Бхм сердца и сосудов. Бхм крови. Обмен гемоглобина (120-145)

БХМ сердца и сосудов. БХМ крови. Обмен гемоглобина (120-145)

Общая схема регуляции эндотелием адаптивных реакций сосудистой стенки. Роль эндотелия в регуляции структурных изменений сосудистой стенки, ангиогенезе, гемостаза.

Механизм регуляции эндотелием адаптивных реакций сосудов:

Изменение скорости кровотока → Специфические рецепторы эндотелиоцитов → Клетки-мишени: ГМК, фибробласты, эндотелиоциты, клетки крови

Эндотелиоциты (внутренняя оболочка сосуда) регулируют комплекс адаптивных реакций сосудов: сократительную активность ГМК (тонус резистивных сосудов)

МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ СОСУДИСТОГО ТОНУСА: Эндотелий продуцирует сигнальные молекулы-антагонисты -

Вазодилататоры:

Оксид азота

Pg I2 (простациклин)

Pg Е2

Nа-уретический пептид С

Эндотелиальный гиперполяризующий фактор.

Вазоконстрикторы:

Супероксидный радикал

Тх А2

Эндотелин-1

Ангиотензин II

структурную перестройку сосудистой стенки и ангиогенез (построение новых сосудов).

активность свертывающей, противосвертывающей, фибринолитической систем крови

МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ ГЕМОСТАЗА: Эндотелий продуцирует сигнальные молекулы-антагонисты - активаторы противосвертывающей системы, ингибиторы агрегации тромбоцитов:

- Тканевой активатор плазминогена

- Pg I2 (простациклин)

- Тромбомодулин

- Оксид азота

- Активаторы свертывающей системы, агрегации тромбоцитов:

- Фактор фон Виллебранда

- Тх А2

- Эндотелин - 1

адгезию тромбоцитов к сосудистой стенке. Эндотелий продуцирует адгезивные молекулы-белки клеточной мембраны эндотелиоцитов, которые взаимодействуют с мембранными белками лейкоцитов, обеспечивая адгезию этих клеток к сосудистой стенке

- Е-селектин

- ICAM

2.Оксид азота и супероксид. Пути образования и инактивации. Эндотелин 1. Схема образования, эффекты на тонус сосудов в норме и при повышенной продукции.

Оксид азота образуется из аминокислоты аргинина при участии сложной Са2+-зависимой ферментной системы, названной NO-синтазой. В эндотелии обнаружено 2 типа NOS, отличающиеся регуляцией их активности:

сNOS- конститутивная NO-синтаза – фермент, не меняющий свою функциональную активность, обеспечивая базовую делатацию сосудов.

iNOS – индуцибельная NO-синтаза – фермент, изменяющий свою функциональную активность под действием различных факторов, влияющих на эндотелий, например, под действием ацетилхолина, цитокинов, гистамина.

Инактивация оксида азота с образованием вазонеактивного пероксинитрита: О2+ NO = NOO

Супероксид продуцироваться ферментами, как ксантиноксидазой или НАДФН-оксидазой, а также путем взаимодействия кислорода с ионами металлов переменной валентности (чаще всего с железом).

Фермент супероксиддисмутаза превращает супероксид-анион кислорода в менее реакционноспособный и более гидрофобный пероксид водорода Н2О2: 2 O2•– + 2H+ = H2O2 + O2

Эндотелин-1 – вазоактивный пептид .. Образуется в эндотелиоцитах путем ограниченного протеолиза из предшественников: Пре-проэндотелин → Проэндотелин (Эндотелин big 1-38 ) → Эндотелин-1(под действием эндотелин-превращающего фермента).

Эндотелин-1 в физиологических концентрациях усиливает эндотелий-зависимую вазодилатацию: Взаимодействие эндотелина-1 с В-рецептором эндотелиоцита→ Активация еNOS увеличение синтеза оксида азота Активация ЦОГ  увеличение синтеза простациклина → Усиление действия оксида азота и

простациклина на ГМК→ Расслабление ГМК→ Вазодилатация. 2 Эндотелин-1 в высоких концентрациях действует как вазоконстриктор:Взаимодействие ангиотензина II, адреналина с рецепторами эндотелиоцитов, длительное повышение АД → Усиление синтеза эндотелина-1 в эндотелиоцитах → Взаимодействие эндотелина-1 с А-рецептором ГМК → Сокращение ГМК → Вазоконстрикция

Механизм регуляции тонуса резистивных сосудов оксидом азота и супероксидом. Нарушения эндотелийзависимой регуляции тонуса сосудистой стенки при артериальной гипертензии.

Оксид азота:

ММееххааннииззмм ээннддооттееллиийй--ззааввииссииммоойй ввааззооддииллааттааццииии ((ссооббыыттиияя вв ээннддооттееллииооццииттее))::

Взаимодействие ацетилхолина с М-холинорецепторами эндотелиоцита→ Изменение конформации и активация связанного и рецептором G-белка → Изменение конформации и активация фосфолипазы С → Освобождение фосфатидилинозитола из фосфолипида мембраны→ Образование из фосфатидилинозитола инозитол-3-фосфата → Активация инозитол-3-фосфатом

Са2+-каналов → Вход Са2+ в эндотелиоцит и активация белка кальмодулина → Изменение конформации и активация кальмодулином эндотелиальной NO-синтазы (еNOS) → Усиление продукции оксида азота из аргинина

ММееххааннииззмм ээннддооттееллиийй--ззааввииссииммоойй ввааззооддииллааттааццииии ((ссооббыыттиияя вв ГГММКК))::

Взаимодействие NO с рецепторным участком гуанилатциклазы ГМК → Изменение конформации и активация гуанилатциклазы → Образование цГМФ из ГТФ → Изменение конформации и активация фосфолипазы С → Активация Са2+-АТФазы клеточной мембраны ГМК → Выход Са2+ из ГМК с затратой энергии → Расслабление ГМК → Вазодилатация

Супероксид:

Механизм ослабления эндотелий-зависимой вазодилатации: Взаимодействие ангиотензина II с рецептором I типа эндотелиоцита, ГМК → Активация НАДФН-оксидазы эндотелиоцита, ГМК →

Усиление продукции супероксида в реакции, катализируемой НАДФН-оксидазой → О2+ NO = NOO → Связывание и инактивация оксида азота с образованием вазонеактивного пероксинитрита→ Подавление эндотелий-зависимой вазодилатации → Сокращение ГМК → Вазоконстрикция

Метаболические особенности миокарда: механизм сокращения миоцитов, основные энергетические субстраты и пути их утилизации. Роль миоглобина и креатинфосфата в энергетическом обмене миокарда.

Вопрос № 6. Нарушения при изменении концентрации.

Натрий: Повышенное содержание Na+ во внутрисосудистом пространстве определяет соотношение потоков жидкости с переполнением сосудистого русла (артериальная гипертензия), пониженное содержание Na+ во внутрисосудистом пространстве определяет выход воды в межклеточное пространство (отёки).

Кальций: при низкой концентрации Са2+ в экстрацеллюлярной жидкости проницаемость мембран клеток увеличивается, приводя к повышению возбудимости клеток в центральной и периферической нервной системе. При высокой концентрации Са2+ проницаемость клеточных мембран уменьшается со снижением рефлекторной активности, изменениями ЭКГ и возникновением болей в животе, миопатий и потерей аппетита.

Белки острой фазы воспаления, иммуноглобулины. Функции.

Белки острой фазы принимают участие в воспалительных реакциях: Антитрипсин, Антихимотрипсин,

Кислый гликопротеид, 2-Макроглобулин, Гаптоглобин, Церулоплазмин, С-реактивный белок, Фибриноген

Синтезируются в разных тканях макрофагами (моноцитами), которые занимают стратегическую позицию на границе внешней и внутренней среды

При любом воспалительном процессе в организме возрастает их уровень в крови и они называются белками острой фазы (маркеры воспаления)

Понятие о гипо-, гипер-, диспротеинемии. Электрофорез белков сыворотки крови: принцип метода, электрофоретические фракции белков сыворотки, входящие в состав фракций белки. Изменения протеинограммы при остром и хроническом воспалении.

Увеличение общего содержания белков плазмы (выше 85 г/л) называют гиперпротеинемией. Возникает при потере организмом воды (рвота, диарея, обширные ожоги) и вследствие диспротеинемии за счет резкого увеличения продукции парапротеинов — патологических белков из класса g-глобулинов.

Уменьшение содержания белков (ниже 65 г/л) — гипопротеинемией, чаще всего обусловлена уменьшением количества альбуминов. Различают наследственную (врожденную), или первичную, и приобретенные, или вторичные, гипопротеинемии. Врожденная гипопротеинемия наблюдается в основном в варианте анальбуминемии, характеризующейся резким снижением или отсутствием альбуминов в крови. Вторичные гипопротеинемии возникают вследствие повышенных потерь белка при высокой протеинурии ожогах, массивном асците; в результате дефицита белка в рационе питания (например, при алиментарной дистрофии), а также в связи с повышенным распадом белков, нарушением их синтеза или усвоения (при интоксикации, лихорадке, гепатите, циррозе печени, панкреатите, поражении желудочно-кишечного тракта с синдромом нарушенного всасывания).

Изменения альбумин-глобулинового коэффициента и соотношения между отдельными белковыми фракциями — диспротеинемией. Диспротеинемии подразделяют на наследственные и приобретенные

Электрофорез белков. Общий белок сыворотки крови состоит из смеси белков с разной структурой и функциями. Разделение на фракции основано на разной подвижности белков в разделяющей среде под действием электрического поля. При определённом значении рН и ионной силы раствора белки двигаются в электрическом поле со скоростью, пропорциональной их суммарному заряду. Белки, имеющие суммарный отрицательный заряд, двигаются к аноду (+), а положительно заряженные белки - к катоду (-). Обычно методом электрофореза выделяют 5-6 стандартных фракций: 1 - альбумины и 4-5 фракций глобулинов (альфа1-, альфа2-, бета- и гамма-глобулины, иногда отдельно выделяют фракции бета-1 и бета-2 глобулинов).

Острое воспаление - повышение содержания альфа-1 и альфа-2-глобулинов, наблюдающееся при острой пневмонии, остром бронхите, острой вирусной инфекции, остром пиелонефрите, инфаркте миокарда, травмах (включая хирургические), новообразованиях.

Хроническое воспаление - увеличение содержания гамма-глобулинов (ревматоидный артрит, хронический гепатит). 6 11.Небелковые органические вещества плазмы крови – метаболиты обмена белков (мочевина, креатинин), липидов (липопротеины), углеводов (глюкоза, лактат). Процессы образования, их органная локализация, пути выведения из организма (крови), возможные причины изменения концентрации в плазме крови, клинико-диагностическое значение определения концентрации.

Мочевина образование: образование карбамоилфосфата (орнитиновый цикл) идет путем конденсации NH3, CO2 и АТФ, катализируемое карбомоилфосфатсинтетазой (фермент действует в митохондриях), реакция происходит в печени и является начальной стадией синтеза мочевины - конечного продукта метаболизма азота. химическая сущность орнитинового цикла заключается в следующим: из аммиака, углекислого газа, воды и аминогруппы аспартата в несколько химических реакций на матрице орнитина строится молекула мочевины. Мочевина выводится с мочой. Повышение концентрации мочевины в крови – уремия, может быть связана: у здоровых людей с физической нагрузкой. При высокой температуре – гиперметаболический синдром. Чаще всего уремия является маркером нарушения функции почек. При недостаточной активности ферментов орнитинового цикла возникают гипераммониемии - патологические состояния сопровождающиеся повышением концентрации аммиака в крови.

Креатинин образуется из креатинфосфата - источника энергии сокращения мышц, и затем выделяется в кровь. Из организма креатинин выводится почками с мочой, поэтому креатинин (его количество в крови) — важный показатель деятельности почек. Высокий креатинин — показатель обильной мясной диеты (если повышен в крови и в моче), почечной недостаточности (если повышен только в крови). Уровень креатинина возрастает при обезвоживании организма, поражении мышц. Низкий уровень наблюдается при сниженном потреблении мяса, вегетарианской диете и голодании.

Липиды в водной среде нерастворимы, поэтому для их транспорта в организме образуются комплексы липидов с белками – липопротеины (ЛП). Различают экзо- и эндогенный транспорт липидов. К экзогенному относят транспорт липидов, поступивших с пищей, а к эндогенному – перемещение липидов, синтезированных в организме. Хиломикроны обеспечивают транспорт пищевых липидов от кишечника к тканям. Хиломикроны образуются в слизистой кишечника и транспортируются в кровь лимфатической системой. В мышцах и жировой ткани они разрушаются липазой липопротеинов, активирующейся апопротеином С-II. Под действием этого фермента хиломикроны быстро теряют бóльшую часть своих триацилглицеринов. Остатки хиломикронов утилизируются печенью.

ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП тесно связаны между собой. Они транспортируют триацилглицерины, холестерин и фосфолипиды от печени к тканям. ЛПОНП образуются в печени и могут превращаться, как и хиломикроны, в ЛППП и ЛПНП путем отщепления жирных кислот. Образующиеся ЛПНП снабжают холестерином различные ткани организма. ЛПВП возвращают избыточный холестерин, образующийся в тканях, обратно в печень. Во время транспорта холестерин ацилируется жирными кислотами из лецитина. В этом процессе участвует лецитинхолестеринацилтрансфераза. Между ЛПВП и ЛПОНП также происходит обмен липидами и белками.

Нарушение соотношения между количеством ЛПНП, ЛПОНП и ЛПВП может вызывать задержку холестерина в тканях. Это приводит к атеросклерозу ЛПНП называют атерогенными липопротеидами, а ЛПВП - антиатерогенными липопротеидами. При наследств енном дефиците ЛПВП наблюдаются ранние формы атеросклероза.

Глюкоза образуется путем глюконеогенеза — процесса образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина.

Несмотря на хорошую растворимость в воде, у здоровых людей глюкоза не выводится вместе с мочой, потому что при нормальной концентрации глюкозы в крови почки успевают впитывать глюкозу из мочи обратно в кровь. При увеличении уровня глюкозы в крови выше определенного значения почки теряют способность впитывать глюкозу из мочи, что приводит к появлению глюкозурии

Изменение концентрации: Повышение уровня глюкозы (гипергликемия):

Сахарный диабет I и II типа; Заболевания поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит, панкреатит при эпидемическом паротите, муковисцидозе, опухоли поджелудочной железы); Хронические заболевания печени (цирроз печени, гемохроматоз); Физиологическая гипергликемия (умеренная физическая нагрузка, сильные эмоции, стресс, курение).

Понижение уровня глюкозы (гипогликемия):

Заболевания поджелудочной железы (гиперплазия, аденома или карцинома бета-клеток поджелудочной железы (например, инсулинома) или недостаточность альфа-клеток островков - дефицит глюкагона); Передозировка гипогликемических препаратов и инсулина; Тяжелые болезни печени (цирроз, гепатит, карцинома, гемохроматоз); Нарушения питания (длительное голодание); Интенсивная физическая нагрузка, лихорадочные состояния.

Лактат является конечным продуктом анаэробного гликолиза. В условиях покоя основной источник лактата в плазме — эритроциты. При физической нагрузке лактат выходит из мышц, превращается в пируват в печени или метаболизируется мозговой тканью и сердцем. Повышается лактат в крови при тканевой гипоксии из-за снижения перфузии ткани или уменьшения напряжения кислорода в крови. Накопление лактата может уменьшить рН крови и снизить концентрацию бикарбоната, приводя к метаболическому ацидозу. 7 12.Внутриклеточные белки и белки секретов в плазме крови. Клинико-диагностическое значение исследования.

Нефункциональные ферменты плазмы включают белковые секреты экзокринных желез и истинно внутриклеточные белки. Ферменты, выделяемые экзокринными железами,—панкреатическая амилаза, панкреатическая липаза, щелочная фосфатаза (из желчи) и кислая фосфатаза из простаты— поступают в плазму путем простой диффузии. Истинно внутриклеточные белки в норме в систему кровообращения не поступают. В медицине используют количественное определение некоторых нефункциональных ферментов плазмы крови.

Буферные системы тканей и крови: гемоглобиновая, фосфатная, бикарбонатная. Механизм и значение поддержания кислотно-основного равновесия в организме буферными системами. Понятие об ацидозе и алкалозе.

Буферные системы поддерживают внутри- и внеклеточную рН на физиологическом уровне и при изменении рН действуют немедленно (в течение 1с). Буферная система – это комплекс основания и слабой кислоты, который способен, при необходимости, связывать протоны водорода (при ацидозе) или отдавать их (при алкалозе). Гемоглобиновая – самая мощная с-ма крови. Участие гемоглобина в регуляции рН крови связана с его ф-ей – транспорт О2. Константа диссоциации кислотных групп гемоглобина меняется в зависимости от его насыщения О2. При насыщении он становится боле сильной к-той(ННbО2) и увеличивает отдачу в р-р ионов Н+. если гемоглобин отдает О2, он становится очень слабой органической к-той (ННb).

Бикарбонатная (НСО3-) является главной буферной системой крови (рН 7,4). Фосфатная (НРО4-) является главной буферной системой клеток (рН 7,0).

Н+, который генерируются периферическими клетками в процессе жизнедеятельности связываются внутриклеточной (фосфатной) буферной системой и выводятся из клеток

В свою очередь, фосфатная буферная система обменивается протонами водорода с бикарбонатной и, т.о. протоны водорода транспортируются к месту окончательного выведения – почкам.

рСО2  рН ацидоз дыхательный

[НСО3-]

рСО2  рН ацидоз метаболический

[НСО3-]

рСО2  рН алкалоз дыхательный

[НСО3-]

рСО2  рН алкалоз метаболический

[НСО3-]

14.Эритроциты, место образования и распада. Регуляция эритропоэза эритропоэтином. Особенности метаболизма эритроцитов и структуры их мембран.

Эритроциты - основная часть клеток крови - высокоспециализированне клетки. Образуются и созревают в красном костном мозге. Зрелые безьядерные эритроциты циркулируют в крови в течении 90-120 дней. Распадаются в селезенке. Регуляция эритроцитарного ростка (эритрона) осуществляется фактором роста эритроцитов – эритропоэтином. Эритропоэтин образуется в почках и секретируется в ответ на гипоксию в тканях почек. Эритропоэтин стимулирует дифференцировку эритроцитов в костном мозге и их количество в крови увеличивается. Он активирует митоз и созревание эритроцитов из клеток-предшественников эритроцитарного ряда. Секреция эритропоэтина почками усиливается при кровопотере, различных анемических состояниях (железо-, фолат- и B12-дефицитных анемиях, анемиях, связанных с поражениями костного мозга и др.), при ишемии почек (например, при травматическом шоке), при гипоксических состояниях. Секреция эритропоэтина почками также усиливается под влиянием глюкокортикоидов.

Особенности эритроцитов: Имеет форму двояковогнутого диска, что обеспечивает наибольшую площадь поверхности газообмена. Клеточный скелет и структура мембраны позволяют претерпевать значительную деформацию и проходить через капилляры (основные белки мембраны – спектрин, гликофорин и белок 3 полосы). Безьядерные клетки - не способны синтезировать новые белки и адаптироваться к изменениям факторов среды. Отсутствуют митохондрии - возможен только анаэробный гликолиз и пентозофосфатный путь. Эритроциты обладают мощной системой функционально взаимосвязанных антиоксидантных ферментов (СОД, КАТ, ГП)

Метаболизм: транспорт глюкозы осуществляется по Glut-2 (инсулиннезависимый), гликолиз только анаэробный./образующийся лактат поступает в печень (глюконеогенез)/

2,3-ДФГ, промежуточный продукт гликолиза регулирует сродство к гемоглобину

ПФП направлен на синтез НАДФН, который восстанавливает глутатион, кофермент ГП

Лейкоциты. Особенности метаболизма фагоцитирующих клеток (моноциты, гранулоциты). Образование лейкоцитами активных форм кислорода, их биологическая роль.

Моноциты. Непродолжительное время циркулируют в кровотоке. Попадают в периферические ткани, где трансформируются в тканевые макрофаги. Макрофаги более эффективно, чем нейтрофилы, захватывают и поглощают микобактерии, грибки и макромолекулы.

Особенности: Крупное ядро, следовательно, интенсивен биосинтез белка. Играют важную роль в захвате (фагоцитозе), переработке и представлении (презентации) антигенов лимфоцитам в ходе клеточных и гуморальных иммунных реакций.

Лимфоциты играют важную роль в формировании гуморального (В-лимфоциты) и клеточного (Т-лимфоциты) иммунитета. Т-лимфоциты образуются в костном мозге и дифференцируются в тимусе (вилочковой железе), имеют разную продолжительность жизни (недели, месяцы, годы). В-лимфоциты образуются и дифференцируются в костном мозге. Особенности: у лимфоцитов крупное ядро - интенсивен биосинтез белка (иммуноглобулинов) способны к клонированию (клон - потомство одной клетки).

АФК: Ферментный комплекс мембраны фагосом - NADPH-оксидаза восстанавливает О2, образуя супероксидный анион:

2 О2 + NADPH → 2 O2- + NADP+ + H+. 11 Супероксидный анион спонтанно или при участии фермента супероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода:

О2- + О2- + 2Н+ → Н2О2 + О2.

Под действием миелопероксидазы, проникающей в фагосому при её слиянии с лизосомой, из пероксидов в присутствии галогенов (йоди-дов и хлоридов) образуются дополнительные токсичные окислители - гипойодид и гипохлорид.

Н2О2 + Cl- + H+ → НОС1 + H2O.

Все эти молекулы являются сильными окислителями и оказывают бактерицидное действие. Резкое увеличение потребления кислорода фагоцитирующей клеткой называется "респираторным взрывом" Активные формы кислорода инициируют свободнорадикальные реакции, разрушающие липиды клеточных мембран поглощённых фагоцитами бактерий.

Активность свертывающей, противосвертывающей и фибринолитической систем: биологическое значение баланса, обеспечивающие взаимосвязь механизмы, возможные последствия нарушений баланса. Основные лабораторные показатели активности свертывающей, противосвертывающей, фибринолитической систем гемостаза.

Гемостаз – баланс между свертывающей и противосвертывающей системами крови. Биологическое значение: Гемостаз – комплекс процессов, которые при повреждении сосудов предотвращают кровопотерю, в неповрежденных сосудах поддерживают жидкое состояние крови. Активация свертывающей системы крови при повреждении сосудов всегда сопровождается активацией противосвертывающей системы. Происходит «перенастройка» этих систем, в результате чего обеспечивается локальное свертывание крови в месте повреждения и поддерживается жидкое состояние крови в неповрежденном русле.

Нарушения гемостаза могут привести как к геморрагическим заболеваниям, характеризующимся кровоточивостью, так и к тромботической болезни.

Склонность к кровотечению: 1. Снижение белковых факторов (забол. печени), снижение витамина К. 2. Врожденное нарушение биосинтеза белковых факторов. 3. Снижение образование или ускоренный распад тромбоцитов.

Склонность к тромбообразованию: 1. Повреждение сосудистой стенки (атеросклероз, инфекция). 2. Неадекватная реакция системы гемостаза при травме.

Лабораторна оценка свертывающей ситемы:

1. ЛТ оценки сосудисто-тромбоцитарного гемостаза:

- длительность кровотечения

- агрегационная способность тромбоцитов

- количество тромбоцитов

2. ЛТ оценки общего этапа коагуляционного гемостаза:

- концентрация фибриногена

- тромбиновое время

3. ЛТ оценки внешнего пути активации коагуляционного гемостаза: 15 - протромбиновое время

4. Лабораторные тесты оценки внутреннего пути активации коагуляционного гемостаза:

- активированное парциальное тромбопластиновое время

Лабораторная оценка противосвертывающей системы:

- D-димеры

- растворимые фибрин-мономерные комплексы

Лабораторные тесты оценки фибринолитической активности:

- D-димеры

БХМ сердца и сосудов. БХМ крови. Обмен гемоглобина (120-145)