БИОХИМИЯ КРОВИ
.pdfБИОХИМИЯ КРОВИ
Вопросы
1.Кровь: определение понятия, функции, физико-химические показатели.
2.Белки плазмы крови: классификация, биологическая роль, понятие о белках острой фазы воспаления. Диспротеинемии – гиФпо-, гипер-,
парапротеинемии.
3.Эритроцит функции: особенности структуры, химического состава и метаболизма веществ.
4.Механизмы свободно-радикального окисления (СРО) и
антиоксидантная защита в эритроцитах (АОЗ).
5.Гемоглобин: строение, функции, типы. Талассемии. Миоглобин:
строение, функции, отличие от гемоглобина.
6.Биосинтез гема в организме человека: локализация, субстраты,
ферменты, этапы и регуляция. Порфирии.
7.Связывание гемоглобина с кислородом (триггерный механизм),
кооперативный аллостерический эффект. Кривая насыщения гемоглобина и
миоглобина кислородом.
8.Сродство гемоглобина к кислороду и его регуляция (эффект Бора,
влияние 2,3-дифосфоглицерата).
9.Лейкоцит: функции, химический состав, особенности обмена веществ.
Биохимические аспекты фагоцитоза.
Кровь – определение понятия, клеточный состав, физико-
химические свойства и константы крови.
Кровь – это жидкая подвижная ткань организма, циркулирующая по кровеносным сосудам, обеспечивающая взаимосвязь между органами и тканями и обмен организма продуктами жизнедеятельности с окружающей средой.
Функции крови
1)трофическая (питательная) функция — перенос и доставка в органы и ткани питательных веществ и обмен биохимических компонентов между клетками разных органов и тканей;
2)буферная роль — создание кислотно-щелочного равновесия;
3)транспорт эндогенных регуляторов — гормонов и других эффекторов;
4)транспорт экзогенных веществ — лекарств, витаминов, металлов;
5)удаление из организма конечных продуктов метаболизма — мочевины,
мочевой кислоты, солей и других веществ; 6) защитные функции — это антитела, а также система свертывания крови и
антикоагулянтная система с их многочисленными факторами — белками и ферментами плазмы крови.
Основные физико-химические показатели крови
Общий объём крови взрослого человека составляет 5-6 л. Кровь состоит из жидкой части - плазмы, составляющей 55% её общего объёма, и 45% форменных элементов, к которым относят эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Таблица 1
Клеточный состав крови
№ |
Клетки крови |
Концентрация |
% от общего |
|
объема крови |
||||
|
|
|
||
1 |
Эритроциты |
у ♂ 4,0-5,1 х 1012/л |
44 |
|
|
|
у ♀ 3,7-4,7 х 012/л |
|
|
2 |
Тромбоциты |
180-320 х 109/л |
≈1 |
|
3 |
Лейкоциты |
4,0-8,8 х 109/л |
<1 |
В норме рН крови – 7,36 – 7,42.
Относительная плотность цельной крови – 1,050 – 1,065, плазмы –
1,024 – 1,030.
Вязкость крови определяется по отношению к вязкости воды и соответствует 4,5—5,0. Характеризуется сопротивлением, которое возникает при перемещении слоев крови. Вязкость крови зависит главным образом от содержания эритроцитов и в меньшей от белков плазмы. Играет важную роль в поддержании гемодинамических отношений в кровеносной системе.
Цветной показатель – 0,86-1.05 (относительное содержание гемоглобина в одном эритроците)
Осмотическое давление плазмы крови при температуре 37о ~ 7,6 атм.
Оно определяется осмотической концентрацией, т.е. суммой всех частиц,
находящихся в единице объема. При температуре 37°С осмотическое давление плазмы крови ~ 7,6 атм. Эта величина в основном обусловлена содержащимися в крови хлоридом натрия, глюкозы и мочевины.
Онкотическое давление – 0.03-0,04 атм –обусловлено белками плазмы крови, в основном альбуминами.
Гематокрит – величина, которая показывает соотношение между объемами плазмы и форменных элементов. полученное после центрифугирования крови. Гематокрит у мужчин 40 – 48%, у женщин 36 –
42%.
СОЭ – скорость оседания эритроцитов. Оседание эритроцитов в вертикально расположенном капилляре происходит под влиянием силы земного притяжения за счёт того, что относительная плотность эритроцита больше плотности плазмы. В норме наружная поверхность каждого эритроцита имеет отрицательный заряд, обусловленный сиаловыми кислотами, входящими в состав клеточных мембран. Одинаковый заряд вызывает силы отталкивания между клетками, в результате эритроциты находятся во взвешенном состоянии, оседают медленно, что и определяет нормальную СОЭ (у мужчин 1-10 мм/ч, у женщин: 2-15 м). При патологических процессах на поверхности эритроцита скапливается большое количество белков острой фазы воспаления, которые не только ослабляют электростатический заряд, но и способствуют склеиванию (агрегации)
эритроцитов между собой, увеличивается их масса, следовательно, и
скорость оседания эритроцитов. СОЭ иногда ещё называют пробой на коллоидную устойчивость крови, поскольку именно растворённые в ней белки оказывают наибольшее влияние на данный показатель. Причём,
альбумины, составляющие в норме до 60% от общего количества белка
крови, препятствуют оседанию эритроцитов, а увеличение глобулинов и
фибриногена, наоборот, ускоряет СОЭ.
Время кровотечения 2 – 5 мин. Время свертывания 5- 10 мин.
Плазма и сыворотка крови: понятие, методы получения,
классификация химических веществ, входящих в их состав.
Плазма - это кровь без форменных элементов. Сыворотка крови - это плазма крови, лишенная фибриногена. Плазму крови получают путем осаждения форменных элементов, а сыворотку – путем введения в плазму крови коагулянтов (веществ, способствующих свертыванию крови)
Состав плазмы крови
90% - вода
6-8% - белки
2% - органические небелковые соединения
1% - неорганические соли
Органические небелковые соединения плазмы делятся на две группы.
I группа - азотсодержащие небелковые компоненты.
В состав небелкового азота крови входит азот промежуточных и конечных продуктов обмена простых и сложных белков.
Раньше небелковый азот называли остаточный азот (остается после осаждения белков):
азот мочевины (50 %);
азот аминокислот (25 %);
низкомолекулярные пептиды;
креатин;
креатинин;
билирубин;
индикан; и некоторые другие азотсодержащие вещества.
2 группа - безазотистые органические вещества.
К безазотистым органическим веществам плазмы крови относятся:
углеводы, липиды и продукты их метаболизма (глюкоза, ПВК, лактат,
кетоновые тела, жирные кислоты, холестерин и его эфиры и др.).
Минеральные вещества находятся в плазме крови в виде катионов
(Na+, К+, Са2+, Mg2+ и др.) и анионов (Cl-, НСО3, Н2РО4-, НРО42-, SO42-, J- и др.). Больше всего в плазме содержится натрия, калия, хлоридов,
бикарбонатов. К микроэлементы, обнаруживаемым в крови, в очень небольших количествах (10–6–10–12%) относят йод, медь, цинк, кобальт,
селен и др. Большинство микроэлементов в крови находится в связанном с белками состоянии. Так, медь плазмы входит в состав церрулоплазмина,
цинк эритроцитов целиком связан с карбоангидразой, 65–70% йода крови находится в органически связанной форме – в виде тироксина.
Белки плазмы крови: классификация, методы разделения
Из 9–10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится
6,5–8,5%. Используя метод высаливания нейтральными солями, белки плазмы крови можно разделить на три группы: альбумины, глобулины и фибриноген. Нормальное содержание альбуминов в плазме крови составляет
40–60 г/л, глобулинов – 20–30 г/л, фибриногена – 2,4 г/л.
Синтез белков плазмы крови осуществляется преимущественно в клет ках печени и ретикулоэндотелиальной системы.
Таблица 2
Некоторые биохимические показатели крови |
||
|
|
|
Показатель |
Содержание вещества, выраженное в |
|
единицах системы СИ |
||
|
||
|
|
|
Белок общий |
65 - 85 г/л |
|
Альбумин |
40 - 55 г/л |
|
Глобулины |
20 - 30 г/л |
|
Белковые электрофоретические |
50 – 70% |
|
фракции |
3 – 6% |
|
альбумины |
9 – 15% |
|
1-глобулины |
8 – 18% |
2-глобулины |
|
15 – 25% |
-глобулины |
|
|
-глобулины |
|
|
|
|
|
Фибриноген |
|
2 – 4 г/л |
Глюкоза |
3,3 |
– 5,5 ммоль/л |
Остаточный азот |
14 |
– 28 ммоль/л |
Мочевина |
3,3 |
– 6,6 ммоль/л |
Креатинин |
44 – 140 мкмоль/л |
|
Мочевая кислота |
179-476 мкмоль/л |
|
Билирубин |
|
|
общий |
3,4 – 22,2 мкмоль/л |
|
конъюгированный |
0 – 5,1 мкмоль/л |
|
Холестерин |
3,9 |
– 6,2 ммоль/л |
Щелочная фосфатаза |
0,63 – 2,10 мккат/л |
|
Лактатдегидрогеназа |
1,50 – 4,67 мккат/л |
|
Креатинкиназа |
0,33 – 3,67 мккат/л |
|
Аланинаминотрансфераза |
0,12 – 0,88 мккат/л |
|
Аспартатаминотрансфераза |
0,18 – 0,78 мккат/л |
|
Калий |
3,4 |
– 5,3 ммоль/л |
Натрий |
130 |
– 156 ммоль/л |
Кальций |
2,2 |
– 2,7 ммоль/л |
Хлориды |
96 – 108 ммоль/л |
|
|
|
|
Роль белков плазмы крови .
1.Поддерживают коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление и тем самым постоянный объем крови.
2.Принимают активное участие в свертывании крови.
3.Определяют вязкость крови.
4.Принимают участие в поддержании постоянного рН
крови, так как составляют одну из важнейших буферных систем крови. 5. Выполняют транспортную функцию (холестерин, билирубин,
гормоны, лекарственные препараты и др.).
6. Белки плазмы играют важную роль в процессах иммунитета
(особенно это касается иммуноглобулинов).
7. В результате образования с белками плазмы недиализируемых комплексов поддерживается уровень катионов в крови. Например, 40–50%
кальция сыворотки связано с белками, значительная часть железа,
магния,меди и других элементов также связана с белками сыворотки. 8. Белки плазмы крови могут служить резервом аминокислот.
Современные физико-химические методы позволили открыть и описать около 100 различных белковых компонентов плазмы крови.
Особое значение приобрело электрофоретическое разделение белков плазмы (сыворотки) крови. Метод основан на том, что 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 (-).
Рис.2 Электрофореграмма белков сыворотки крови и состав белковых фракций.
Электрофорез проводят на различных носителях: бумаге, крахмальном геле, полиакриламидном геле и др. В отличие от электрофореза на бумаге,
где скорость движения белков пропорциональна только их суммарному заряду, в полиакриламидном геле скорость движения белков пропорциональна их молекулярным массам.
В сыворотке крови здорового человека при электрофорезе на бумаге можно обнаружить 5 фракций: альбумины, α1-, α2-, β-, γ-глобулины.
Методом электрофореза в крахмальном или полиакриламидном геле – до 16–
17фракций.
Уздорового человека количественные соотношения между белковыми фракциями постоянны. В норме альбумино-глобулиновый коэффициент
(А/Г) =1,5-2,3
Диспротеинемия- изменение содержания отдельных фракций
белков сыворотки крови при нормальном общем содержании белков.
Причины:
- нарушения функций почек, А/Г коэффициент уменьшается за счет потери в большей степени альбуминов;
- нарушения функций печени. А/Г коэффициент снижается за счет уменьшения синтеза альбуминов и глобулинов;
- инфекционные заболевания, сопровождающиеся повышением
антител.
Гипопротеинемия – уменьшение содержания общего белка крови.
Причины:
голодание;
нарушение функции почек;
нарушение функции печени;
кровотечения;
злокачественные новообразования и др.
Гиперпротеинемия – повышение содержания общего белка крови.
Относительная гиперпротеинемия связана с потерей воды, а, следовательно,
повышением концентрации общего белка (поносы, рвота, сахарный и несахарный диабет, холера, дизентерия).
Абсолютная гиперпротеинемия возникает вследствие повышенного образования белков, например, образование γ-глобулинов при инфекционных заболеваниях.
Парапротеинемии – появление белков, которые не существуют в норме, т.е. аномальные белки.
- Интерферон – специфический белок, синтезирующийся в организме в результате проникновения различных вирусов;
- С-реактивный белок – появляется в крови в острый период болезни (белок острой фазы) или в период обострения хронического процесса (пневмония, ревматизм и др.);
- Миеломные белки – при миеломной болезни.
α-фетоглобулин, карциноэмбриональный антиген.
α-Фетоглобулин — один из фетальных антигенов, которые циркулируют в крови примерно у 70% больных с первичной гепатомой.
Этот антиген выявляется также у пациентов с раком желудка,
предстательной железы и примитивными опухолями яичка. Исследование крови на наличие в ней α-фетопротеина полезно для диагностики гепатом.
Карциноэмбриональный антиген (КЭА) — гликопротеид,
опухолевый антиген, характерный в норме для кишечника, печени и поджелудочной железы плода. Антиген появляется при аденокарциномах органов ЖКТ и поджелудочной железы, в саркомах и лимфомах, также обнаруживается при целом ряде неопухолевых состояний: при алкогольном циррозе печени, панкреатите, холецистите, дивертикулите и язвенном колите.
Альбумины сыворотки крови: место биосинтеза, особенности
состава, структуры, физико-химических свойств, функций.
Альбумины - простые низкомолекулярные гидрофильные белки.
Молекула альбумина содержит много дикарбоновых аминокислот, поэтому может удерживать в крови катионы Са2+, Сu2+, Zn2+. Молекулярная масса
67 кДа. Альбумины, как и большинство других белков плазмы крови,
синтезируются в печени.
Функции альбуминов определяются их высокой гидрофильностью и высокой концентрацией в плазме крови. Глобулярный белок плазмы крови,
синтезируется исключительно в печени. Молекулярная масса 69 кДа.
существует микрогетерогенность молекул альбумина, что связано с количеством и качеством агрегированных с альбумином молекул.
1.Поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления крови (благодаря высокой гидрофильности).
2.Транспортная функция – благодаря большому количеству заряженных и гидрофобных участков альбумин переносит
o пигменты – билирубин, уробилин (одна молекула альбумина может одновременно связать 25-50 молекул билирубина),
o длинноцепочечные жирные кислоты – основная физиологическая функция сывороточного альбумина (6-8 молекул на одну молекулу альбумина),
o катионы (например, Ca2+ и Mg2+), благодаря большому количеству глутамата, другие металлы (ртуть), также способен связать анионы (Cl–),
o соли желчных кислот, o витамины,
o гормоны (альдостерон, прогестерон, гидрокортизон), o органические красители,
o лекарственные вещества (дигоксин, барбитураты, пенициллин,
ацетилсалициловая кислота, сердечные гликозиды).
Снижение концентрации альбумина наступает при больших потерях белка, связанных с кровотечением, при нарушении синтеза альбумина или увеличении скорости его распада.
α 1-глобулины