Содержание
Схема процессов распада гемоглобина крови
Почки
  Мезобилирубин |
|
 |
Стеркобилиноген
Стеркобилин
Мезобилин
Уробилиноген
Кал Моча
В РЭС клеток Fe (ΙΙ) в составе гемоглобина окисляется до Fe (ΙΙΙ), в результате чего гемоглобин превращается в метгемоглобин. Затем начинается разрушение тетрапиррольной структуры гемма. Образуется вердоглобин, из молекулы которого удаляется Fe3+ и образуется зеленый пигмент биливердин. Эту реакцию катализирует фермент гемоксигеназа.
Биливердин находится в желчи и в небольших количествах в тканях млекопитающих. В результате ферментативного восстановления (фермент биливердинредуктаза) биливердин превращается в билирубин – важнейший желчный пигмент человека. Билирубин образуется в печени, селезенке. Кровь, оттекающая из селезенки попадает в печень, в которой билирубин задерживается, и затем вместе с желчью изливается в желчный пузырь. Одновременно в печени задерживается и железо, которое в виде ферритина накапливается в печеночных клетках, играющих роль депо соединений железа. Изменение цвета синяков на теле – наглядное проявление реакций распада гемоглобина. Образовавшийся билирубин в клетках РЭС называется свободным, или непрямым, он плохо растворим в воде, очень токсичен. В плазме билирубин специфически связывается с альбумином. В комплексе с этим белком он переносится в печень, где переводится в более растворимое в воде состояние, альбумин освобождается, а билирубин взаимодействует в клетках печени с глюкуроновой кислотой (с одной молекулой, образуя моноглюкуронид, или с двумя молекулами, образуя диглюкуронид). В таком виде билирубин нетоксичен, водорастворим и называется связанным билирубином (прямым).
Определение «прямого» и «непрямого» билирубина имеет большое клиническое значение, так как позволяет диагностировать различные формы желтух.
В клетках печени накапливается связанный билирубин, который поступает в желчный пузырь и входит в состав желчных пигментов. С желчью связанный билирубин поступает в кишечник, где желчные пигменты подвергаются воздействию бактерий. Кишечная микрофлора восстанавливает освободившийся билирубин в бесцветное соединение уробилиноген (мезобилиноген). В подвздошной кишке и толстом кишечнике небольшая часть уробилиногена снова всасывается в кровь и попадает в печень, где подвергается разрушению. Большая часть уробилиногена под действием микрофлоры окисляется в кишечнике в окрашенное соединение стеркобилин и выделяется из кишечника с калом. Наибольшее количество уробилиногена всасывается через систему геморроидальных вен и попадает в систему большого круга кровообращения, минуя печень. В таком виде он выводится почками с мочой. На воздухе уробилиноген легко окисляется в уробилин. Выделение уробилиногена в повышенном количестве с мочой свидетельствует о недостаточности печени, т.е. теряется способность извлекать этот пигмент из крови воротной вены. Это наблюдается при паренхиматозных желтухах. Отсутствие уробилиногена в моче при наличии желчных пигментов указывает на прекращение поступления желчи в кишечник вследствие закупорки желчного протока. Таким образом, определение билирубина и уробилиногена в моче может представлять большой клинический интерес.
При некоторых заболеваниях происходит нарушение процессов распада гемоглобина. В результате в плазме крови и (или) в моче наблюдается изменения концентрации желчных пигментов. С мочой может выделяться и неразрушенный гемоглобин. Клинико – биохимическое доказательство таких изменений лежит в основе дифференциальной диагностики следующих патологических состояний:
— острого гемолиза
— гемолитической анемии
— механической закупорки желчевыводящих путей
— нарушений функции печени
— нарушений образования ферментов.
Среди нарушений обмена хромопротеидов наиболее часто встречаются желтухи. В их основе лежат нарушение образования, превращения и выделения билирубина, который в избыточном количестве накапливается в крови. Это приводит к отложению его в коже, слизистых оболочках, склере и т.д., которые приобретают желто-коричневую окраску.
Гемолитическая желтуха – возникает при повышенном гемолизе эритроцитов (токсикозы, ожоги, переливание несовместимой крови и т.д.). В плазме крови увеличивается концентрация свободного (непрямого) билирубина. Печень не в состоянии превратить такое большое количество билирубина в связанный (прямой). Свободный билирубин не может экскретироваться в кишечнике. Накопление в крови ведет к откладыванию его в коже, возникает желтуха. В кишечник поступает большое количество связанного билирубина, образуется большое количество уробилиногена (моча – оранжево – коричневая) и стеркобилиногена (кал – темно-коричневый), в крови связанный билирубин повышен незначительно.
Паренхиматозная желтуха – в основе лежит повреждение печеночных клеток (болезнь Боткина, цирроз, токсикозы и др.) Вследствие этого нарушается экскреция связанного билирубина в желчные капилляры, и он попадает в кровь, концентрация связанного билирубина увеличивается, кроме того, снижается способность гепатоцитов к образованию билирубин – глюкуронидов. Поэтому в крови незначительно увеличивается свободный билирубин. Развивается желтуха. Билирубин поступает в мочу, придавая ей зеленовато-бурый цвет. Сниженное поступление связанного билирубина в желчь приводит к уменьшению выработки стеркобилиногена, вплоть до полного прекращения, и кал почти бесцветный. В дожелтушный период пораженные гепатоциты не задерживают мезобилиноген, который попадает в общий кровоток и выводится с мочой, усиливая её окраску до оранжево-коричневого цвета (мезобилиногенурия) – это первый и важный признак начальной стадии заболевания.
Механическая (обтурационная) желтуха. Механическая закупорка желчных путей камнем, опухолью, воспалительный процесс (холангит) создает препятствие для поступления связанного билирубина в кишечник. Поэтому там не образуются уробилиноген, стеркобилин и стул не окрашен, серого цвета, мазеобразный из-за присутствия непереваренного жира (недостаток желчи). В печени активно идет образование связанного билирубина, который поступает в кровь, а оттуда в мочу, придавая ей зеленовато-бурый или темно-коричневый цвет.
Лекция № 8
ТЕМА «ЗНАЧЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ»
Содержание темы:
1. Физико-химические свойства ферментов.
2. Изоферменты.
3. Классификация ферментов. Механизм ферментативного катализа.
4. Факторы, влияющие на скорость ферментативной реакции.
5. Требования к ферментам, используемые в клинико — биохимических исследованиях.
6. Роль витаминов в ферментативном катализе.
7. КДЗ исследования активности трансаминаз, ЛДГ, альфа-амилазы. Изоферменты. Катализируемая реакция, локализация в органах и тканях.
ФЕРМЕНТЫ (энзимы) –специфические белки, играющие роль биокатализаторов, т.е. ускорителей химических реакций.
Как белки ферменты имеют первичный, вторичный, третичный и четвертичный уровни организации молекул. Первичная структура в значительной степени характеризует индивидуальность фермента. Вторичная структура ферментов организована в виде α – спирали. Третичная структура имеет вид глобулы и участвует в формировании активного и других центров фермента. Многие ферменты имеют четвертичную структуру и представляют собой объединение нескольких субъединиц, каждая из которых характеризуется тремя уровнями организации молекул. Эти субъединицы могут различаться между собой как в количественном, так и в качественном отношении. Эти различия привели к появлению групп родственных ферментов – изоферментов. Почти все ферменты, функционируют внутри тех клеток, в которых синтезируются, за исключением ферментов органов пищеварения и отдельных энзимов плазмы крови. Биологическая роль ферментов в том, что они действуют в строго определенной последовательности, катализируют расщепление молекул питательных веществ, обеспечивают запасание и преобразование химической энергии, из простых молекул – предшественников строят макромолекулы, входящие в состав клетки.
Ферменты имеют ряд особенностей в отличие от других катализаторов:
1) они по химической природе белки, высокомолекулярные полимеры;
2) имеют высокую специфичность действия и низкий температурный оптимум (25˚ — 40˚ С);
3) «работают в физиологических условиях рН среды при нормальном атмосферном давлении;
4) структура катализатора в ходе реакции может изменяться и восстанавливаться по окончании реакции;
5) высокая скорость катализируемой реакции 108 – 1011 раз.
6) ферменты обладают специфичностью действия.
Активность ферментов меняется в зависимости от пола, возраста, физиологического состояния организма, что не свойственно неорганическим катализаторам.
Дата добавления: 2018-03-01; просмотров: 259;
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Распад гемоглобина в организме человека
В организме здорового человека с массой тела 70 кг каждый час разрушается около 1-2х108 эритроцитов, что, в перерасчете на массу гемоглобина, подвергающегося распаду, составляет, примерно, 6 г гемоглобина в сутки. Белковая часть гемоглобина разрушается до аминокислот, которые вновь используются клетками для синтеза белков. Катионы железа гема пополняют запасы железа в составе белка печени ферритина, а порфириновое кольцо гема разрушается до специальных продуктов – желчных пигментов (биливердин, билирубины и пигменты, образующиеся из билирубина в кишечнике).
Билирубин IXa
Билирубина диглюкуронид
Рис.19. Структура токсичного билирубина IXa и нетоксичного диглюкуронида билирубина.
Распад гемоглобина начинается, преимущественно, в клетках Купфера (печень) и клетках ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) селезёнки (схема 3). Формирование промежуточных метаболитов распада гемоглобина (вердоглобин, биливердин, билирубин IXa) может происходить как в печени, так и в других органах, прежде всего в селезенке (схема 3), а конъюгация билирубина (образование диглюкуронида – только в гепатоцитах (схема 4)).
В качестве дополнительных источников билирубина выступают многочисленные гемопротеины, содержащиеся в значительных количествах во всех клетках тканей внутренних органов. Среди них особое место занимает белок скелетной мускулатуры и миокарда миоглобин, а также цитохромы.
Процесс превращения свободного(непрямого) билирубина, образующегося при разрушении эритроцитов и распаде гемоглобина в органах ретикулоэндотелиальной системы, в связанный, конъюгированный или прямой билирубин(билирубина диглюкуронид) в гепатоците (рис.20) осуществляется в три этапа (на рис.20 обозначены римскими цифрами):
I этап — захват билирубина (Б) печеночной клеткой после отщепления альбумина;
II этап — образование водорастворимого комплекса билирубин-диглюкуронида (Б-Г);
III этап— выделение образовавшегося связанного (прямого) билирубина (Б-Г) из печеночной клетки в желчные протоки.
Рис. 20.
Обмен и распад гемоглобина в организме
Функция гепатоцита в формировании и секреции прямого билирубина. Бн – свободный (непрямой) билирубин; Б-Г — билирубин-глюкуронид (связанный, или прямой билирубин); Мбг – мезобилиноген (уробилиноген).
Схема 3. Образование неконьюгированного (непрямого) билирубина.
Схема 4. Конъюгация билирубина в паренхиме печени.
В качестве источника глюкуроновой кислоты в этой реакции используется УДФ-глюкуроновая кислота:
Фермент УДФ-глюкуронилтрансфераза, подобно другим энзимам печени, подвергается индукции некоторыми ксенобиотиками. К таковым относятся в частности, широко используемые в клинической практике препараты барбитурового ряда (снотворные и седативные), некоторые противосудорожные препараты других фармакологических групп, транквилизаторы и пр.
В отличие от свободного билирубина, его конъюгированная форма хорошо растворима в воде. Конъюгаты билирубина, преимущественно в форме диглюкуронидов (до 75%), выделяются в желчь. При этом их транспорт направлен в сторону большей концентрации, т.е. против концентрационного градиента. Он обеспечивается специальной энергозависимой системой активного транспорта, встроенной в клеточную мембрану гепатоцитов. Дальнейший метаболизм билирубина связан с поступлением его в желчные пути и кишечник. В нижних отделах желчевыводящих путей и тонком кишечнике под воздействием микрофлоры происходит постепенное восстановление билирубина до мезобилиногена. Часть мезобилиногена. всасывается в кишечнике (уробилиноген) и по системе воротной вены вновь попадает в печень, где в норме происходит практически полное его разрушение до пирролов (схема 5).
Основное количество мезобилиногена из тонкой кишки поступает в толстую и здесь восстанавливается до стеркобилиногена при участии анаэробной микрофлоры (схема 5). Образовавшийся стеркобилиноген в нижних отделах толстой кишки (в основном в прямой кишке) окисляется до стеркобилина и выделяется с калом, определяя его окраску у здоровых людей. Лишь небольшая часть стеркобилиногена через геморроидальные вены попадает в систему нижней полой вены и в дальнейшем выводится с мочой (схема 5). Следовательно, в норме моча человека содержит лишь следы стеркобилиногена, не выявляющиеся клиническими лабораторными методами (за сутки его выделяется до 4 мг). К сожалению, до последнего времени в клинической практике стеркобилиноген, содержащийся в нормальной моче, продолжают называть уробилиногеном.
Схема 5. Превращение билирубина в кишечнике с образованием конечных продуктов в моче и кале.
При диагностике патологий пигментного обмена визуально оценивается интенсивность окраски мочи и кала больных, проводится количественное определение билирубинов (прямого, непрямого, общего) в плазме или сыворотке крови и уробилиногена в моче, иногда количественно определяется стеркобилин кала. При патологиях, сопровождающихся снижением концентрации эритроцитов (анемиях различной этиологии возникновения), обязятельным тестом является определение концентрации гемоглобина, и в качестве дополнительных, концентрация железа в крови человека.
Предыдущая12345678910Следующая
Дата добавления: 2016-03-05; просмотров: 1324;
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
см. Вердогемоглобин.
Значения в других словарях
Дополнительный поиск Вердоглобин
На нашем сайте Вы найдете значение "Вердоглобин" в словаре Медицинский словарь, подробное описание, примеры использования, словосочетания с выражением Вердоглобин, различные варианты толкований, скрытый смысл.
Первая буква "В".
Распад гемоглобина
Общая длина 22 символа
Кударь, Петр Сергеевич/Сесть на шею/Мимо яблоньки яблочко не падает./Обворожить/Да будет стыдно тому, кто об этом дурно думает/Ай, Моська! знать она сильна, Что лает на слона/Где цветок, там и медок./Сибагатуллин, Айрат Миннемуллович/Ириней Лионский/Молодец! Возьми с полки пирожок с гвоздями (с котятами)/Воробью по колено/Без четырех углов изба не рубится./Сам смекай, где берег, где край!/Пень не околица, глупая речь не пословица./Работа/Уме недозрелый, плод недолгой науки!/Фитуни, Леонид Леонидович/Ехал прямо, да попал в яму./Привередливый/Потерять голову/Ехало болело/Хуеплёт/Свой своему поневоле брат/Всякая лиса свой хвост хвалит./Хмырь/
Большая Советская энциклопедия/Большой энциклопедический словарь/Русская энциклопедия/Современная энциклопедия/Энциклопедия Брокгауза и Ефрона/Энциклопедия Кольера/Большой словарь русских поговорок/Грамматологический словарь/Живая речь. Словарь разговорных выражений/История слов/
Лекция № 4.Обмен хромопротеинов. Распад гемоглобина
План лекции:
1. Гемопротеины. Ферментные и неферментные гемопротеины. Гемоглобин: особенности строения гема и белковой части. Биологическая роль гемоглобина.
2. Распад гемопротеинов в тканях на примере гемоглобина. Этапы распада гемоглобина: 1) в РЭС; 2) в гепатоцитах; 3) в кишечнике.
РАСПАД ГЕМОГЛОБИНА
Типы желтух. КДЗ определения желчных пигментов.
Содержание лекционного материала:
1. Гемопротеины. Ферментные и неферментные гемопротеины. Гемоглобин: особенности строения гема и белковой части. Биологическая роль гемоглобина.
Гемопротеиды – это сложные белки, которые в качестве простетической группы содержат гем.Различают неферментные гемопротеиды:гемоглобин и миоглобин, а также ферментные: цитохромы митохондриальной ЦПЭ, цитохром Р450, участвующий в микросомальном окислении; каталаза, пероксидаза – ферменты АОС. На долю гема гемоглобина приходиться 90-95%, миоглобина – 10%, на другие гемопротеиды – 1%.
Гемоглобин: особенности строения гема и белковой части. Гем гемоглобина состоит из иона двухвалентного железа и протопорфирина IX, который имеет 4 метильных, 2 винильных радикала и 2 остатка пропионовой кислоты. Железо в геме находится в восстановленном состоянии (Fe+2) и связано двумя ковалентными и двумя координационными связями с атомами азота пиррольных колец. Гемоглобин состоит из 4-х субъединиц, каждая из которых содержит молекулу гема. Гемоглобин взрослого типа – HbА α2β2.
Биологическая роль гемоглобина: 1) транспортирует О2 от легких к тканям; 2) транспортирует СО2 от тканей к легким; 3) участвует в поддержании рН крови (гемоглобиновая буферная система).
2. Распад гемопротеинов в тканях на примере гемоглобина. Этапы образования желчных пигментов: 1) в РЭС; 2) в гепатоцитах; 3) в кишечнике.
Эритроциты имеют время жизни примерно 120 дней. При физиологических условиях в организме взрослого человека разрушается около 1 — 2×1011 эритроцитов в сутки. Их катаболизм происходит главным образом в ретикулоэндотелиальных клетках селезёнки, лимфатических узлов, костного мозга и печени.
Этапы образования желчных пигментов: 1) в РЭС; 2) в гепатоцитах; 3) в кишечнике
Первый этап образования желчных пигментов — в клетках РЭС. Первая реакция катаболизма гема происходит при участии NADPH-зависимого ферментативного комплекса гемоксигеназы.Фермент катализирует расщепление α-метинового мостика между двумя пиррольными кольцами. При этом выделяется эндогенный угарный газ — СО (поступает в эритроциты, где образуется карбоксигемоглобин, норма — до 1,5%). В результате реакции образуется вердоглобин:
Затем от него спонтанно отщепляется белковая часть (глобин) и атом железа. В результате реакции образуется линейный тетрапиррол — биливердин(первый желчный пигмент, имеет зеленый цвет, хорошо растворяется в воде и не проявляющий токсичности).
Ионы железа, освободившиеся при распаде гема, могут быть использованы для синтеза новых молекул гемоглобина или для синтеза других железосодержащих белков. Транспортной формой железа в плазме крови является белок трансферрин; резервная форма железа в тканях – ферритин.
Биливердин восстанавливается до билирубина NADPH-зависимым ферментом биливердинредуктазой:
Билирубин – это второй желчный пигмент, имеет красно-желтый цвет, не растворяется в воде, но хорошо растворяется в липидах, проявляет токсичность. Билирубин, образованный в клетках РЭС (селезёнки и костного мозга), плохо растворим в воде, по крови транспортируется в комплексе с белком плазмы крови — альбумином. Эту форму билирубина называют неконъюгированным (несвязанным, прямым) билирубином. Каждая молекула альбумина связывает 2 молекулы билирубина, одна из которых связана с белком более прочно (более высокое сродство), чем другая.
Второй этап образования желчных пигментов – в гепатоцитах. Комплекс "альбумин-билирубин" поступает с током крови в печень и на поверхности плазматической мембраны гепатоцита диссоциирует. Высвобожденный билирубин образует временный комплекс с липидами плазматической мембраны.
Облегчённая диффузия билирубина в гепатоциты осуществляется двумя типами белков-переносчиков: лигандина(он транспортирует основное количество билирубина) и протеина Z.Активность поглощения билирубина гепатоцитом зависит от скорости его метаболизма в клетке.
В гладком ЭПР гепатоцитов происходит реакция конъюгации билирубина с глюкуроновой кислотой. Билирубин имеет 2 карбоксильные группы в составе остатков пропионовой кислоты, поэтому может соединяться с 2 молекулами глюкуроновой кислоты, образуя хорошо растворимый в воде конъюгат — диглюкуронид билирубина (конъюгированный, или прямой, билирубин):
Билирубинглюкуронид носит следующие называния: конъюгированный, связанный, прямой билирубин. Это желчный пигмент красно-желтого цвета, хорошо растворимый в воде. Секреция конъюгированного билирубина в желчь идёт по механизму активного транспорта, т.е. против градиента концентрации.
Третий этап образования желчных пигментов — в кишечнике.Конъюгированный билирубин с током желчи поступает в 12-перстную кишку. Билирубинглюкурониды гидролизуются специфическими бактериальными ферментами — β-глюкуронидазами, которые гидролизуют связь между билирубином и остатком глюкуроновой кислоты. Освободившийся в ходе этой реакции билирубин подвергается восстановлению под действием ферментов микрофлоры до мезобилирубина и мезобилиногена (уробилиногена). Часть последних всасывается и с током крови по портальной вене вновь попадает в печень, где окисляется до ди- и трипирролов. При этом в здоровом организме в общий круг кровообращения и в мочу мезобилирубин и уробилиноген не попадают, а полностью задерживаются гепатоцитами. Оставшаяся в кишечнике часть пигментов ферментами бактериальной флоры толстого кишечника восстанавливается до стеркобилиногена (40—280 мг в сутки). В прямой кишке стеркобилиноген окисляется до пигмента коричневого цвета – стеркобилина,который удаляется из организма, окрашивая кал. Незначительное количество стеркобилиногена через геморроидальные вены попадает в большой круг кровообращения, отсюда в почки и выделяется с мочой.
Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 1945 | Нарушение авторских прав
Похожая информация:
Поиск на сайте:
Синтез гема
Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина, в гепатоцитах — для образования цитохрома Р450.
1). Аминолевулинат-синтаза, пиридоксальзависимый фермент, в матриксе митохондрий катализирует образование 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК) из глицина и суцинил-КоА. Суцинил-КоА поступает из ЦТК. Реакцию ингибирует и репрессирует гем. В ретикулоцитах реакцию индуцирует железо (через железосвязывающий белок и железочувствительный элемент (IRE)). Дефицит пиридоксальфосфата снижает активность аминолевулинатсинтазы. Стероидные гормоны и некоторые лекарства (барбитураты, диклофенак, сульфаниламиды), инсектициды, канцерогенные вещества являются индукторами аминолевулинатсинтазы. Это связано с возрастанием потребления гема системой цитохрома Р450, который участвует в метаболизме этих соединений в печени.
Из митохондрий 5-аминолевулиновая кислота поступает в цитоплазму.
2). Порфобилиноген-синтаза (Аминолевулинатдегидратаза) цитоплазматический Zn-содержащий фермент, соединяет 2 молекулы 5-аминолевулиновой кислоты в молекулу порфобилиногена. Реакцию ингибирует гем и ионы свинца. Поэтому, при отравлении свинцом в крови и моче повышается концентрация 5-АЛК.
3). Порфобилиногендезаминаза в цитоплазме дезаминирует (-4NH4+) 4 молекулы порфобилиногена в молекулу гидроксиметилбилана.
4). Уропорфириноген III косинтаза в цитоплазме дегидрирует гидроксиметилбилан в молекулу уропорфириногена III. Гидроксиметилбилан может также неферментативно превращаться в уропорфириноген I, который декарбоксилируется в копропорфириноген I.
5). Уропорфириногендекарбоксилаза декарбоксилирует (-4СО2) в цитоплазме уропорфириноген III до копропорфириногена III.
Распад гемоглобина в тканях (образование желчных пигментов)
Из цитоплазмы копропорфириноген III опять поступает в митохондрии.
6). Копропорфриноген III оксидаза в митохондриях декарбоксилирует (+ О2, -2СО2) копропорфириноген III в протопорфириноген IX.
7. Протопорфириногеноксидаза в митохондриях окисляет (-6Н+) протопорфириноген IX в протопорфирин IX.
8). Феррохелатаза в митохондриях встраивает Fe2+ в молекулу протопорфирина IX с образованием гема. Источником железа для синтеза гема служит ферритин.
Предыдущая567891011121314151617181920Следующая
Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 285;