- 9. Физиологическая роль белков плазмы крови
- 10. Нарушение содержание белка в плазме крови
- Содержание глобулинов в крови здоровых людей
- Фибриног е н
- Хроматография
- 60. Биологическое значение глюконеогенеза
- Фосфатидная кислота и фосфатидилглицеролы
- Рис. 15.10.
- Фосфатидилхолин (лецитин)
- Рис. 5.12.
- Фосфатидилэтаноламин (кефалин)
- Рис. 15.13.
- Рис. 15.15.
- Рис. 15.16.
- 72. СИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ
- (автоокисление)
8. белки плазмы крови
 Скачать 379.5 Kb.
|
|
8. БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ Общее количество белков в плазме—7—7,5 г/дл (г%). Таким образом, белки составляют основную часть твердых веществ плазмы. Белки плазмы—это очень сложная смесь, включающая не только простые белки, но и смешанные или конъюгированные молекулы, например гликопротеины и различные типы липопротеинов. Разделение сложной смеси белков на индивидуальные белки осуществляется при помощи растворителей и (или) электролитов; при этом выделяют различные белковые фракции в зависимости от их растворимости. Это свойство белков лежит в основе так называемых методов высаливания, часто используемых в клинических лабораториях. Белки плазмы осаждают при различных концентрациях сульфата натрия или сульфата аммония. При этом белки разделяют на три основные группы: фибриноген, альбумин и глобулин. Плазма крови—это по определению внутрисосудистая жидкость. В артериальной области кровообращения внутрисосудистое гидростатическое давление, создаваемое сердцем и крупными сосудами, на 20—25 мм рт. ст. превышает гидростатическое давление в тканях. Выходу слишком большого количества жидкости из сосудов во внесосудистое тканевое пространство противодействует внутрисосудистое коллоидно-осмотическое давление, создаваемое белками плазмы. 9. Физиологическая роль белков плазмы крови Почти все функции крови (за исключением специфических клеточных, таких, как перенос кислорода или иммунологическая защита) осуществляются плазмой или ее компонентами. Основные функции крови следующие: 1) дыхание—транспорт кислорода от легких к тканям и перенос СО2 от тканей к легким; 2) питание—транспорт поглощенных питательных веществ; 3) выделение—перенос конечных продуктов метаболизма в почки, легкие, кожу, кишечник для последующего их выведения; 4) поддержание в организме нормального кислотно-щелочного равновесия; 5) регуляция водного баланса (кровь влияет на обмен воды между циркулирующей жидкостью и тканевой жидкостью); 6) регуляция температуры тела путем распределения тепла; 7) защита от инфекций (осуществляется лейкоцитами и циркулирующими в плазме антителами); 8) транспорт гормонов и регуляция метаболизма; 9) транспорт различных метаболитов. Плазма содержит воду, электролиты, метаболиты, питательные вещества, белки и гормоны. Содержание воды и электролитов в плазме практически такое же, как и во всех внеклеточных жидкостях. 10. Нарушение содержание белка в плазме крови Концентрация общего белка в сыворотке крови в норме составляет 65—85 г/л. Концентрация общего белка в сыворотке зависит главным образом от синтеза и распада двух основных белковых фракций — альбумина и глобулинов. Синтез белков плазмы крови осуществляется в основном в клетках печени. При анализе содержания общего белка в сыворотке различают:
Гипопротеинемия возникает вследствие:
Гиперпротеинемия нередко развивается вследствие дегидратации в результате потери части внутрисосудистой жидкости. Это происходит при тяжелых травмах, обширных ожогах, холере. При острых инфекциях содержание общего белка часто повышается вследствие дегидратации и одновременного возрастания синтеза белков острой фазы. При хронических инфекциях содержание общего белка в крови может нарастать в результате активации иммунологического процесса и повышенного образования иммуноглобулинов. Гиперпротеинемия наблюдается также при появлении в крови парапротеинов — патологических белков, вырабатываемых в большом количестве при миеломной болезни, при болезни Вальденстрема. 11. Альбумин Концентрация альбумина в плазме выше, чем концентрация двух других главных белков, а его молекулярная масса наименьшая (рис. 55.1). Именно этот белок вносит основной вклад во внутрисосуди-стое коллоидно-осмотическое давление. Альбумин синтезируется в печени, и его единственная цепь состоит из 610 аминокислот. Наряду с участием в поддержании коллоидно-осмотического давления альбумин служит еще молекулой-переносчиком. Он транспортирует билирубин, жирные кислоты, многие лекарственные вещества и элементы, содержащиеся в плазме в следовых концентрациях. Некоторые из его лиганд-связывающих участков являются высокоспецифичными и насыщаемыми, другие же обладают этими свойствами в значительно меньшей степени. При гипоальбуминемии (низкой концентрации альбумина в сыворотке), которая сопровождает заболевания печени и почек, наблюдается отек мягких тканей. Это связано с понижением внутрисо-судистого коллоидно-осмотического давления. 12. Глобулины Глобулины - группа белков плазмы крови. В плазме здорового человека при электрофорезе можно выделить: альфа-1-глобулины, альфа-2-глобулины, бета-глобулины , гамма-глобулины. Содержание глобулинов в крови здоровых людей
Альфа-1-глобулины - это белки так называемой острой фазы. Степень увеличения альфа-глобулинов отражает интенсивность процесса. Увеличение содержания альфа-глобулинов наблюдается при воспалительных процессах, стрессовых воздействиях на организм (травмы, ожоги, инфаркт миокарда и др.). Преимущественное увеличение альфа-2-глобулинов отмечается при острых гнойных заболеваниях, вовлечении в патологический процесс соединительной ткани (ревматизм, системная красная волчанка и др.). Повышение содержания альфа-глобулинов возможно также при некоторых хронических заболеваниях, злокачественных новообразованиях, особенно при их метастазировании. Уменьшение альфа-глобулинов отмечается при угнетении их синтеза в печени, гипотиреозе — пониженной функции щитовидной железы. Бета-глобулины. В этой фракции присутствуют липопротеиды, поэтому количество бета-глобулинов увеличивается при гиперлипопротеидемиях. Это наблюдается при атеросклерозе, сахарном диабете, гипотиреозе, нефротическом синдроме. Повышение содержания гамма-глобулинов (гипергаммаглобулинемия) наблюдается при усилении иммунных процессов. Оно обусловлено повышенной продукцией иммуноглобулинов классов G, A, M, D, Е и наблюдается при острых и хронических вирусных, бактериальных, паразитарных инфекциях, заболеваниях соединительной ткани (коллагенозах), злокачественных заболеваниях крови, некоторых опухолях. Повышение гамма-глобулинов характерно для хронических активных гепатитов, циррозов печени, миеломной болезни, злокачественных новообразованиях. Уменьшение гамма-глобулинов отмечается при заболеваниях и состояниях, связанных с истощением, угнетением иммунной системы (хронические воспалительные процессы, аллергия, злокачественные заболевания в терминальной стадии, длительная терапия стероидными гормонами, СПИД). 13. ФибриногенФибриноген - растворимый белок плазмы крови, относящийся к группе глобулинов; фактор I свёртывания крови, способный под действием фермента тромбина превращаться в фибрин. Молекулярная масса Ф. около 350 000. Молекула имеет форму глобулы диаметром около 22 нм; состоит из двух одинаковых субъединиц, каждая из которых представлена тремя неодинаковыми полипептидными цепями, обозначаемыми a(А), b(В) и g, где А и В – пептиды, отторгаемые тромбином. Синтез Ф. в организме происходит в паренхиматозных клетках печени. Содержание Ф. в плазме крови здорового человека 300–500 мг %. При недостаточности Ф. в организме или при образовании молекул с аномальным строением наблюдается кровоточивость. Ф., получаемый осаждением из плазмы крови этанолом, используют для остановки кровотечений при операциях, в акушерско-гинекологической практике, при гемофилии и заболеваниях, связанных с пониженным содержанием Ф. в крови. Выпускаются препараты Ф. для лабораторных исследований; Ф., получаемый из крови человека, используют для клинических целей. 17. Методы фракционирования белковВысаливание.При добавлении растворов солей щелочных и щелочноземельных металлов происходит осаждение белков из раствора. Обычно белок не теряет способности растворяться вновь вводе после удаления солей методами диализа или гельхроматографии. Высаливанием белков обычно пользуются в клинической практике при анализе белков сыворотки крови и других биологических жидкостей, а также в препаративной энзимологии для предварительного осаждения и удаления балластных белков или выделения исследуемого фермента. Различные белки высаливаются из растворов при разных концентрациях нейтральных растворов сульфата аммония. Поэтому метод нашел широкое применение в клинике для разделения глобулинов (выпадают в осадок при 50% насыщении) и альбуминов (выпадают при 100% насыщении). На величину высаливания белков оказывают влияние не только природа и концентрация соли, но и рН среды и температура. Электрофорез.Метод свободного электрофореза, детально разработанный лауреатом Нобелевской премии А. Тизелиусом, основан на различии в скорости движения (подвижности) белков в электрическом поле, которая определяется величиной заряда белка при определенных значениях рН и ионной силы раствора. В последнее время более широкое распространение получили методы зонального электрофореза белков на различных носителях, в частности на твердых поддерживающих средах: гелях крахмала и полиакриламида, целлюлозе. Хроматография.Принцип хроматографии, разработанный в 1903 г. русским ученым М. С. Цветом, основан на способности пигментов (или любых других окрашенных и неокрашенных веществ) специфически адсорбироваться на адсорбенте, заключенном в колонке. В результате происходит разделение анализируемых веществ и их концентрирование в строго определенном слое адсорбента. Затем через колонку пропускают подходящие элюенты, которые ослабляют силы адсорбции и выносят с nоком раствора индивидуальные вещества. Последние последовательно собирают в коллекторе фракций (принцип сорбции-десорбции). При выделении и очистке белков используют четыре основных типа хроматографии: адсорбционную, распределительную, ионообменную и аффинную (хроматография по сродству) – в соответствии с разными физическими и химическими механизмами, лежащими в основе каждого из них. Хроматография широко применяется не только длявыделения белков, но и для разделения множества других органических и неорганических веществ, входящих в состав живых организмов. Ультрацентрифугирование Этот метод, разработанный Сведбергом, основан на измерении скорости седиментации до jсаждения) под действием центробежных сил, которые создается в ультрацентрифуге при ускорении порядка 10000g. 60. Биологическое значение глюконеогенеза Биосинтез В-глюкозы — необходимый жизненно важный процесс для всех высших животных. Постоянное поступление глюкозы в качестве источника энергии необходимо для нервной системы, а также эритроцитов, почек, всех тканей эмбриона. Мозг человека потребляет более 120 г глюкозы в сутки. При понижении концентрации глюкозы в крови ниже критического уровня происходит нарушение функционирования мозга; тяжелая гипогликемия приводит к коматозному состоянию. Очевидно, глюкоза играет существенную роль в поддержании эффективных концентраций интермедиатов цикла Кребса. Она является необходимым метаболитом липидного обмена, так как служит источником глицерола — структурного элемента глицеридов. Биосинтез глюкозы в организме животных постоянно осуществляется благодаря совокупности строго регулируемых реакций. Предшественниками В-глюкозы являются лактат, пируват, глицерол, промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот и большинство аминокислот. У животных синтез глюкозы из неуглеводных предшественников называют глюконеогенезом, что означает образование "нового" сахара. Глюкоза служит предшественником других физиологически важных углеводов. В этой связи в первую очередь следует отметить биосинтез гликогена, осуществляющийся главным образом в печени и мышцах. Гликоген печени выполняет резервную функцию: глюкоза, отщепляемая от цепей гликогена, поступает в кровь. Распад мышечного гликогена обеспечивает потребности в АТР в ходе мышечного сокращения. В растениях глюкоза, а также другие углеводы образуются в процессе фотосинтеза за счет восстановления диоксида углерода. У позвоночных глюконеогенез протекает главным образом в печени, значительно менее интенсивно — в почках (в корковом веществе). Если центральным путем катаболизма углеводов является превращение глюкозы в пируват, то центральным путем глюконеогенеза принято считать превращение пирувата в глюкозу. В этой связи гликолиз иногда называют "путем, ведущим вниз", а глюконеогенез — "путем, ведущим вверх". Большинство реакций глюконеогенеза представляют собой обращение соответствующих реакций гликолиза. И гликолиз, и глюконеогенез представляют собой необратимые процессы. 69. Роль фосфолипидов. К фосфолипидам относятся 1) фосфатидная кислота и фосфатидилглицеролы, 2) фосфатидилхо-лин, 3) фосфатидилэтаноламин, 4) фосфатидилино-зитол, 5) фосфатидилсерин, 6) лизофосфолипиды, 7) плазма л огены и 8) сфингомиелины. Фосфатидная кислота и фосфатидилглицеролы Фосфатидная кислота является важным промежуточным соединением в ходе синтеза триацилгли-церолов и фосфолипидов, но в тканях содержится в незначительных количествах.  Рис. 15.10. Фосфатидная кислота. Кардиолипнн — фосфолипид, содержащийся в мембранах митохондрий. Он образуется из фосфа-тидилглицерола (рис. 15.11). Фосфатидилхолин (лецитин) Лецитины, как и простые жиры, содержат глицерол и жирные кислоты, но в их состав еще входят фосфорная кислота и холин. Лецитины широко представлены в клетках различных тканей, они выполняют как метаболические, так и структурные функции в мембранах. Дипальмитиллецитин — очень эффективный поверхностно-активный агент, снижающий поверхностное натяжение и тем самым препятствующий слипанию внутренних поверхностей дыхательных путей в легких. Его отсутствие в легких  Рис. 5.12. 3-фосфатидилхолин.' недоношенных новорожденных приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности. Большинство фосфолипидов содержит насыщенный аци-льный радикал в положении С, и ненасыщенный радикал в положении С, (рис. 15.12). Фосфатидилэтаноламин (кефалин)  Кефалины отличаются от лецитинов только тем, что у них холин заменен этаноламином (рис. 15.13). Рис. 15.13. 3-Фосфатидил этаноламин. Фосфатидилинозитол Инозитол в этом соединении представлен одним из стереоизомеров — миоинозитолом (рис. 15.14). Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат является важным компонентом фосфолипидов, входящих в состав клеточных мембран; при стимуляции соответствующим гормоном он расщепляется на диацилглицерол и инозитолтрифосфат действуют как внутриклеточные, или вторые посредники.  Фосфатидилсерин В тканях находится также родственный кефалину фосфолипид. содержащий вместо этаноламина остаток серина (рис. 15.15). Кроме того, были выделены фосфолипиды, содержащие остаток треонина.  Рис. 15.15. 3-Фосфатидилсерин. Лизофосфолипиды Эту группу соединений образуют фосфоацилглицеролы, содержащие только один ацильный радикал. Примером служит лизолецитин, играющий важную роль в метаболизме фосфолипидов  Рис. 15.16. Лизолецитин Плазмалогены На долю этих соединений приходится до 10% фосфолипидов Мозга и мышечной ткани. В структурном отношении они родственны фосфатидилэтано-ламину, но имеют при атоме углерода С, простую эфирную связь, а не сложноэфирную, как большинство других ацилглицеролов. Алкильным радикалом в плазмалогенах обычно является ненасыщенный спирт (рис. 15.17). В некоторых случаях этаноламин замешают холин, серии или инозитол.  Сфингомиелины Сфингомиелины в больших количествах встречаются в нервной ткани. При гидролизе сфингомиелинов образуются жирная кислота, фосфорная кислота, холин и сложный аминоспирт сфингозин (рис 15.18). Глицерола в составе этих соединений нет. Соединение сфингозина с жирной кислотой получило название церамид, он обнаружен в составе гликолипидов (см. ниже).  72. СИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ Сравнительные исследования, проведенные на ге-патэктомированных и контрольных животных, показали, что печень является основным источником ли-попротеинов плазмы крови, образующихся из эндогенных источников. Триацилглицеролы, образующиеся в печени, являются непосредственными предшественниками триацилглицеролов, входящих в состав ЛПОНП (Липопротеины очень низкой плотности). Жирные кислоты, необходимые для биосинтеза этих триацилглицеролов, либо синтезируются в печени из ацетил-СоА, образующегося главным образом из углеводов, либо поступают в виде свободных жирных кислот из кровотока. При хорошем питании преобладает первый путь, в этом случае процесс биосинтеза жирных кислот протекает активно, а уровень свободных жирных кислот в крови низок. Поскольку в норме при этих условиях триацилглицеролы не накапливаются в печени, можно сделать вывод о том, что сразу же после образования они транспортируются из печени в составе ЛПОНП. С другой стороны, при голодании, при приеме пищи, богатой жирами, или при сахарном диабете уровень свободных жирных кислот в крови повышается и большее количество этих кислот поглощается печенью. В этих условиях липогенез ингибируется, и свободные жирные кислоты являются основным источником жирных кислот, входящих в состав триацилглицеролов печени и ЛПОНП. Образование триацилглицеролов и секреция ЛПОНП печенью увеличивается в следующих условиях: 1) при потреблении богатой углеводами пищи (в особенности пищи, содержащей большое количество сахарозы или фруктозы), 2) при высоком содержании свободных жирных кислот в крови, 3) при потреблении этанола и 4) при высоких концентрациях инсулина и низких концентрациях глюкагона. 77. Перекисное окисление липидов Перекисное окисление (автоокисление) липидов при контакте с кислородом не только приводит в негодность пищевые продукты (прогоркание), но и вызывает также повреждение тканей, способствуя развитию опухолевых заболеваний. Повреждающее действие инициируется свободными радикалами (RОО*, Ro", ОН*), возникающими в период образования перекисей жирных кислот, содержащих двойные связи, чередующиеся с метиленовыми мостиками (такое чередование имеется в природных полиненасыщенных жирных кислотах). Перекисное окисление липидов является цепной реакцией, обеспечивающей расширенное воспроизводство свободных радикалов, которые инициируют дальнейшее распространение перекисного окисления. Весь процесс можно представить следующим образом.  1) Инициация: 2) Развитие реакции:  3) Терминация (прекращение реакции):  Поскольку гидроперекись RООН выступает как предшественник в процессе инициации, перекисное окисление липидов является разветвленной цепной реакцией, потенциально способной вызвать значительные повреждения. Для регулирования процесса перекисного окисления жиров и человек, и природа используют антиоксиданты. В пищевые продукты с этой целью добавляют пропилгаллат, бутилиро-ванный гидроксианизол и бутилированный гидрок-ситолуол. К природным антиоксидантам относятся жирорастворимый витамин Е (токоферол), а также водорастворимые ураты и витамин С. Бета-Каротин является антиоксидантом только при низких значениях Ркислород . Антиоксиданты распадаются на два класса: 1) превентивные антиоксиданты, снижающие скорость инициации цепной реакции, и 2) гасящие (прерывающие цепь) антиоксиданты, препятствующие развитию цепной реакции. К первым относятся каталаза и другие пероксидазы, разрушающие RООН, и агенты, образующие хелатные комплексы с металлами —ДТПА (диэтилентриаминпентаацетат) и ЭДТА (этилендиаминтетраацетат). В качестве прерывающих цепь антиоксидантов часто выступают фенолы или ароматические амины. Главными прерывающими цепь антиоксидантами являются супероксиддисмутаза которая в водной фазе улавливает супероксидные свободные радикалы, а также витамин Е, улавливающий свободные радикалы КОО" в липидной фазе, и, возможно, мочевая кислота.  Перекисное окисление катализируется также гемовыми соединениями и липюксигеназами, находящимися в составе тромбоцитов, лейкоцитов. Рис111. Токоферол |