Биохимия крови. Метаболизм эритроцитов. Синтез и распад гемоглобина

Июль 22, 2022

Главная
Медицина
Биохимия крови. Метаболизм эритроцитов. Синтез и распад гемоглобина

Содержание

2. Эритроциты – безъядерные клетки, в них нет митохондрий, рибосом, наполнены гемоглобином. Состав эритроцита: 65% - вода,
3. Обмен в эритроцитах: направлен на обеспечение их функции как переносчиков кислорода и на выполнении роли посредников
4. Эритроцитарные энзимопатии - врожденные наследственные заболевания, которые развиваются из-за нарушения синтеза какого-либо фермента гликолиза или пентозного
5. Структура гемоглобина Гемоглобин – глобулярный белок, железосодержащий хромопротеин, М.м. Нв ≈ 64500. Гемоглобин состоит из 4
7. Виды гемоглобина Различны: по АМК составу, по электрофоретической подвижности, по физико-химическим свойствам. Hb A1≈ 98% у
8. Гемоглобины крови НвО2 (оксигемоглобин) – связан с кислородом, НвСО2 (карбгемоглобин) – связан с углекислым газом, НвСО
9. Гемоглобинозы Наследственные нарушения первичной структуры и функций глобина (более 200): 1. Гемоглобинопатии – изменение структуры глобина.
10. СИТНЕЗ ГЕМА Гем - это соединение циклического тетрапиррола (порфирина) с железом. Является составной частью О2-связывающих белков
11. Сукцинил-КоА взаимодействует с глицином с образованием δ-аминолевулиновой кислоты (δ-АЛК) Эту стадию катализирует специфический фермент δ-аминолевулинатсинтаза –
12. Конденсация 2 молекул δ-АЛК с образованием первого монопиррольного соединения – порфобилиногена (ПБГ). Вторая стадия порфобилиноген порфобилиноген
13. В следующей многоступенчатой стадии из 4 монопиррольных молекул ПБГ синтезируется тетрапиррольный комплекс протопорфирин IХ. В заключительной
14. Синтез гема - энергозависимый процесс. Стимуляторы синтеза: ионы железа (из трансферрина), ионы меди (способствуют включению Fe
15. Порфирии Ряд заболеваний, вызванных нарушениями порфиринового синтеза. Характерно повышение порфирина в тканях, крови и моче. Первичные
16. Болезнь Гюнтера – врождённая порфирия (или порфиринурия): блок синтеза гема, активность фермента увеличивается, накапливается δ-АЛК и
17. Распад гемоглобина Срок жизни эритроцита ≈ 120 дней Распад гемоглобина происходит в микросомальной фракции ретикулоэндотелиальных клеток
18. гемоглобин вердоглобин биливердин Непрямой билирубин биливердинредуктаза Fe+++ Глобин красный желто-зеленый зеленый желто-оранжевый СО
19. Непрямой (свободный, неконъюгированный) билирубин нерастворим в воде, в мочу не выделяется растворим в липидах, токсичен, проникает
20. Токсичность непрямого билирубина: снижает потребление кислорода, повреждает мембраны, снижает активность дегидрогеназ, замедляет пробег электронов в дыхательной
21. Метаболизм билирубина в печени Этапы: поглощение непрямого билирубина клетками печени, конъюгация билирубина с УДФ-глюкуроновой кислотой, Образование
22. Прямой (связанный, конъюгированный) билирубин поступает из печени в желчный пузырь, растворим в воде, нетоксичен, реагирует с
23. Секреция прямого билирубина в желчь идёт с помощью механизма активного транспорта. Часть прямого билирубина из печени
24. В тонком кишечнике под действием бактериальных ферментов из прямого билирубина образуются уробилиногены (отщепление глюкуроновой кислоты, восстановление
25. Классификация желтух. Диагностическое значение определения прямого и непрямого билирубина. При гипербилирубинемии более 34 мкмоль/л желчные пигменты
26. Гемолитическая желтуха Возникает при ускоренном распаде (гемолизе) эритроцитов: Врождённые и приобретённые гемолитические анемии, Интоксикации ядами, фосфором,
27. В крови увеличен общий билирубин за счет непрямого билирубина Положительная реакция на уробилиноген (за счет повышенного
28. Механическая желтуха Возникает при нарушении оттока желчи: опухоль головки поджелудочной железы, желчнокаменная болезнь, глистная инвазия атрезия
29. В крови увеличивается общий билирубин за счет прямого билирубина Кожный зуд (желчные кислоты выделяются через кожу,
30. Паренхиматозная желтуха Возникает при: вирусных гепатитах, токсических гепатитах (гепатотропные яды) , циррозах, паразитарных заболеваниях печени. развиваются
31. В крови увеличивается общий билирубин за счет прямого и непрямого билирубина Прямой → клетка воспалена, отек,
32. Роль печени в углеводном обмене Поддержание физиологического уровня глюкозы в крови. Поступление с пищей → 1.
33. При гипогликемии – распад гликогена. 1. Образование глюкозы, поступление ее в кровоток. 2. Пентозно-фосфатный путь (НАДФН2
34. Главная роль в метаболизме липидов. При дефиците глюкозы ускоряется окисление ЖК При избытке глюкозы используются ЖК
35. Биосинтез белков крови (90%) Биосинтез ферментов Обмен аминокислот: трансаминирование, дезаминирование Обмен хромопротеинов Синтез БАВ из аминокислот
36. Токсические вещества образуются в процессе метаболизма организма, а также поступают извне (ксенобиотики). Токсические вещества могут блокировать
37. Цель – повышение гидрофильности, что облегчает выведение. Обезвреживание с помощью двух фаз или любой из них.
38. 2. конъюгация – присоединение к полярным группам донаторов: Глюкуроновой кислоты (УДФ-глюкоронат) -образование глюкуронидов, Серной кислоты (ФАФС)
39. Обезвреживание нормальных метаболитов: Билирубин, аммиак, инактивация гормонов (инсулиназа → до 80% инсулина; стероидные гормоны – конъюгация
40. Чужеродные соединения (ксенобиотики): Чем ниже растворимость чужеродного вещества, тем большая часть его метаболизируется. Индивидуальные различия в
42. Скачать презентацию

Слайд 2

Эритроциты –
безъядерные клетки, в них нет митохондрий, рибосом, наполнены гемоглобином.
Состав эритроцита:
65%

- вода,
33% - гемоглобин,
2% - негемоглобиновые белки, липиды, глутатион,
метаболиты (2,3-дифосфоглицерат).
Ферменты эритроцитов:
все ферменты гликолиза и пентозного цикла,
аденилатциклаза,
СОД,
кислая фосфатаза,
аденозиндезаминаза,
АЛТ,
каталаза.

Слайд 3

Обмен в эритроцитах:
направлен на обеспечение их функции как переносчиков кислорода и

на выполнении роли посредников при переносе углекислого газа.
Гликолиз – 90% окисления глюкозы до лактата → 2 АТФ, используется на работу K/Na-АТФ-азы (работу K-Na канала, поддержания структуры эритроцита).
2,3-дифосфоглицерат → регулирует сродство Нв к О2.
Пентозный цикл – 10% глюкозы → НАДФН2, используется на восстановление глутатиона → защита мембраны (липидов) от действия окислителей; поддержание Fe в двухвалентном состоянии (чтобы железо могло связывать кислород).

Слайд 4

Эритроцитарные энзимопатии -
врожденные наследственные заболевания, которые развиваются из-за нарушения синтеза какого-либо

фермента гликолиза или пентозного цикла в эритроцитах.
Дефицит Г-6-ФДГ наследуется как сцепленный с Х-хромосомой признак, поэтому среди заболевших лиц преобладают мужчины (блокируется реакция окисления Гл-6-Ф в пентозо-фосфатном цикле, уменьшается образование восстановленной формы глутатиона).
В результате снижается осмотическая стойкость эритроцитов, у больного приступы гемолитической анемии.

Слайд 5

Структура гемоглобина
Гемоглобин – глобулярный белок, железосодержащий хромопротеин, М.м. Нв ≈ 64500.
Гемоглобин

состоит из 4 цепей белка глобина и четырёх гемов.
Глобины – α, β, γ, δ, ε и др. (синтезируются в нормобластах).
Гем – всегда одинаков.
Структура глобина:
1° - Много гистидина (связан с гемом), 2 ° - На 70% α-спираль, 3 ° - Всегда глобула, 4 ° - 4 цепи уложены в пространстве относительно друг друга. Молекула гема связана с каждой из 4-х цепей глобина.

Слайд 6

Слайд 7

Виды гемоглобина
Различны:
по АМК составу,
по электрофоретической подвижности,
по физико-химическим свойствам.
Hb A1≈ 98%

у взрослых (2α-цепи по 141 АМК, 2β-цепи по 146 АМК)
Hb A2 ≈ 2% от общего Hb (2α-цепи, 2δ-цепи),
Hb F ≈ менее 1% у взрослых (2α-цепи, 2γ-цепи) – высокое сродство к О2, но менее устойчив к действию окислителей; 80% у новорожденных, к концу 1 года заменяется на HbA1.
Hb Р (эмбриональный) (2α-цепи, 2ε-цепи - Говар II) - синтезируется в первые 3 месяца внутриутробного развития.

Слайд 8

Гемоглобины крови
НвО2 (оксигемоглобин) – связан с кислородом,
НвСО2 (карбгемоглобин) – связан с

углекислым газом,
НвСО (карбоксигемоглобин) – связан с окисью углерода,
МетНв (метгемоглобин) – железо в 3-х валентном состоянии, не связывает кислород.

Слайд 9

Гемоглобинозы
Наследственные нарушения первичной структуры и функций глобина (более 200):
1. Гемоглобинопатии –

изменение структуры глобина.
НвS – серповидно-клеточная анемия – в β-цепи ГЛУ заменена на ВАЛ (эритроциты в форме полумесяца, не переносят кислород)
М-гемоглобины – гистидин, участвующий в связывании Fe замещен другими аминокислотами (восстановление в 2-х вал. состояние затруднено или не происходит)
2. Талассемии – нарушен синтез α-, β- цепей, уменьшение физиологических видов гемоглобина (Нв А). Микроцитоз, гипохромия, гемолитическая анемия.

Слайд 10

СИТНЕЗ ГЕМА
Гем - это соединение циклического тетрапиррола (порфирина) с железом.
Является составной

частью О2-связывающих белков и коферментом различных оксидоредуктаз.
Атом железа имеет 6 связей:
четыре – с атомами азота пиррольных колец,
пятая – с гистидином глобина,
шестая – для связывания с кислородом.
Почти на 85% биосинтез гема происходит в костном мозге и лишь небольшая часть — в печени.
Синтез гема протекает в митохондрии и цитоплазме.

Слайд 11

Сукцинил-КоА взаимодействует с глицином с образованием δ-аминолевулиновой кислоты (δ-АЛК)
Эту стадию катализирует

специфический фермент δ-аминолевулинатсинтаза – ключевой, аллостерический фермент синтеза тетрапирролов.

Первая стадия

H2N-CH2-COOH

δ-аминолевулиновая
кислота

Глицин

Сукцинил-КоА

δ-аминолевулинат-
синтаза

Слайд 12

Конденсация 2 молекул δ-АЛК с образованием первого монопиррольного соединения – порфобилиногена

(ПБГ).

Вторая стадия

порфобилиноген

порфобилиноген –
синтаза

Слайд 13

В следующей многоступенчатой стадии из 4 монопиррольных молекул ПБГ синтезируется тетрапиррольный

комплекс протопорфирин IХ.
В заключительной стадии протопорфирин IХ присоединяет молекулу железа при участии феррохелатазы и образуется гем.

Слайд 14

Синтез гема - энергозависимый процесс.
Стимуляторы синтеза:
ионы железа (из трансферрина),
ионы

меди (способствуют включению Fe в структуру гема),
витамин В12, ТГФК (ВС).
δ-Аминолевулинатсинтаза - ингибируется гемом, активируется стероидами.
Эритропоэтин (синтезируется в мозговом слое почек) стимулирует синтез ферментов образования гема.

Регуляция синтеза гема

Слайд 15

Порфирии
Ряд заболеваний, вызванных нарушениями порфиринового синтеза. Характерно повышение порфирина в тканях,

крови и моче.
Первичные – генетический дефект ферментов. Некоторые из них протекают очень тяжело. Многие из этих заболеваний приводят к выделению предшественников гема с калом или мочой, которая вследствие этого может быть окрашена в темно-красный цвет.
Также наблюдается отложение порфиринов в коже. При воздействии света это приводит к образованию трудноизлечимых волдырей. При порфириях часты также неврологические нарушения.

Слайд 16

Болезнь Гюнтера – врождённая порфирия (или порфиринурия): блок синтеза гема, активность

фермента увеличивается, накапливается δ-АЛК и порфирины. С мочой выделяются уро- и копропорфирины. Клиника: фотодерматоз, розовые зубы, красная моча, нейро-психические расстройства, гепатосленомегалия.
Вторичные порфирии возникают при:
поражении печени (гепатит, цирроз)
отравлении свинцом
приеме сульфаниламидов, барбитуратов, стероидов
Аллергии
В период полового созревания, когда идет выброс стероидов (повышенная активность δ-АЛК-синтетазы).

Слайд 17

Распад гемоглобина
Срок жизни эритроцита ≈ 120 дней
Распад гемоглобина происходит в

микросомальной фракции ретикулоэндотелиальных клеток печени, селезенки и костного мозга.
В сутки у человека обновляется ≈ 6 г Нb.

Слайд 18

гемоглобин
вердоглобин
биливердин
Непрямой
билирубин
биливердинредуктаза
Fe+++
Глобин
красный
желто-зеленый
зеленый
желто-оранжевый
СО

Слайд 19

Непрямой (свободный, неконъюгированный) билирубин
нерастворим в воде, в мочу не выделяется

растворим в липидах,
токсичен,
проникает через ГЭБ
даёт непрямую реакцию с диазореактивом Эрлиха (после обработки сыворотки крови спиртом),
транспортируется с альбуминами.

Слайд 20

Токсичность непрямого билирубина:
снижает потребление кислорода,
повреждает мембраны,
снижает активность дегидрогеназ,

замедляет пробег электронов в дыхательной цепи,
разобщитель тканевого дыхания

Слайд 21

Метаболизм билирубина в печени
Этапы:
поглощение непрямого билирубина клетками печени,
конъюгация билирубина с УДФ-глюкуроновой

кислотой,
Образование прямого билирубина и его выведение.

Непрямой билирубин

Слайд 22

Прямой (связанный, конъюгированный) билирубин
поступает из печени в желчный пузырь,
растворим в воде,
нетоксичен,
реагирует

с диазореактивом напрямую,
выделяется с мочой,
легко проходит через мембраны.

Слайд 23

Секреция прямого билирубина в желчь идёт с помощью механизма активного транспорта.
Часть

прямого билирубина из печени всасывается в кровь
В норме содержание общего билирубина в крови
1,7 - 20,5 мкмоль/л:
75% от общего билирубина составляет непрямой билирубин (1,7 - 17,1 мкмоль/л).
25% от общего билирубина в крови приходится на прямой билирубин (0,96 - 5,1 мкмоль/л).

Слайд 24

В тонком кишечнике под действием бактериальных ферментов из прямого билирубина образуются

уробилиногены (отщепление глюкуроновой кислоты, восстановление тетрапиррольных соединений).
мезобилирубиноген стеркобилиноген

В печени распадаются
до ди- и три- пирролов

восстанавливается в стеркобилин (пигмент кала)

Минует печень, образуется уробилин
(пигмент мочи)

Выводятся
с мочой и калом

Толстый кишечник

Геморроидальные вены

Воротная вена

Ежедневно с калом 200 - 300 мг,
с мочой 1 – 2 мг желчных пигментов

Слайд 25

Классификация желтух. Диагностическое значение определения прямого и непрямого билирубина.
При гипербилирубинемии более

34 мкмоль/л желчные пигменты придают желтую окраску коже и слизистым – симптом желтухи.
3 вида желтух:
Гемолитическая
Механическая (обтурационная)
Паренхиматозная (печеночная)

Слайд 26

Гемолитическая желтуха
Возникает при ускоренном распаде (гемолизе) эритроцитов:
Врождённые и приобретённые гемолитические анемии,
Интоксикации

ядами, фосфором, лекарствами,
Переливание несовместимой крови,
Резус-конфликт матери и плода

Слайд 27

В крови увеличен общий билирубин за счет непрямого билирубина
Положительная реакция на

уробилиноген (за счет повышенного попадания в кровь и мочу стеркобилиногена, а в тяжелых случаях – и за счет мезобилиногена, не утилизирующегося печенью);
В моче много уробилина, цвет насыщенный желтый.
Билирубина в моче нет (непрямой билирубин не фильтруется почками),
Кал темный, интенсивно окрашен (много стеркобилина).

Слайд 28

Механическая желтуха
Возникает при нарушении оттока желчи:
опухоль головки поджелудочной железы,
желчнокаменная болезнь,
глистная инвазия
атрезия

желчевыводящих путей
Печень увеличена из-за застоя желчи, увеличивается давление → боли в правом подреберье, элементы желчи (билирубин, холестерин, желчные кислоты) попадают в кровь.

Слайд 29

В крови увеличивается общий билирубин за счет прямого билирубина
Кожный зуд (желчные

кислоты выделяются через кожу, раздражение нервных окончаний)
В моче билирубин (прямой) – темная моча (цвета пива)
Уробилина в моче нет
В кале нет стеркобилина (стул серо-белый с жирным блеском - стеаторея)
Увеличена ЩФ (выделяется эндотелием желчных путей), холестерин

Слайд 30

Паренхиматозная желтуха
Возникает при:
вирусных гепатитах,
токсических гепатитах (гепатотропные яды) ,
циррозах,
паразитарных заболеваниях печени.
развиваются воспалительно-деструктивные

процессы в печени, цитолиз гепатоцитов, нарушение функций.

Слайд 31

В крови увеличивается общий билирубин за счет прямого и непрямого билирубина
Прямой

→ клетка воспалена, отек, повышенная проницаемость. Непрямой → пораженные гепатоциты слабо захватывают билирубин из крови
В моче билирубин (темная моча, цвета пива)
Уробилин в моче,
Стеркобилина в кале мало (светлый стул)
В крови увеличены печеночные ферменты (АЛТ, АСТ, ЛДГ4-5, Аргиназа, …);
диспротеинемия (↓ альбуминов, ↑ глобулинов);
положительная реакция на уробилиноген

Слайд 32

Роль печени в углеводном обмене
Поддержание физиологического уровня глюкозы в крови.
Поступление

с пищей →
1. синтез гликогена (10-15%),
2. окислительный распад (более 60%),
3. синтез ЖК (до 30%). При избыточном поступлении синтез гликогена увеличивается - роль фермента глюкокиназы (поступление глюкозы в печень).

Слайд 33

При гипогликемии – распад гликогена.
1. Образование глюкозы, поступление ее в

кровоток.
2. Пентозно-фосфатный путь (НАДФН2 → процессы синтеза ЖК, холестерина в печени)
Глюконеогенез. Основные предшественники глюкозы:
лактат и аланин – из мышц,
глицерол – из жировой ткани,
глюкогенные аминокислоты – с пищей.
Изомеризация моносахаров (галактоза, фруктоза) в глюкозу.

Слайд 34

Главная роль в метаболизме липидов.
При дефиците глюкозы ускоряется окисление ЖК
При избытке

глюкозы используются ЖК для синтеза ФЛ, ТАГ.
Избыточное образование Ац-КоА стимулирует липогенез, синтез холестрола, образование кетоновых тел
Синтез желчных кислот
Депо жирорастворимых витаминов
Активация витаминов (провитамин → витамин)
Образование ЛПОНП и ЛПВП

Роль печени в липидном обмене

Слайд 35

Биосинтез белков крови (90%)
Биосинтез ферментов
Обмен аминокислот: трансаминирование, дезаминирование
Обмен хромопротеинов
Синтез БАВ из

аминокислот
Синтез пуриновых и пиримидиновых оснований
Обезвреживание аммиака (синтез мочевины)
Образование мочевой кислоты
Синтез холина и креатина

Роль печени в белковом обмене

Слайд 36

Токсические вещества образуются в процессе метаболизма организма, а также поступают извне

(ксенобиотики).
Токсические вещества могут блокировать или разрушать структуру рецепторов, что изменяет клеточный метаболизм.
Детоксикация – химическая модификация (метаболические превращения веществ) – биотрансформация → превращение в менее токсичные или индифферентные вещества.

Обезвреживание токсических соединений в печени

Слайд 37

Цель – повышение гидрофильности, что облегчает выведение. Обезвреживание с помощью двух

фаз или любой из них.
2 фазы биотрансформации:
1. окисление, восстановление, гидролиз → с образованием полярных группы (-ОН, -СООН, -SН, -NН2), что облегчает их выведение.
Микросомальные ферментные системы (ключевой фермент цитохром Р-450, имеющий огромное количество изоферментов)

Слайд 38

2. конъюгация – присоединение к полярным группам донаторов:
Глюкуроновой кислоты (УДФ-глюкоронат) -образование

глюкуронидов,
Серной кислоты (ФАФС) - сульфирование,
Ацетила (АцКоА) - ацетилирование,
Метильной группы - метилирование,
присоединение глутамина, глицина (на место АцКоА).
Выведение продуктов обезвреживания в основном с желчью или мочей.

Слайд 39

Обезвреживание нормальных метаболитов:
Билирубин, аммиак,
инактивация гормонов (инсулиназа → до 80% инсулина;

стероидные гормоны – конъюгация с ФАФС и УДФ-глюкоронатом; тироксин – трансаминирование → кетопроизводное)
Катехоламины → дезаминирование, метилирование, конъюгация.
Обезвреживание продуктов гниения аминокислот.

Слайд 40

Чужеродные соединения (ксенобиотики):
Чем ниже растворимость чужеродного вещества, тем большая часть его

метаболизируется.
Индивидуальные различия в способности метаболизировать ксенобиотики (чувствительность к алкоголю, лекарственным препаратам) – различный набор изоферментов.

Биохимия крови. Метаболизм эритроцитов. Синтез и распад гемоглобина

Содержание

Эритроциты –безъядерные клетки, в них нет митохондрий, рибосом, наполнены гемоглобином.Состав эритроцита:65%

Обмен в эритроцитах: направлен на обеспечение их функции как переносчиков кислорода и

Эритроцитарные энзимопатии - врожденные наследственные заболевания, которые развиваются из-за нарушения синтеза какого-либо

Структура гемоглобинаГемоглобин – глобулярный белок, железосодержащий хромопротеин, М.м. Нв ≈ 64500.Гемоглобин

Виды гемоглобинаРазличны: по АМК составу,по электрофоретической подвижности,по физико-химическим свойствам.Hb A1≈ 98%

Гемоглобины кровиНвО2 (оксигемоглобин) – связан с кислородом,НвСО2 (карбгемоглобин) – связан с

ГемоглобинозыНаследственные нарушения первичной структуры и функций глобина (более 200):1. Гемоглобинопатии –

СИТНЕЗ ГЕМАГем - это соединение циклического тетрапиррола (порфирина) с железом.Является составной

Сукцинил-КоА взаимодействует с глицином с образованием δ-аминолевулиновой кислоты (δ-АЛК)Эту стадию катализирует

Конденсация 2 молекул δ-АЛК с образованием первого монопиррольного соединения – порфобилиногена

В следующей многоступенчатой стадии из 4 монопиррольных молекул ПБГ синтезируется тетрапиррольный

Синтез гема - энергозависимый процесс. Стимуляторы синтеза: ионы железа (из трансферрина),ионы

Порфирии Ряд заболеваний, вызванных нарушениями порфиринового синтеза. Характерно повышение порфирина в тканях,

Болезнь Гюнтера – врождённая порфирия (или порфиринурия): блок синтеза гема, активность

Распад гемоглобинаСрок жизни эритроцита ≈ 120 дней Распад гемоглобина происходит в

гемоглобинвердоглобинбиливердинНепрямойбилирубинбиливердинредуктазаFe+++Глобинкрасныйжелто-зеленыйзеленыйжелто-оранжевыйСО

Непрямой (свободный, неконъюгированный) билирубин нерастворим в воде, в мочу не выделяется

Токсичность непрямого билирубина: снижает потребление кислорода, повреждает мембраны, снижает активность дегидрогеназ,

Метаболизм билирубина в печениЭтапы:поглощение непрямого билирубина клетками печени,конъюгация билирубина с УДФ-глюкуроновой

Прямой (связанный, конъюгированный) билирубинпоступает из печени в желчный пузырь,растворим в воде,нетоксичен,реагирует

Секреция прямого билирубина в желчь идёт с помощью механизма активного транспорта.Часть