Биохимия крови

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Биохимия крови

Содержание

2. Внутренняя среда организма формируется совокупностью биологических жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость), омывающих клетки и структуры тканей.
4. Химический состав плазмы
5. Функции крови Дыхательная -транспорт кислорода от легких к тканям и CO2 от тканей к легким Выделительная
6. Химический состав крови Большую часть этих функций выполняют компоненты плазмы крови. Плазма крови состоит на 90-93%
7. Характеристика белков плазмы крови содержатся в плазме крови синтезируются в печени или РЭС (реже в специализированных
8. Состав белков плазмы крови В плазме обнаружено более 100 разных белков соответствующих этим критериям, содержание которых
9. Электрофорез белков плазмы
10. Белковые фракции
11. Функциональная классификация белков плазмы Транспортная а. специф. Б. неспециф Резервная ~ 50% альбумина Регуляторная колл-осм давление
12. Остаточный азот Все азотсодержащие вещества плазмы образуют общий пул азота, состоящий из: Азота белкового – осаждаемого
13. Состав ОА Мочевина - 50% (главный компонент) АК - 25% (~ 10% ГЛУ и ГЛН) Ураты
14. Ds значение ОА Уровень ОА зависит от: Интенсивности катаболизма Травмы (ожоги, краш-синдром) Распад тканей (tbc, c-r,
15. Азотемия - повышение уровня ОА в крови Ретенционная – задержка компонентов ОА в организме из-за нарушения
16. Общие понятия КОС КОС – система гомеостаза рН внутри- и внеклеточной среды организма. Единицы измерения :рН
17. рН – производное метаболизма За сутки организм hs образует 50-100 мМ [Н+] на 15-20л ВКЖ. Весь
18. Стабильный рН - необходимое условие метаболизма Изменение рН приводит к изменению: заряда и функции белков (ферментов,
19. Оптимум рН разных ферментов
20. Изоосмолярность – осм. давление=310 осМ/л - const любые изменения должны поддерживать эту константу Электронейтральность – (по
21. Диаграмма Гэмбла
22. Механизмы регуляции КОС Физико-хим – действует в автоматическом режиме и представлен: разбавлением т.е. выходом Н+ или
23. Классификация нарушений КОС рНО =7.40±0.04 рН = 7.35 и ниже – ацидоз рН = 7.45 и
24. Механизм развития респираторных нарушений КОС ацидоз СО2 + Н2О Н2СО3 Н++ НСО3- Алкалоз Причины: изменение частоты
25. Межорганное взаимодействие в регуляции рН Если этих респираторных механизмов недостаточно, то активируются др.экскреторные системы. В печени
29. Эритропоэтин (Эпо) Эпо – цитокин, специфический регулятор эритропоэза в костном мозге Эпо человека – гликопротеид, состоит
30. Э общий обзор Кол-во Э у мужчин - 4.6-6.2 млн/мкл крови, а у женщин - 4.2-5.4
31. Цитоскелет Э
32. Белки цитоскелета Э α-спектрин Спектрин Анкирин Полоса 3 Полоса 4.1 Полоса 4.2 Полоса 4.9 Актин
33. Белки Э 1. Часть белков Э явл общими для мембран и цитоскелета: Спектрин Анкирин Актин Фракция
34. Структура цитоскелета Э Большинство мембран Э - интегральные Б, гликопротеиды. Б без углеводной части находятся на
35. Метаболизм глюкозы в Э Гликолиз (90-95%) – образование АТФ ПФП (10-5%) - образование NADPH (АОЗ) Особенностью
36. Особенности метаболизма Э (шунт Раппопорта)
37. Мет Hb редуктазная система Э Hb(Fe2+) Met-Hb(Fe3+) 2 G-SH G-S-S-G NAD(P)H + H+ NAD(P)+ Мет Hb
38. Синтез порфобилиногена и гема Первая реакция б/с гема происходит в Мх и происходит путем конденсации гли
40. Синтез порфобилиногена и гема (прод) Затем следует этап конденсации (голова-хвост) 4 молекул порфобилиногена с образованием линейного
41. Б/с гема
42. Б/с гема (прод)
43. SH-содержащие ферменты - Феррохелатаза, синтаза дАЛК и дАЛК дегидратаза высокочувствительны к действию тяжелых металлов Характерный признак
44. Экспрессии субъединиц глобина
45. Структура Hb
46. Кривая диссоциации HbО2
47. Распад гема Продолжительность жизни Э ~120 дней, ежедневный оборот Hb ~6 г/день. Гем из старых Э
48. Образование билирубина Следующий этап СН2 мост (между кольцами III и IV) биливердина восстанавливается биливердин редуктазой до
49. Деградация гема M= Метил, P=Пропионил V=Винил
50. Билирубин-диглюкуронид В гепатоцитах УДФ-глюкуронил трансфераза присоединяет 2 остатка ГК к билирубину с образованием гидрофильного билирубина-диглюкуронида, что
51. Клинические аспекты метаболизма гема представлены в виде: Дефектов ферментов и нарушения б/с гема – порфирий, которые
52. Желтухи Гипербилирубинемия проявляется в виде желтух – желтой пигментации кожи и слизистых. В норме в кишечнике
53. Нейтрофилы (гранулоциты) –полиморфноядерные лейкоциты: обладают выраженной способностью к фагоцитозу, Хорошо развитый, подвижный цитоскелет, Активное Мх и
54. 4O2 2O2 H+ 2H2O2 2H2O + O2 (pH↓) Цитоплазма 4e- Вакуоль 4K+ и/или 4H+ (pHнейтр) (pH↑)
56. Скачать презентацию

Слайд 2

Внутренняя среда организма формируется совокупностью биологических жидкостей (кровь, лимфа, тканевая

жидкость), омывающих клетки и структуры тканей. Эти жидкости функционально тесно взаимосвязаны, они постоянно обмениваются между собой клетками и молекулами.

Слайд 3

Слайд 4

Химический состав плазмы

Слайд 5

Функции крови
Дыхательная -транспорт кислорода от легких к тканям и CO2 от

тканей к легким
Выделительная - транспорт конечных продуктов метаболизма к органам выделения (почкам, легким, коже, потовым железам, кишечнику) для удаления.
Защитная (иммунитет, гемостаз и др.)
Транспортная
Трофическая - транспорт субстратов (поступающих с пищей и метаболитов), обеспечивающих основные жизненные потребности клетки
Регуляторная (КОС, водно-электролитный баланс, t°, метаболизма – транспорт БАВ и др.).

Слайд 6

Химический состав крови
Большую часть этих функций выполняют компоненты плазмы крови.
Плазма

крови состоит на 90-93% из воды и 10-7%. сухого остатка – белки, углеводы, липиды,, органич. метаболиты и электролиты
Сухой остаток на 6,6-8,5% состоит из белков плазмы крови и 1,5-3,5% - органических метаболитов (углеводы, липиды, азотосодержащие продукты) и электролитов (Na+, K+, Ca2+ , Cl-, HCO3- и др.).
Водный и электролитный состав плазмы очень похож на состав др. внеклеточных биологических жидкостей.
Лабораторный мониторинг уровней Na+, K+, Са2+, Cl-, HCO3- и рН крови важны для оценки состояния метаболизма.

Слайд 7

Характеристика белков плазмы крови
содержатся в плазме крови
синтезируются в печени или РЭС

(реже в специализированных тканях)
проявляют основную функцию в пределах сосудистой системы
секретируются в кровь, а не попадают в результате повреждения тканей
находятся в плазме в концентрации большей, чем в других биологических жидкостях
проявляют генетический полиморфизм, имеют вариантные формы, не связанные с тканевым происхождением
не являются продуктами катаболизма в плазме, но могут быть продуктами ограниченного протеолиза
имеют большее время биологического полураспада в плазме, чем время транспорта по крови.

Слайд 8

Состав белков плазмы крови
В плазме обнаружено более 100 разных белков соответствующих

этим критериям, содержание которых колеблется в широких пределах
Изучение их функций, содержания, состава при патологии — одна из важных задач клинической биохимии.
Уровень ~10 белков составляющих 90 %, и называемых главными достигает высоких значений (альбумин – 40 г/л).
Остальные 10 % минорные, следовые белки.
приходится свыше 100 различных белков, содержание которых может быть в пределах 50 – 200 мкг/л. Это

Слайд 9

Электрофорез белков плазмы

Слайд 10

Белковые фракции

Слайд 11

Функциональная классификация белков плазмы
Транспортная а. специф. Б. неспециф
Резервная ~ 50% альбумина
Регуляторная

колл-осм давление (1гр альбумина связывает 17 мл воды)
Защитная а. гемостаз б. Ig, лизоцим и др,
в. связывание и транс токсинов

Слайд 12

Остаточный азот
Все азотсодержащие вещества плазмы образуют общий пул азота, состоящий из:
Азота

белкового – осаждаемого кислотами
Азота небелкового (остаточного) (ОА), представленного конечными продуктами обмена АК, ФЛ, АО, Амины и др. азотсодержащих в-в, которые остаются после осаждения белков

Слайд 13

Состав ОА
Мочевина - 50% (главный компонент)
АК - 25% (~ 10% ГЛУ

и ГЛН)
Ураты - 8%
Креатинин - 2.5%
NH3 и индикан - 0.5%
билирубин, нуклеотиды, биогенные амины, метаболиты АК, АО, холин, олигопептиды и др

Слайд 14

Ds значение ОА
Уровень ОА зависит от:
Интенсивности катаболизма
Травмы (ожоги, краш-синдром)
Распад тканей (tbc,

c-r, etc )
Гнойно-воспалит процессы
О радиационные травмы и др.
Питания
Кол-во белка, НК и др.
Экскреторной функции почек
ОПН, ХПН, др поражения почек
Нарушение кровообращения почек

ОА
крови

Экскреция с мочой

Обмен в-в

Диета

Слайд 15

Азотемия - повышение уровня ОА в крови
Ретенционная – задержка компонентов

ОА в организме из-за нарушения экскреторной функции почек
Почечная азот мочевины составляет 90% ОА крови (норма 50%) (ОПН, ХПН – отравления, травмы, гломерулонефриты, пиелонефриты и др поражения почек)
Внепочечная азотемия возникает при снижения почечного кровотока из-за недостаточности кровообращения, снижения АД (шок, коллапс, большая кровопотеря)
Продукционная – увеличение продукции ОА за счет катаболизма
Комбинированная

Слайд 16

Общие понятия КОС
КОС – система гомеостаза рН внутри-
и внеклеточной среды

организма.
Единицы измерения :рН = -lg [H+],
сдвиг рН: на 1ед соответствует 10 кратному изменению [H+]
на 2ед соответствует 100 кратному изменению [H+]
рН внутри клеток рНi ~ 6.9 – 7.0
рН вне клеток рНО =7.40±0.04 [H+] ~ 40 ±0.5 нМ/л
Кислоты – доноры H+
Основания – акцепторы H+
Щелочи - доноры ОН -
Буфер система состоит из слабой кислоты и ее соли, образованной сильным основанием, стабилизирует рН,

Слайд 17

рН – производное метаболизма
За сутки организм hs образует 50-100 мМ [Н+]

на 15-20л ВКЖ.
Весь метаболизм представлен преимущественно обменом кислот (Г6Ф, ЖК, АК и др.):
Распад 100г Б дает ~ 30 мМ Н2SO4 и 100 мМ Н2РО4-
Распад 100 г Л дает ~ 17 мМ Н2РО4-
постоянно образуется ПВК, лактат, ацетат и др.
накопление оснований идет значительно меньше: ОН-, NH3, основных АК, креатинина и др, которые вместе с буферами стабилизируют рН

Слайд 18

Стабильный рН - необходимое условие метаболизма
Изменение рН приводит к изменению:
заряда и

функции белков (ферментов, каналов, рецепторов и др.), что обуславливает:
рН зависимость всех б/х реакций и многих физиологических процессов в организме
Наличие мощной гомеостатической системы
стабилизации рН

Слайд 19

Оптимум рН разных ферментов

Слайд 20

Изоосмолярность – осм. давление=310 осМ/л - const
любые изменения должны поддерживать эту

константу
Электронейтральность – (по 155 мМ- катионов и анионов)
Постоянство рН

Принципы организации КОС

Слайд 21

Диаграмма Гэмбла

Слайд 22

Механизмы регуляции КОС
Физико-хим – действует в автоматическом режиме и представлен:
разбавлением т.е.

выходом Н+ или др. иона из одного компартмента в др. (из клетки в МКЖ или наоборот)
активность буферных систем (см типы, мех-мы действия БС
Физиологические – функция экскреторных органов (выделение или задержка Н+ или др. иона ) – легкие, почки, ЖКТ и др.

Слайд 23

Классификация нарушений КОС
рНО =7.40±0.04
рН = 7.35 и ниже – ацидоз
рН =

7.45 и выше – алкалоз
По этиологии:
Респираторный (дыхательный, газовый)
Метаболический
Выделительный
Смешанный
По степени компенсации:
Компенсированный
Декомпенсированный (выраженное истощение буферных систем и сдвиг значений рН)

Слайд 24

Механизм развития респираторных нарушений КОС
ацидоз
СО2 + Н2О Н2СО3 Н++ НСО3-
Алкалоз
Причины: изменение

частоты дыхания (гипо- или гипервентиляция)

Слайд 25

Межорганное взаимодействие в регуляции рН
Если этих респираторных механизмов недостаточно, то активируются

др.экскреторные системы.
В печени снижение рН ингибирует биосинтез мочевины.
NH3 + HCO3- ---? мочевина
В почках – ацидо- и аммониогенез – подкисление мочи и одновременно «подщелачивание» крови (за счет поступления НСО3- в плазму). Детоксикация NH3 происходит путем аммониогенеза

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Эритропоэтин (Эпо)
Эпо – цитокин, специфический регулятор эритропоэза в костном

мозге
Эпо человека – гликопротеид, состоит из 193 АК (ММ -21,28 kDa), синтезируется почками и печенью, скорость его секреции в кровоток возрастает при гипоксии.
Эпо взаимодействует в костном мозге с клетками-мишенями при участии рецептора со свойствами тирозинкиназы способствуя их пролиферации и дифференцировке. Тип вторичного посредника и специфичные гены к настоящему времени точно не установлены.
Действие Эпо усиливается другими факторами (ИЛ-3 и ИПФР).
Рекомбинантный Эпо используется в лечении анемий.

Слайд 30

Э общий обзор
Кол-во Э у мужчин - 4.6-6.2 млн/мкл крови, а

у женщин - 4.2-5.4 млн/мкл. Общее количество Э в кровотоке ~2.5 x 1013.
Продолжительность жизни Э - 120 суток.
Ежедневно обновлняется ~1 % популяции Э кровеносного русла (200 млрд клеток или 2 млн/сек).
«Старые» Э разрушаются клетками РЭС (селезенка, костный мозг и печень). Образующиеся при распаде гема желчные пигменты выделяются, а Fe и АК глобина используются повторно.
Увеличение кол-ва Э в крови называют полицетемией, снижение – анемией.

Слайд 31

Цитоскелет Э

Слайд 32

Белки цитоскелета Э
α-спектрин
Спектрин
Анкирин
Полоса 3
Полоса 4.1
Полоса 4.2
Полоса 4.9
Актин

Слайд 33

Белки Э
1. Часть белков Э явл общими для мембран и цитоскелета:
Спектрин

Анкирин
Актин
Фракция 4.1 и 7
2. ДФГА – 3ФГА ДГ- мембранный белок
3. Поверхностные белки в основном гликопротеиды

Слайд 34

Структура цитоскелета Э
Большинство мембран Э - интегральные Б,
гликопротеиды.
Б

без углеводной части находятся на внутренней поверхности мембраны:
Ферменты - 3ФГА ДГ,
структурные белки (спектрин или актин) и Hb.
анкирин 3 обеспечивает, связь спектрина с цитозольном концом белка полосы 3 с бислоем ФЛ
актиновые филаменты взаимодействуют с несколькими молекулами спектрина , формируя единую молекулярную сеть в мембране эритроцита.

Слайд 35

Метаболизм глюкозы в Э

Гликолиз (90-95%) – образование АТФ
ПФП (10-5%) -

образование NADPH (АОЗ)
Особенностью обмена в Э является боковой путь, ответвляющийся на уровне 1.3-ди ФГК (шунт Раппопорта).

Слайд 36

Особенности метаболизма Э (шунт Раппопорта)

Слайд 37

Мет Hb редуктазная система Э
Hb(Fe2+)
Met-Hb(Fe3+)
2 G-SH
G-S-S-G
NAD(P)H + H+
NAD(P)+
Мет Hb редуктаза
GSH-редуктаза
ПФП, изоцитратДГ, МДГ
Спонтанно, нитриты,

нитраты, сульфаниламиды и др.

Слайд 38

Синтез порфобилиногена и гема
Первая реакция б/с гема происходит в Мх и

происходит путем конденсации гли и сукцинил-КоА при участии пиридоксаль-фосфат содержащего фермента – синтазы d-аминолевулиновой кислоты (дАЛК).
Эта реакция регуляторная и скорость-лимитирующая в синтезе гема
Из Мх дАЛК транспортируется в цитозол, где дАЛК дегидратаза (синтаза порфобилиногена) димеризует 2 молекулы дАЛК с образованием пиррольного кольца порфобилиногена

Слайд 39

Слайд 40

Синтез порфобилиногена и гема (прод)
Затем следует этап конденсации (голова-хвост) 4 молекул

порфобилиногена с образованием линейного тетрапиррола – гидроксиметилбилана при участии фермента порфобилиноген деаминаза (уропорфирин I синтаза)
Гидроксиметилбилан превращается в
Уропорфириноген III и далее в гем (фермент уропорфириноген синтаза)

Слайд 41

Б/с гема

Слайд 42

Б/с гема (прод)

Слайд 43

SH-содержащие ферменты - Феррохелатаза, синтаза дАЛК и дАЛК дегидратаза высокочувствительны к

действию тяжелых металлов
Характерный признак для интоксикации Pb - возрастание в крови содержания дАЛК

Протопорфирин и Pb

Слайд 44

Экспрессии субъединиц глобина

Слайд 45

Структура Hb

Слайд 46

Кривая диссоциации HbО2

Слайд 47

Распад гема
Продолжительность жизни Э ~120 дней, ежедневный оборот Hb ~6 г/день.
Гем

из старых Э и др источников (цитохромы и др. гем-содержащие ферменты) освобождаются в РЭС.
Глобин деградирует обычным путем и АК реутилизируются.
Гем окисляется в ЭПС гем оксигеназой с разрывом цикла и образованием линейного тетрапиррола – биливердина, выделения Fe3+ и СО .
Стадия окисления The oxidation step requires heme as a substrate, and any hemin (Fe3+) is reduced to heme (Fe2+) prior to oxidation by heme oxygenase. The oxidation occurs on a specific carbon producing the linear tetrapyrrole biliverdin, ferric iron (Fe3+), and carbon monoxide (CO).
CO выделяется легкими и его количество является показателем активности гем оксигеназы l.

Слайд 48

Образование билирубина
Следующий этап СН2 мост (между кольцами III и IV) биливердина

восстанавливается биливердин редуктазой до билирубина, с соответствующим изменением цвета
Деградация гема отражается при прогрессирующем «цветении» гематом-синяков темно-синий →красно-желтый → желтый.
Билирубин гидрофобен поэтому транспортируется в виде комплекса с альбумином в печень, где подвергается дальнейшей деградации путем коньюгации с глюкуронидами.

Слайд 49

Деградация гема
M= Метил, P=Пропионил V=Винил

Слайд 50

Билирубин-диглюкуронид
В гепатоцитах УДФ-глюкуронил трансфераза присоединяет 2 остатка ГК к билирубину с

образованием гидрофильного билирубина-диглюкуронида, что облегчает его экскрецию.
Билирубин и его метаболиты называются
желчными пигментами.

Слайд 51

Клинические аспекты метаболизма гема
представлены в виде:
Дефектов ферментов и нарушения б/с гема

– порфирий, которые сопровождаются увеличением содержания в крови и моче интермедиатов б/с гема .
Врожденные и приобретенные нарушения метаболизма и экскреции билирубина – гипербилирубинемии (желтухи).

Слайд 52

Желтухи
Гипербилирубинемия проявляется в виде желтух – желтой пигментации кожи и слизистых.
В

норме в кишечнике билирубин при участии бактерий превращается в уробилиноген (мезобилиноген), который выделяется с фекалиями.
Bilirubin and its catabolic products are collectively known as the bile pigments.

Слайд 53

Нейтрофилы (гранулоциты) –полиморфноядерные лейкоциты:
обладают выраженной способностью к фагоцитозу,
Хорошо развитый, подвижный

цитоскелет,
Активное Мх и Мс - окисление
Систему продукции NADPH (ПФП и др.)
Систему генерации АФК
Богаты гранулами (определяющие название), в состав которых входят гидролазы - протеазы: эластаза, коллагеназа или катепсин G и гликозидазы: лизоцим (мураминидаза), лизирующие бактерии

Слайд 54

4O2
2O2
H+
2H2O2
2H2O + O2
(pH↓)
Цитоплазма
4e-
Вакуоль
4K+
и/или
4H+
(pHнейтр)
(pH↑)
NADPH оксидаза
Компенсаторный обмен
Плазмалемма
Мембрана
Протонирование

Биохимия крови

Содержание

Внутренняя среда организма формируется совокупностью биологических жидкостей (кровь, лимфа, тканевая

Химический состав плазмы

Функции крови Дыхательная -транспорт кислорода от легких к тканям и CO2 от

Химический состав кровиБольшую часть этих функций выполняют компоненты плазмы крови. Плазма

Характеристика белков плазмы кровисодержатся в плазме кровисинтезируются в печени или РЭС

Состав белков плазмы кровиВ плазме обнаружено более 100 разных белков соответствующих

Электрофорез белков плазмы

Белковые фракции

Функциональная классификация белков плазмыТранспортная а. специф. Б. неспецифРезервная ~ 50% альбуминаРегуляторная

Остаточный азотВсе азотсодержащие вещества плазмы образуют общий пул азота, состоящий из:Азота

Состав ОАМочевина - 50% (главный компонент)АК - 25% (~ 10% ГЛУ

Ds значение ОАУровень ОА зависит от:Интенсивности катаболизмаТравмы (ожоги, краш-синдром)Распад тканей (tbc,

Азотемия - повышение уровня ОА в крови Ретенционная – задержка компонентов

Общие понятия КОСКОС – система гомеостаза рН внутри- и внеклеточной среды

рН – производное метаболизмаЗа сутки организм hs образует 50-100 мМ [Н+]

Стабильный рН - необходимое условие метаболизма Изменение рН приводит к изменению: заряда и

Оптимум рН разных ферментов

Изоосмолярность – осм. давление=310 осМ/л - const любые изменения должны поддерживать эту

Диаграмма Гэмбла

Механизмы регуляции КОСФизико-хим – действует в автоматическом режиме и представлен:разбавлением т.е.

Классификация нарушений КОСрНО =7.40±0.04рН = 7.35 и ниже – ацидозрН =

Механизм развития респираторных нарушений КОСацидоз СО2 + Н2О Н2СО3 Н++ НСО3-АлкалозПричины: изменение

Межорганное взаимодействие в регуляции рНЕсли этих респираторных механизмов недостаточно, то активируются

Эритропоэтин (Эпо) Эпо – цитокин, специфический регулятор эритропоэза в костном

Э общий обзорКол-во Э у мужчин - 4.6-6.2 млн/мкл крови, а