Роль механизмов отрицательной обратной связи в регуляции выделения гормонов.

Отрицательная обратная связь предотвращает чрезмерную активность гормональных систем. Концентрации многих гормонов в плазме колеблются в течение суток, но продукция всех изученных к настоящему моменту гормонов тщательно контролируется. В большинстве случаев эта регуляция обеспечивается благодаря механизму отрицательной обратной связи, что гарантирует должный уровень гормональной активности в тканях-мишенях. После того как стимул вызвал высвобождение гормона, ответная реакция или продукты реакции, возникшей в результате действия гормона, создают тенденцию к подавлению дальнейшего высвобождения гормона. Иными словами, гормон (или один из продуктов его активности) оказывает ингибирующее влияние по принципу отрицательной обратной связи, предотвращая гиперсекрецию или гиперактивность тканей-мишеней. Часто контролируется не вариабельность скорости секреции самого гормона, а степень активности ткани-мишени, поэтому только в случае, когда активность ткани-мишени достигает соответствующего уровня, появляется ответный сигнал к эндокринной железе, становящийся достаточно мощным для снижения дальнейшей продукции гормона. Регуляция продукции гормона по принципу отрицательной обратной связи может быть на любых уровнях, включая генетический аппарат, опосредованный уровнями трансляции и транскрипции гормонального синтеза, а также на этапах транспортировки и высвобождения гормона из хранилищ.

8.3.Глюкогон и адреналин. Место образования, строение, механизм действия, метаболические эффекты, инактивация. Представление о нарушениях, связанных с изменением уровня гормонов в крови.

  Глюкагон представляет собой гормон полипептидной природы,выделяемый a- клетками поджелудочной железы. Основной функцией этого гормона является поддержание энергетического гомеостаза организма за счет мобилизации эндогенных энергетических рессурсов, этим объясняется его суммарный катаболический эффект. В состав полипептидной цепи глюкагона входит 29 аминокислотных остатков, Основным местом синтеза глюкагона являются a-клетки поджелудочной железы, однако довольно большие количества этого гормона образуются и в других органах желудочно- кишечного тракта.. Секреция глюкагона a-клетками поджелудочной железы тормозится высоким уровнем глюкозы в крови, а также соматостатином, выделяемым D-клетками поджелудочной железы. Возможно, что секреция глюкагона ингибируется также инсулином или ИФР-1. Стимулируется секреция понижением концентрации глюкозы в крови, однако механизм этого эффекта неясен. Кроме того, секрецию глюкагона стимулируют соматотропный гормон гипофиза, аргинин и Са2+. Механизм действия глюкагона достаточно хорошо изучен. Рецепторы для гормона локализованы в наружной клеточной мембране. Образование гормонрецепторных комплексов сопровождается активацией аденилатциклазы и увеличением в клетках концентрации цАМФ, сопровождающимся активацией протеинкиназы и фосфорилированием белков с изменением функциональной активности последних. Под действием глюкагона в гепатоцитах ускоряется мобилизация гликогена с выходом глюкозы в кровь. Этот эффект гормона обусловлен активацией гликогенфосфорилазы и ингибированием гликогенсинтетазы в результате их фосфорилирования. Следует заметить, что глюкагон, в отличие от адреналина, не оказывает влияния на скорость гликогенолиза в мышцах. Глюкагон активирует процесс глюконеогенеза в гепатоцитах: во-первых, он ускоряет расщепление белков в печени, а образующиеся аминокислоты используются как субстраты глюконеогенеза; во-вторых, увеличивается активность ряда ферментов, таких как фруктозо-1,6-бисфосфатаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, глюкозо-6-фосфатаза, принимающих участие в глюконеогенезе как за счет активации имеющихся ферментов, так и индукции их синтеза. За счет активации глюконеогенеза также происходит увеличение поступления глюкозы в кровь. Ускорение использования аминокислот для глюконеогенеза сопровождается увеличением объема синтеза мочевины и увеличением количества мочевины, выводимого с мочой. Глюкагон стимулирует липолиз в липоцитах, увеличивая тем самым поступление в кровь глицерола и высших жирных кислот. В печени гормон тормозит синтез жирных кислот и холестерола из ацетил-КоА, а накапливающийся ацетил-КоА используется для синтеза ацетоновых тел. Таким образом, глюкагон стимулирует кетогенез. В почках глюкагон увеличивает клубочковую фильтрацию, по-видимому, этим объясняется наблюдаемое после введения глюкагона повышение экскреции ионов натрия, хлора, калия, фосфора и мочевойкислоты.

 

 

Адреналин

Хромафинные клетки мозгового вещества надпочечников продуцируют группу биологически активных веществ катехоламинов, к числу которых относятся адреналин, норадреналин и дофамин, играющие важную роль в адаптации организма к острым и хроническим стрессам, в особенности в формировании реакции организма типа «борьба или бегство». В ходе развития этой реакции в организме происходит экстренная мобилизация энергетических ресурсов: ускоряется липолиз в жировой ткани, активируется гликогенез в печени, стимулируется гликогенолиз в мышцах. Все катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина, причем на долю адреналина приходится примерно 80% катехоламинов, образующихся в мозговом веществе надпочечников.. Инактивация адреналина, как и других катехоламинов, может идти или путем их окислительного дезаминирования, или путем Ометилирования. Основными конечными продуктами инактивации адреналина, выделяющимися с мочой, являются метанефрин и ванилинминдальная кислота Адреналин оказывает свое действие на клетки различных органов и тканей через 4 варианта рецепторов: вопервых, это a1 и a2 адренэргические рецепторы, вовторых, b1 и b2адренэргические рецепторы При связывании гормона с b1 и b2рецепторами идет активация аденилатциклазы, опосредованная взаимодействие активированных рецепторов с Gsбелками, что сопровождается увеличением концентрации цАМФ в клетке. При взаимодействии гормона с a2рецептором при участии Giбелка идет ингибирование аденилатциклазы и снижение концентрации цАМФ в клетке. Наконец, взаимодействие гормона с a1рецептором приводит к увеличению концентрации в клетке ионов Са2+, вероятно связанное с работой инозитолфосфатидного механизма действия гормонов. В случае действия адреналина через b2рецепторы идет стимуляция расщепления гликогена в печени с выходом глюкозы в кровяное русло, одновременно идет небольшая стимуляция глюконеогенеза в гепатоцитах. В мышцах через b2рецепторы адреналин стимулирует гликогенолиз. Через этот тип рецепторов адреналин повышает секрецию инсулина и глюкагона в поджелудочной железе или секрецию ренина в почках. В тоже время стимуляция липолиза в липоцитах осуществляется адреналином через b1рецепторы. В свою очередь, через взаимодействие с a2рецепторами катехоламины могут ингибировать липолиз, выделение инсулина и выделение ренина

8.4. Тироксин и картизол. Место образования, строение, механизм действия, метаболические эффекты, инактивация. Представления о нарушениях, связанных с изменением уровня гормонов в крови.

Тироксин -производный аминокислоты тирозина, вырабатывается щитовидной железой. Образование гормона происходит в ходе посттранскрипционного процессинга специфического белка тиреоглобулина, в ходе которого происходит органификация накапливающегося в клетках щитовидной железы иода. Последующий внутриклеточный протеолиз иодированного тиреоглобулина приводит к высвобождению гормонов. Синтез иодированных тиронинов идет в клетках щитовидной железы тироцитах в составе белка иодтиреоглобулина. Синтез тиреоглобулина происходит на рибосомах тироцита в базальной части клетки, далее в цистернах шероховатого эндоплазматического ретикулума, а затем в аппарате Гольджи происходит гликозилирование полипептидных цепей молекулы с присоединением порядка двух десятков олигосахаридных блоков. Инактивация тиреоидных гормонов осуществляется различными путями: они могут подвергаться деиодированию, дезаминированию, декарбоксилированию. Во всех этих случаях гормоны теряют свою биологическую активность. В печени продукты деградации тиреоидных гормонов могут подвергаться коньюгации с последующим их вы- делением с желчью. Рецепторы для тиреоидных гормонов имеются в клетках различных органов и тканей. Низкоаффинные рецепторы расположены в цитозоле клеток, тогда как высокоаффинные - в ядрах тех же клеток. Введение тироксина экспериментальным животным сопровождается развитием положительного азотистого баланса, увеличивает теплопродукцию и приводит к увеличению активности многих ферментных систем. К настоящему времени показано, что введение гормона приводит к повышению активности более 100 ферментов. Это увеличение активности большого числа ферментов скорее всего отражает резко выраженное стимулирующее действие гормона на синтез белка во многих органах и тканях. Введение тиреоидных гормонов увеличивает поглащение кислорода -приводит к увеличению теплопродукции (обусловлено увеличением расходования АТФ в клетках в энергозависимых процессах).

КОРТИЗОЛ Основным глюкокортикоидом человека являет-ся кортизол: за сутки в надпочечниках синтезируется 10-30 мг кор- тизола и 2-4 мг другого глюкокортикоида - кортикостерона. Гормоны коры надпочечников, в особенности глюкокортикоиды, играют важную роль в адаптации к сильным стрессам. В основе структуры всех стероидных гормонов лежит лежит циклопентанпергидрофенантреновое ядро, имеющее в своем составе 17 атомов углерода и включающее в себя четыре цикла или кольца, обозначаемых буквами А,В,С и D. Синтез кортизола идет в клетках пучковой и сетчатой зон коры надпочечников. Исходным соединением для синтеза кортизола является холестерол, он поступает в клетки коры надпочечников из крови, лишь незначительная его часть образуется в клетках путем синтеза из ацетил-КоА. На секрецию кортизола большое влияние оказывают физические и эмоциональный стрессы, состояние тревоги, страха и др., но все эти эффекты опосредуются нервной системой через гипоталамическое звено регуляции. Введение кортизола приводит к увеличению содержания высших жирных кислот в плазме крови. Частично это может быть результатом стимуляции липолиза в клетках жировой ткани. Интересно, что избы- точные количества кортизола стимулируют липолиз в жировой ткани конечностей, однако одновременно стимулируется липогенез в жиро- вой ткани туловища и лица. В повышение уровня высших жирных кис- лот вносит определенный вклад торможение поступления глюкозы в клетки периферических тканей: во-первых, недостаток глюкозы в клетках периферических тканей приводит к усилению мобилизации ре- зервных триглицеридов, во-вторых, недостаток глюкозы в липоцитах приводит к недостатку в них фосфодигидроксиацетона, необходимого для синтеза триглицеридов - неиспользованные высшие жирные кисло- ты также поступают из липоцитов в кровь.

Недостаток кортизола может вызвать редкое эндокринное заболевание - болезнь Аддисона (аддисонова анемия, недостаточность коры надпочечников), при которой надпочечники теряют способность производить кортизол. Болезнью Аддисона был болен даже президент США Джон Кеннеди, которому приходилось для поддержания нормальной жизнедеятельности организма принимать регулярные инъекции, чтобы восполнить недостаток кортизола.

Болезнь Иценко-Кушинга (гиперкортицизм), остеопороз

8.5. Инсулин. Место образования, строение, представление о механизме действия, метаболические эффекты, инактивация. Нарушения связанные с изменением продукции и действия инсулина

Инсулин относится к гормонам белковой природы. Он синтезиру- ется b-клетками поджелудочной железы. Инсулин является одним из важнейших анаболических гормонов. Связывание инсулина с клетками- мишенями приводит к процессам, которые увеличивают скорость син- теза белка, а также накопление в клетках гликогена и липидов, яв- ляющихся резервом пластического и энергетического материала. Ин- сулин, возможно за счет своего анаболического эффекта, стимулиру- ет рост и размножение клеток. Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей - А-цепи и В-цепи. В состав А-цепи входит 21 аминокислотный оста- ток, в состав В-цепи - 30. Эти цепи связаны между собой двумя ди- сульфидными мостиками: один между А7 и В7 (номера аминокислот, считая с N-концов полипептидных цепей), второй между А20 и В19. Третий дисульфидный мостик находится в цепи А, связывая А6 и А11. Главным физиологическим стимулом выделения инсулина из b-кле- ток в кровь является повышение содержания глюкозы в крови.

Разрушается с участием 2-х ферментных систем:

1. В печени фермент Глутатион – инсулин – трансгидрогеназа. Образуются 2 полипептидные цепи, которые не обладают функиями гормонов.

2. В печени, мышцах, почках разрушается инсулпецефической – протеиназой.

 

Влияние инсулина на обмен углеводов можно охарактеризовать следующими эффектами:

1.Инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы в так называемых инсулин-зависимых тканях.

 2.Инсулин активирует окислительный распад глюкозы в клетках.

3.Инсулин ингибирует распад гликогена и активирует его син- тез в гепатоцитах.

4.Инсулин стимулирует превращение глюкозы в резервные три- глицериды.

5.Инсулин ингибирует глюконеогенез, снижая активность неко- торых ферментов глюконеогенеза.

Заболевания, связанные с действием инсулина:

Инсулинома — доброкачественная опухоль из бета-клеток поджелудочной железы, вырабатывающая избыточное количество инсулина. Клиническая картина характеризуется эпизодически возникающими гипогликемическими состояниями.

Инсулиновый шок — симптомокомплекс развивающийся при однократно введенной избыточной дозе инсулина. Наиболее полное описание можно встретить в учебниках по психиатрии, так как инсулиновые шоки применяли для лечения шизофрении.

Синдром хронической передозировки инсулина (синдром Сомоджи) — симптомокомплекс, развивающийся при длительном избыточном введении препаратов инсулина.

 

9. ЧАСТНАЯ БИОХИМИЯ

9.1. Гемоглобин, его строение, физиологическая роль. Гемоглобинопатии. Представление о синтезе и распаде гема. Образование билирубина и пути его дальнейших превращений. Классификация и диагностика желтух.

Гемоглобин (НЬ) - сложный олигомерный белок, состоящий из 4 протомеров двух типов (2α и 2β). Содержится в эритроцитах, на его долю приходится до 90% массы белков клетки. Гемоглобин обеспечивает перенос кислорода из легких в ткани и удаление диоксида углерода из тканей.

Строение.

Гемоглобин является сложным белком класса хромопротеинов, то есть в качестве простетической группы здесь выступает особая пигментная группа, содержащая железо — гем. Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из четырёх субъединиц. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α1, α2, β1 и β2. Субъединицы соединены друг с другом по принципу изологического тетраэдра. Основной вклад во взаимодействие субъединиц вносят гидрофобные взаимодействия. И α-, и β-цепи относятся к α-спиральному структурному классу, так как содержат исключительно α-спирали. Каждая цепь содержит восемь спиральных участков, обозначаемых буквами от A до H (От N-конца к C-концу).

•А - гемоглобин - сложный белок, олигомер, состоит из 2 α- и 2 β-субъединиц глобина, каждая имеет центр связывания, где располагается небелковая часть молекулы - гем. Он участвует в присоединении молекулы кислорода. Между протомерами образуется аллостерический центр для присоединения регуляторного лиганда гемоглобина 2,3-бисфосфоглицерата;

•Б - гем - простетическая группа гемоглобина, миоглобина и других гемопротеинов. Связывается с глобином гидрофобными связями между пиррольными циклами и гидрофобными радикалами аминокислот. В центре молекулы расположен ион железа (Fe), который образует 6 координационных связей: 4 - с атомами азота пиррольных колец гема, 1 - с азотом радикала гистидина цепей глобина, 1 - с молекулой кислорода. В присоединении О2 к гему участвует еще один радикал гистидина цепи глобина

Гем является простетической группой многих белков: гемоглобина, миоглобина, цитохромов митохондриальной ЦПЭ, цитохрома Р450, участвующего в микросомальном окислении. Ферменты каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза содержат гем в качестве кофермента.

Все клетки организма имеют гемсодержащие белки, поэтому синтез гема идёт во всех клетках, за исключением эритроцитов, не имеющих, как известно, белоксинтезирующей системы.

При распаде гема в клетках РЭС образуется жёлчный пигмент билирубин. Дальнейший катаболизм билирубина в печени, кишечнике и почках приводит к образованию конечных продуктов распада гема стеркобилина и уробилина, содержащихся, соответственно, в кале и моче. Железо, освобождающееся при распаде гема, снова используется для синтеза железосодержащих белков.

Биосинтез гема

Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина в ретикулоцитах, в гепатоцитах - для образования цитохрома Р450.

Первая реакция синтеза гема - образование 5-аминолевулиновой кислоты из глицина и сук-цинил-КоА идёт в матриксе митохондрий, где в ЦТК образуется один из субстратов этой реакции - сукцинил-КоА. Эту реакцию катализирует пиридоксальзависимый фермент аминолевулинатсинтаза.

 

Из митохондрий 5-аминолевулиновая кислота поступает в цитоплазму. В цитоплазме проходят промежуточные этапы синтеза гема: соединение 2 молекул 5-аминолевулиновой кислоты молекулу порфобилиногена, дезаминирование порфобилиногена с образованием гидроксиметилбилана, ферментативное превращение гидроксиметилбилана в молекулу уропор-фобилиногена III, декарбоксилирование последнего с образованием копропорфириногена III. Гидроксиметилбилан может также нефермента-тивно превращаться в уропорфириноген I, который декарбоксилируется в копропорфирино-ген I. Из цитоплазмы копропорфириноген III опять поступает в митохондрии, где проходят заключительные реакции синтеза гема. В результате двух последовательных окислительных реакций копропорфириноген III превращается в протопорфириноген IX, а протопорфириноген IX - в Протопорфирин IX. Фермент феррохела-таза, присоединяя к протопорфирину IX двухвалентное железо, превращает его в гем. Источником железа для синтеза гема служит депонирующий железо белок ферритин. Синтезированный гем, соединяясь с α и β-полипепептидными цепями глобина, образует гемоглобин. Гем регулирует синтез глобина: при снижении скорости синтеза гема синтез глобина в ретикулоцитах тормозится.

Желтуха — желтушное окрашивание кожи и видимых слизистых оболочек, обусловленное повышенным содержанием в крови и тканях билирубина.

Классификация желтух

В зависимости от вида нарушений метаболизма билирубина и причин гипербилирубинемии можно выделить три типа желтух: желтуху гемолитическую (надпеченочную), желтуху паренхиматозную (печёночную) и желтуху механическую (подпечёночную).

 

Образование билирубина и пути его дальнейших превращений.

Основное место образования билирубина − печень, селезенка эритроциты Образовавшийся во всех этих клет­ках билирубин поступает в печень, откуда вместе с желчью попадает в желчный пузырь. Билирубин, образовавшийся в клетках системы макрофагов, называется свободным, или непрямым, билирубином, поскольку вследствие плохой растворимости в воде он легко адсорбируется на белках плазмы крови и для его определения в крови необходимо предварительное осаждение белков спиртом и только после этого билирубин вступает во взаимодействие с диазореактивом. Так как билирубин нерастворим в воде, плохо растворим в плазме, его транспорт в крови осуществляется в комплексе с альбумином.

В крови взрослого здорового человека содержится относительно по­стоянное количество общего билирубина- в среднем 15 мкмоль/л. Около 75% этого количества приходится на долю непрямого билирубина. Повышение его концентрации в крови до 35 мкмоль/л при­водит к желтухе. Непрямой билирубин, поступая с током крови в печень, подвергается обезвреживанию путем связывания с активированной глюкуроновой кислотой. В этом процессе принимают участие УДФ-глюкуроновая кислота и особый фермент УДФ-глюкуронилтрансфераза — фермент, находящийся в печени. При этом к билирубину присоединяются 2 остатка глюкуроновой кислоты с образованием комплекса − билирубин-диглюкуронида, дающего прямую реакцию с диазореактивом. Образующийся диглюкуронид билирубина переносится в желчь путем активного транспорта против градиента концентрации. В желчи всегда присутствует прямой билирубин. Билирубин токсичен, особенно для мозга; глюкурониды билирубина не токсичны. Билирубин нерастворим в воде, а билирубинглюкуронид растворим, превращается в уробилиноген, который выделяется из организма с мочей в виде уробилинов через почки, или через ЖКТ в виде стеркобилиногенов.

9.2. Общий белок плазмы крови и его фракции, их содержание в крови здоровых взрослых людей. Альбумины, глобулины плазмы крови: особенности структуры, роль в организме. «Белки острой фазы». Гипо-, гипер- и диспротеинемии, причины их развития.

Белки плазмы (сыворотки) крови имеют сложное строение, в их состав входит более 20 аминокислот. Аминокислоты обладают свойствами как кислот, так и оснований и могут вступать во взаимодействие с различными соединениями.

Белки и белковые фракции

 

Показатель	Единицы	Единицы СИ
Общий белок сыворотки крови	6,5—8,5 %	65—85 г/л
Альбумины	4—5 %	40—50 г/л
Глобулины	2—3 %	20—30 г/л
Фибриноген	0,2—0,4 %	2—4 г/л

Альбумины

простые растворимые в воде белки. Белок синтезируется почти исключительно в печени.

Значение альбумина в крови заключается:

1. В поддержании коллоидно-осмотического давления,

2. Он является богатым и быстро реализуемым резервом белка,

3. Транспортная – альбумин переносит

• длинноцепочечные жирные кислоты — основная физиологическая функция

сывороточного альбумина.

• катионы (например, Ca2+ и Mg2+), анионы (Cl–)

• желчные кислоты,

• витамины,

• пигменты (билирубин),

• гормоны (альдостерон, прогестерон, гидрокортизон),

• органические красители,

• лекарственные вещества (дигоксин, барбитураты, пенициллин,

ацетилсалициловая кислота, сердечные гликозиды).

Глобулины — семейство глобулярных белков крови, имеющих более высокую молекулярную массу и растворимость в воде, чем альбумины. Глобулины вырабатываются печенью и иммунной системой. Составляют почти половину белков крови;

· определяют иммунные свойства организма;

· определяют свертываемость крови;

· участвуют в транспорте железа и в других процессах

Альфа-глобулины

Альфа-глобулины подразделяют на две категории: альфа-1-глобулины и альфа-2-глобулины.

Норма альфа-1-глобулинов составляет 1–3 г/л.

Среди альфа-1-глобулинов выделяют:

o альфа-1-антитрипсин;

o альфа-1-липопротеин;

o альфа-1-гликопротеин;

o альфа-1-фетопротеин;

o альфа-1-антихимотрипсин.

Эти вещества также называют белками острой фазы: они вырабатываются в увеличенных количествах при различных повреждениях органов (химических или физических), при вирусных и бактериальных инфекциях. Они останавливают дальнейшее повреждение тканей и не дают размножаться патогенным микроорганизмам.

Альфа-2-глобулины: норма

Их концентрация в норме составляет от 6–10 г/л.

Среди альфа-2-глобулинов выделяют:

o альфа-2-макроглобулин;

o гаптоглобин - Это белки связывающие гемоглобин, которые появляются в крови в результате сосудистого гемолиза.

o церулоплазмин - медьсодержащий гликопротеин плазмы, обладающий оксидазной активностью.

o антиотензиноген;

o альфа-2-гликопротеин;

o альфа-2- HS-гликопротеин;

o альфа-2-антиплазмин;

o белок А.

Среди веществ данной группы есть белки острой фазы, а также транспортные белки.

Бета-глобулины

При достаточном уровне бета-глобулинов их концентрация должна быть в пределах 7–11 г/л.

В категории бета-глобулинов различают:

o гемопексин - Связывает свободный гем, предотвращая выделения с мочой и потеря железа..

o трансферрин - Обеспечивает связывание и перенос железа.

o стероид-связывающий бета-глобулин;

o бета и пребета-липопротеины.

o С-реактивный белок. - острофазный белок. Его определение используется в качестве показателя остроты патологических процессов наиболее часто при ревматизме.

Большинство бета-глобулинов — это транспортные белки.

Гамма-глобулины

норма в пределах 8–16 г/л. К этой группе белков относят защитные белки — иммуноглобулины (Ig). Часто их называют антителами. Среди них различают:

o иммуноглобулины G (IgG) — защищают от вирусов и бактерий. Переносятся в больших количествах через плаценту.

o иммуноглобулины A (IgA) — защищают слизистые поверхности дыхательной системы и кишечника. Находятся в слюне, слезах, женском молозиве.

o иммуноглобулины M (IgM) — обеспечивают первичный иммунитет: после рождения и до 9 месяцев их количество возрастает, а потом уменьшается. Восстанавливается после 20 лет.

o иммуноглобулины E (IgE) — вырабатывают антитела на аллергены.

o иммуноглобулины D (IgD) — регулируют работу других иммуноглобулинов.

.

Белки острой фазы.

Организм на тканевые повреждения, инфекцию и др. воздействия отвечает комплексом направленных реакций, обозначаемых как “острофазный ответ”.

Внешнее проявление этого ответа: лихорадка, лейкоцитоз. В организме происходят более глубокие изменения, в том числе и изменение экспрессии генов в клетках разных тканей, которое проявляется через изменение содержания белков в празме крови. В плазме при разных воздействиях нарастает концентрация так называемых - острофазных белков: С-реактивный белок его активность может увеличиваться в 1000-2000 раз, сывороточный амилоид - в 100 раз, a₂макроглобулин - в 300 раз, кислый a_1-гилкопротеин в 15 раз, острофазный a₁глобулин - в 10-16 раз, a₁антитрипсин, церулоплазмин, фибриноген - в 2-3 раза.

Многие члены этого семейства играют важную роль в защите организма от чужеродных инвазий, от патогенных агентов и тканевых повреждений, действие одних белков ограничивается областью тканевых повреждений, другие участвуют в очистке организма от чужеродных агентов, третьи инициируют тканевую рапорацию.

Гипопротеинемия

Причины Пищевая гипопротеинемия связана с крайне низким потреблением белка с пищей (например, квашиоркор). Мальабсорбция Заболевания печени могут также вызвать гипопротеинемию за счет уменьшения синтеза белков плазмы, таких как альбумины. Заболевания почек, такие как нефротический синдром, также могут привести к гипопротеинемии за счет того, что белки выводятся с мочой.

п ричины возникновения гипопротеинемии:

· дефицит белка, поступающего в организм;

· высокий уровень потери белка;

· отклонения в процессах образования белка.

Недостаток белка, поступающего в организм, может возникать при голодании на протяжении длительного срока, в результате безбелковой диеты, при нарушении функции пищеварительной системы, при острых и хронических потерях крови, злокачественных опухолях.

Выраженная гипопротеинемия является постоянным симптомом нефритического синдрома, что наблюдается при многих разновидностях заболеваний почек, из-за чего в мочу выделяется много белка. Недостаточное образование белка может быть при недостаточной функции печени (гепатит, цирроз, дистрофия печени).

 

9.3 Биохимия мочи. Нормальные составные части мочи, их происхождение. Нор-мальные величины суточной экскреции мочевины, мочевой кислоты, креатинина и аммонийных солей. Изменение этих показателей при патологических процессах в организме. Патологические компоненты мочи (глюкоза, белок, кетоновые тела, кровь, гемоглобин, билирубин), причины их появления.

Химический состав мочи.

Плотные вещества мочи представлены как органическими, так и неорганическими.

 

Органические вещества мочи.

 

Мочевина составляет большую часть органических веществ, входящих в состав мочи. В среднем за сутки с мочой взрослого человека выводится около 20-35 г мочевины. Количество мочевины в моче обычно повышается при употреблении пищи, богатой белками, при всех заболеваниях, сопровождающихся усиленным распадом белков тканей (лихорадочные состояния, опухоли, гипертиреоз, диабет и т.д.), а также при приеме некоторых лекарственных средств (например, ряда гормонов). Количество мочевины уменьшается при тяжелых поражениях печени (печень является основным местом синтеза мочевины в организме), заболеваниях почек (особенно при нарушенной фильтрационной способности почек), а также при приеме инсулина и др.

 

Креатинин также является конечным продуктом азотистого обмена (продукт креатин-фосфатной реакции). Он образуется в мышечной ткани из фосфокреатина. Суточное выделение креатинина у мужчин составляет 1-2 г/сут, у женщин 0,8-1,8 г/сут.

Уровень креатинина возрастает при обезвоживании организма, поражении мышц (чаще миопатии или прогрессирующая мышечная дистрофия), физической нагрузке. Низкий уровень наблюдается при сниженном потреблении мяса, вегетарианской диете и голодании, в I и II триместрах беременности.

 

Аминокислоты в суточном количестве мочи составляют около 1,1 г. Соотношение между содержанием отдельных аминокислот в крови и моче неодинаково. Концентрация той или иной аминокислоты, выделяемой с мочой, зависит от ее содержания в плазме крови и степени ее реабсорбции в канальцах, т.е. от ее клиренса. В моче выше всего концентрация глицина и гистидина, затем глутамина, аланина, серина.

 

Мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых оснований. За сутки с мочой выделяется около 0,6-0,7 г мочевой кислоты. Обильное потребление пищи, содержащей нуклеопротеины, вызывает через некоторое время увеличенное выделение с мочой мочевой кислоты экзогенного происхождения. И, наоборот, при питании, бедном пуринами, выделение мочевой кислоты снижается до 0,2 г в сутки.

Повышенное выделение мочевой кислоты наблюдается при лейкемии, полицитемии, гепатитах и подагре; при приеме ацетилсалициловой кислоты и ряда стероидных гормонов.

Аммиак. Существует специальный механизм образования аммиака из глутамина при участии фермента глутаминазы, которая в большом количестве содержится в почках. Аммиак выводится с мочой в виде аммонийных солей (0,5-1,2 г/сут). Содержание последних в моче человека в определенной степени отражает кислотно-основное равновесие. При ацидозе их количество в моче увеличивается, а при алкалозе снижается. Содержание аммонийных солей в моче может быть снижено при нарушении в почках процессов образования аммиака из глутамина.

 

Патологические компоненты мочи.

 

Белок. В норме в моче человека содержится минимальное количество белка. При ряде заболеваний, особенно при болезнях почек, содержание белка в моче может резко возрасти (протеинурия). Источником белка мочи являются белки сыворотки крови, а также в какой-то степени белки почечной ткани.

Протеинурии делятся на две большие группы: почечные и внепочечные. При почечных протеинуриях белки (в основном белки плазмы крови) попадают в мочу вследствие органического повреждения нефрона, увеличения размеров пор почечного фильтра, а также в результате замедления тока крови в клубочках. Внепочечные протеинурии обусловлены поражением мочевых путей или предстательной железы.

В моче человека можно обнаружить активность ряда ферментов: липазы, рибонуклеазы, ЛДГ, аминотрансфераз, урокиназы, фосфатаз, α-амилазы, лейцинаминопептидазы и др. Основные трудности при определении активности ферментов мочи, кроме α-амилазы и некоторых других, заключаются в необходимости сгущения (концентрирования) мочи и предотвращении ингибирования ферментов в процессе этого сгущения.

 

Кровь. В моче кровь может быть обнаружена либо в форме красных кровяных клеток (гематурия), либо в виде растворенного кровяного пигмента (гемоглобинурия). Гематурии бывают почечные и внепочечные. Почечная гематурия – основной симптом острого нефрита. Внепочечная гематурия наблюдается при воспалительных процессах или травмах мочевых путей. Гемоглобинурии обычно связаны с гемолизом и гемоглобинемией. Принято считать, что гемоглобин появляется в моче после того, как содержание его в плазме превысит 1 г на 1 л. Гематурию диагностируют, как правило, с помощью цитологического исследования (исследование осадка мочи под микроскопом), а гемоглобинурию – химическим путем.

 

Глюкоза. Нормальная моча человека содержит минимум количества глюкозы. При патологических состояниях содержание глюкозы в моче увеличивается (глюкозурия). Например, при сахарном диабете количество глюкозы, выделяемое с мочой, может достигать нескольких десятков граммов в сутки.

Иногда в моче обнаруживают и другие углеводы, в частности фруктозу, галактозу, пентозу. Фруктозурия наблюдается при врожденной недостаточности ферментов, превращающих фруктозу в глюкозу; встречаются также и врожденная пентозурия, и врожденная галактозурия.

 

Кетоновые (ацетоновые) тела. В норме выделяется не более 0,01 г в сутки. Повышенное выделение называется кетонурией. Например, при сахарном диабете ежедневно может выделяться до 150 г кетоновых тел.

С мочой никогда не выделяется ацетон без ацетоуксусной кислоты, и наоборот. β-оксимасляная кислота появляется в моче лишь при сильном увеличении количества кетоновых тел (сахарный диабет и др.).

Кетоновые тела выделяются с мочой также при голодании, исключении углеводов из пищи. Кетонурия наблюдается при заболеваниях, связанных с усиленным расходом углеводов: например, при тиреотоксикозе, кровоизлияниях в подпаутинные пространства, черепно-мозговых травмах. В раннем детском возрасте (продолжительные заболевания пищеварительного тракта (дизентерия, токсикозы) могут вызвать кетонемию и кетонурию в результате голода и истощения. Кетонурия нередко наблюдается при инфекционных заболеваниях: скарлатине, гриппе, туберкулезе, менингите. В этих случаях кетонурия не имеет диагностического значения и является вторичной.

 

Билирубин. Повышенное выделение билирубина называется билирубинурией. Она встречается при закупорке желчного протока и заболевании паренхимы печени.

Выделение билирубина в мочу особенно сильно выражено при обтурационных желтухах. При застое желчи переполненные желчью канальцы травмируются и пропускают билирубин в кровяные капилляры. Если поражена паренхима печени, билирубин проникает в кровь через разрушенные печеночные клетки. Билирубинурия проявляется при уровне прямого билирубина в крови выше 3,4 мкмоль/л. Непрямой билирубин не может пройти через почечный фильтр. Это становится возможным при значительных поражениях почек.

 

Гемоглобин. Появление в моче гемоглобина называется гемоглобинурией.

Гемоглобинурия возможна в двух случаях: когда эритроциты попадают в мочу и гемолизируются (разрушаются, выделяя гемоглобин) в ней, или при высоком содержании гемо