связывание кислорода гемоглобином происходит за счёт кооперативного функционирования его субъединиц. Гемоглобин тетрамерный белок и состоит из 2а-субъединиц и 2b-субъединиц, каждая из которых содержит небелковую часть – гем. Гемоглобин осуществляет транспорт кислорода из легких к тканям. При присоединении молекулы кислорода к одной из субъединиц этого тетрамера происходит изменение третичной структуры данной субъединицы. В свою очередь это вызывает целый ряд структурных перестроек в соседних субъединицах, которые приводят к изменению четвертичной структуры. Присоединения последующих молекул кислорода к остальным субъединицам происходит намного эффективнее. В результате присоединения кислорода к гемоглобину эритроцитов в легочных капилярах образуется оксигемоглобин. Отдавая молекулы кислорода оксигемоглобин превращается в дезоксигемоглобин. Высвобождение кислорода тканям зависит от аллостерического регулятора 2,3-дифосфоглицерата в аллостерическом центре молекулы дезоксигемоглобина, при этом сродство гемоглобина к кислороду резко снижается. При переходе в оксигемоглобин 2,3-дифосфоглицерат покидает аллостерический центр. Транспорт СО2 . У взрослого человека при распаде мономеров в тканях образуется до 500л/сут СО2 , который поступает в кровь. При прохождении крови по капиллярам легких происходит диффузия растворенного СО2 из крови через стенки капилляров в просвет легочных альвеол. Только 5-10% СО2 переносится в физически растворенном виде. Попадая в цитоплазму эритроцита СО2 может присоединяться к аминогруппам гемоглобина с образованием карбгемоглобина или вступать в реакцию с водой. Эту реакцию ускоряет Zn2+ - содержащий фермент карбоангидраза. Образовавшаяся угольная кислота диссоциирует на протон и бикарбонат-ион. Избыток НСО3- диффундирует по НСО3/CL- - каналу эритроцита в плазму крови. Протоны, в свою очередь, связываются с оксигемоглобином и облегчают диссоциацию оксигемоглобина с высвобождением кислорода.
Перенося кислород, эритроциты его сами не потребляют. Однако незначительная его часть идет на оксисление Fe2+ гемоглобина до Fe3+. В этом случае гемоглобин превращается в метгемоглобин и не способен связывать кислород. В норме в эритроцитах содержится от 0,5 до 3% метгемоглобин. Под воздействием окислителей (метиленового синего и др.) количество метгемоглобина значительно увеличивается (до 30%). Превращение метгемоглобина в гемоглобин происходит с участием фермента метгемоглобинредуктаза и НАДН(НАДФН). При взаимодействии оксида углерода с гемоглобином образуется химическое соединение- карбосигемоглбин, которое неспособно связывать кислород.
Метаболизм эритроцитов. Обмен глюкозы. Обменные процессы из-за отсутствия органелл в зрелых эритроцитах очень ограничены. 90% глюкозы в эритроцитах распадается в процессе анаэробного гликолиза и 10% окисляется в реакциях пентозофосфатного пути. Конечным продуктом анаэробного гликолиза является молочная кислота, которая выходит в плазму крови и используется другими клетками. Молекулы АТФ, которые образуются в результате анаэробного гликолиза необходимы для активного транспорта ионов через мембрану эритроцита, т.е. для поддержания внутриклеточного градиента концентрации ионов и для поддержания самого гликолиза, требующего затраты АТФ в гексокиназной и фосфофруктокиназной реакциях. Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками — присутствие в них фермента бисфосфоглицератмутазы, которая катализирует образование 2,3-бисфосфоглицерата из 1,3-бисфосфоглицерата:
| 2,3-бисфосфоглицерат, образуется только в эритроцитах и служит важным аллостерическим регулятором связывания O2 с гемоглобином. В ходе пентозофосфатного цикла вырабатываются восстановленный никотинамидадениндинуклеотид (НАДН+Н+), который используется для восстановления метгемоглобина в гемоглобин, и восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН+Н+)- для восстановления глутатиона.
Глутатион – это биологически активный трипептид (γ-глутамил-цистеинил-глицил), способный легко окисляться, защищает от окисления и инактивации ряд важных ферментов, содержащих серу, в частности, ферменты, связанные с молекулой гемоглобина и клеточной мембраной.
COOH – CH – CH2 – CH2 – CO – NH – CH – CH2 – SH | | NH2 CO | NH | CH2 Глутатион | COOH Вследствие снижения скорости синтеза АТФ падает активность Na+,K+- АТФ-азы, повышается осмотическое давление и возникает осмотический шок. Дефицит НАДН+Н+ приводит к накоплению метгемоглобина и увеличению образования активных форм кислорода, вызывающих окисление SН-групп в молекулах гемоглобина. Большое содержание кислорода в эритроцитах определяет высокую скорость образования супероксидного анион-радикала O2-, пероксида водорода Н2О2 и гидроксил-радикала ОН'. Постоянным источником активных форм кислорода в эритроцитах является неферментативное окисление железа гемоглобина: Активные формы кислорода могут вызвать гемолиз эритроцитов. Эритроциты содержат ферментативную систему, предотвращающую токсическое действие радикалов кислорода и разрушение мембран эритроцитов. Восстановленная форма глутатиона (сокращённое обозначение Г-SH) участвует в реакциях обезвреживания пероксида водорода и органических пероксидов (R-O-OH). При этом образуются вода и окисленный глутатион (сокращённое обозначение Г-S-S-Г).
Превращение окисленного глутатиона в восстановленный катализирует фермент глутатионредуктаза. В эритроцитах имеются также ферменты супероксиддисмутаза и каталаза, осуществляющие следующие превращения: Антиоксидантные системы имеют для эритроцитов особое значение, так как в эритроцитах не происходит обновления белков путём синтеза. Нарушение любого звена ферментативной системы обезвреживания активных форм кислорода приводит к снижению скорости этого процесса. При генетическом дефекте глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и приеме некоторых лекарств, являющихся сильными окислителями, потенциал глутатионовой защиты может оказаться недостаточным. В норме фермент супероксиддисмутаза катализирует образование пероксида водорода, который под действием глутатионпероксидазы превращается в Н2О. При недостаточной активности ферментов обезвреживания активных форм кислорода происходит окисление SH-групп в остатках цистеина протомеров метгемоглобина и образование дисульфидных связей. Такие структуры называются тельцами Хайнца. Они способствуют разрушению эритроцитов при попадании их в мелкие капилляры. Активные формы кислорода, вызывая перекисное окисление липидов мембран, разрушают мембраны.
Рис.2. Образование и обезвреживание активных форм кислорода в эритроците: 1 - спонтанное окисление Fe2+ в теме гемоглобина - источник супероксидного аниона в эритроцитах; 2 - Супероксиддисмутаза превращает супероксидный анион в пероксид водорода и воду: О2-+ О2- + 2Н+ → Н2О2 + О2; 3 - пероксид водорода расщепляется каталазой: 2Н2О2 → 2Н2О + О2 или глутатионпероксидазой: 2GSH + Н2О2 → GSSG +2Н2О; 4 - Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион: GSSG + NADPH+ + Н+ → 2GSH + NADP+; 5 - NADPH, необходимый для восстановления глутатиона, образуется на окислительном этапе пентозофосфатного пути превращения глюкозы; 6 - NADH, необходимый для восстановления гемоглобина метгемоглобинредуктазной системой, образуется в глицеральдегидфосфатдегидрогеназной реакции гликолиза. Гемоглобинопатии. Известно много генетических вариантов гемоглобина, образование которых приводит к аномалиям эритроцитов или их функции. Среди них наиболее известен гемоглобин S, обусловливающий серповидноклеточную анемию. Серповидноклеточная анемия – наследственное заболевание, обусловленное точечной мутацией гена, кодирующего структуру β – цепи гемоглобина. При этой патологии эритроциты в условиях низкого парциального давления кислорода принимают форму серпа. Гемоглобин S, после отдачи кислорода в тканях превращается в плохо растворимую форму и начинает выпадать в осадок в виде веретенообразных кристаллоидов. Они деформируют клетку и приводят к гемолизу. Болезнь протекает остро, и дети погибают в раннем возрасте. Дефект при серповидноклеточной анемии сводится к замене единственной аминокислоты – глутаминовой в 6 – ом положении с N – конца на валин в β – цепях молекулы гемоглобина. Все остальные аминокислоты распологаются в той же последовательности и в таком же количестве, как и в нормальном гемоглобине Hb A: Hb A: вал – гис – лей - тре – про – глу – глу – лиз…… Hb S: вал – гис – лей - тре – про – вал – глу – лиз…… При этом заболевании отмечают анемию, прогрессирующую слабость, отставание в развитии и желтуху. Талассемии – наследственные заболевания, обусловленное снижением скорости синтеза α– или β– цепей гемоглобина. При β – талассемии не синтезируются β– цепи гемоглобина. Это вызывает образование нестабильных тетрамеров, содержащих только α – цепи. При этом заболевании в костном мозге усиливается разрушение эритробластов, а ускорение разрушения эритроцитов приводит к внутрисосудистому гемолизу. Клинически β – талассемия не проявляется до рождения. В случае α – талассемии нарушается синтез α – цепей гемоглобина F у плода.
Наследственный сфероцитоз. Причиной заболевания является дефект белков цитоскелета эритроцитов – спектрина или анкирина, которые обеспечивают поддержание двояковогнутой формы эритроцитов и эластичности мембран. Эритроциты приобретают шарообразную форму, что приводит снижению скорости газообмена. Заболевание сопровождается анемией и желтухой.
2. Лейкоциты (белые кровяные тельца) отличаются большим разнообразием, как по строению, так и по функциональному значению. Лейкоциты являются полноценными клетками с большим ядром, митохондриями и высоким содержанием нуклеиновых кислот. Нормальное количество лейкоцитов в периферической крови – 1,9 – 5,7 х109/л. Регуляция пролиферации стволовой клетки костного мозга в процессе дифференцировки лейкоцитов осуществляется гранулоцитарно-макрофагальными колониестимулирующими факторами. Ингибирование процесса дифференцировки осуществляется клетками, несущими рецепторы к Fc-фрагменту IgG и др. Основной путь получения энергии – аэробный гликолиз. АТФ образуется также в реакциях β-окисления жирных кислот. В лейкоцитах сосредоточен весь гликоген крови, который является источником энергии при недостаточном её поступлении. В лизосомах лейкоцитов локализована мощная система протеолитических ферментов – протеазы, фосфатазы, эстеразы, ДНК-азы, РНК-азы, что обеспечивает участие этих клеток в защитных реакциях организма. Поглощение бактерий лейкоцитами в процессе фагоцитоза сопровождаются резким увеличением потребления кислорода с образованием супероксидного аниона и пероксида водорода, которые оказывают бактерицидное действие. Это явление называется «распираторным взрывом». Лейкоциты активно участвуют в борьбе с чужеродными микроорганизмами. Они устремляются к месту повреждения тканей и накапливаются вблизи него, причем эти клетки мигрирует из кровотока через стенки близлежащих кровеносных сосудов. К месту повреждения их привлекают химические вещества, высвобождаемые поврежденными тканями. Эти клетки способны поглощать бактерии и разрушать их своими ферментами. Таким образом, лейкоциты препятствуют распространению инфекции в организме. Лейкоциты принимают также участие в удалении мертвых или поврежденных тканей. 3.Тромбоциты (кровяные пластинки) - образуются из цитоплазмы мегакариоцитов костного мозга. Это безъядерные фрагменты их цитоплазмы. У здорового человека количество тромбоцитов в периферической крови подвержено значительным колебаниям в течение суток—от 150 до 350 • 109/л. В тромбоцитах протекают основные биохимические процессы: синтез белка, реакции обмена углеводов и липидов, окислительное фосфорилирование
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-01-14; просмотров: 193; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.141.168.112 (0.017 с.) |