6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Biokhimia_v_praktike_sporta_2018

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

6. Глюконеогенез, или образование углеводов из неуглеводных продуктов: пировиноградной и молочной кислот, глицерина, аминокислот и ряда других соединений.

Такими продуктами, или метаболитами, являются в первую очередь молочная и пировиноградная кислоты, так называемые гликогенные аминокислоты, глицерол и ряд других соединений. Предшественниками в глюконеогенезе могут быть пируват или любое соединение, превращающееся в процессе катаболизма

впируват, илиодинизпромежуточныхпродуктовциклатрикарбоновых кислот. Наиболее интенсивно глюконеогенез протекает

вклетках печени и корковом веществе почек.

Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакций гликолиза. Только три реакции гликолиза необратимы, поэтому в процессе глюконеогенеза на трех этапах используются другие ферменты.

Важным моментом в регуляции глюконеогенеза является реакция, катализируемая фруктозо-1,6-бисфосфатазой– ферментом, который ингибируется АМФ. Противоположное действие АМФ оказывает на фосфофруктокиназу, т. е. для этого фермента он является аллостерическим активатором. При низкой концентрации АМФ и высоком уровне АТФ происходит стимуляция глюконеогенеза. Напротив, когда величина отношения АТФ/ АМФ низка, в клетке наблюдается расщепление глюкозы.

3.6. БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

На белки плазмы крови приходится 6,5–8,5% ее сухого остатка. Физиологическая роль белков плазмы крови многогранна:

1.Поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления и, тем самым, сохранение объема циркулирующей крови.

2.Активное участие в свертывании крови. Ряд белков плазмы, в том числе фибриноген, являются компонентами системы свертывания крови.

3.Осуществление транспортной функции. Белки плазмы крови соединяются с нерастворимыми в воде веществами (липиды, билирубин, жирные кислоты, стероидные гормоны, жирорастворимые витамины и др.) и переносят их в ткани

иорганы.

110

III. Биохимические показатели

4.Поддержание постоянного уровня pH крови, т. к. белки плазмы являются одной из важнейших буферных систем крови.

5.Участие в иммунных процессах организма. Сывороточные иммуноглобулины входят в состав фракции глобулинов сыворотки крови.

6.Поддержание уровней катионов в крови путем образования с ними соединений. Кальций, значительная часть железа, магния, меди и других элементов связана с белками сыворотки.

7.Сывороточные белки образуют «белковый резерв» организма. При голодании они могут распадаться до аминокислот, которые используются для синтеза белков головного мозга, миокарда и других органов.

Современные физико-химические методы исследования позволили открыть и описать свыше 200 различных белковых компонентов плазмы крови. Общий белок сыворотки –

60–80 г/л.

На электрофореграмме можно различить пять основных белковых фракций, каждая из которых состоит из множества белков.

Альбумин, обычно выявляемый в виде одного белка, составляет наиболее заметную фракцию.

Фракция α1-глобулина состоит почти исключительно из α1-антитрипсина.

Фракция α2-глобулина состоит преимущественно из α2-ма- кроглобулина и гаптоглобина.

Фракция β-глобулина нередко разделяется на две подфракции: β1, состоящую преимущественно из трансферрина

всочетании с некоторым количеством ЛПНП, и β2, состоящую из фракции С3-комплемента.

Фракцию γ-глобулина составляют иммуноглобулины. Неко-

торые из них обнаруживаются также в составе фракций α1- и β-глобулинов.

Если вместо сыворотки крови исследуют плазму, то обнаруживают 6-ю фракцию (фибриноген), расположенную в β- и γ-области.

Фибриноген является чувствительным острофазовым белком, концентрация которого повышается в несколько раз во время воспаления или некроза тканей. Повышение наблюдается

впервые сутки инсульта. Снижение показателя имеет место

111

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

при диссеминированном внутрисосудистом свертывании крови. Норма: 200–400 мг/100 мл.

Возможны параллельные изменения во всех фракциях белков. Повышение содержания всех белковых фракций (включая иммуноглобулины) может быть обнаружено при дегидратации и застое крови во время венопункции; понижение– при чрезмерной гидратации. Аналогичное понижение встречается также в тяжелых случаях алиментарной белковой недостаточности и расстройстве всасывания, если они не сопровождаются инфекционными заболеваниями.

Характеристика основных белковых фракций

Альбумин. Белок, имеющий относительную молекулярную массу 65000, синтезируется в печени. В плазме крови в норме он имеет биологический период полураспада приблизительно 20 суток. Концентрацияальбуминав плазмекровиподдерживается на довольно высоком уровне благодаря относительной непроницаемости для этого белка стенок кровеносных сосудов. Этот концентрационныйградиентважендляподдержанияпостоянства объема плазмы крови. Норма: 33–55 г/л.

Повышение уровня альбумина (гиперальбуминемия) имеет место при дегидратации, шоке, внутривенном введении больших количеств растворов альбумина. Истинной гиперальбуминемии, обусловленной существенными причинами, не существует. Любая ситуация, приводящая к снижению содержания воды в плазме, повышает концентрацию всех белков плазмы, включая альбумин.

Снижение показателя (гипоальбуминемия) имеет место при недоедании, синдроме малабсорбции, некоторых паразитарных поражениях и других заболеваниях.

Последствия гипоальбуминемии:

— при резко выраженной гипоальбуминемии могут развиться отеки (альбумин является основным онкотически активным компонентом плазмы);

— приблизительно половина кальция плазмы крови связана с альбуминами, и гипоальбуминемия сопровождается гипокальциемией. При этом происходит уменьшение только связанной с белком (физиологически неактивной) фракции; симптомы заболевания не развиваются, и препараты кальция или витамина D противопоказаны.

112

III. Биохимические показатели

Альбумины связывают многие лекарственные средства, например салицилаты, пенициллин, анаболики и др. Поэтому значительное уменьшение альбумина плазмы крови может привести к повышению уровня свободных фракций лекарственных веществ в кровяном русле. Результатом этого могут быть токсические эффекты при обычных дозировках лекарственных средств.

Роль глобулинов сыворотки или плазмы.

Норма: 20–36 г/л. Повышение показателя имеет место при заболеваниях печени и других заболеваниях. Снижение показателя отмечается при недостаточном питании, врожденных и приобретенных заболеваниях.

Фракции глобулинов.

α1-Глобулины и α2-глобулины: повышение обеих фракций за счет белков острой фазы (α1-антитрипсин, α1-кислый гликопротеин, гаптоглобин, церулоплазмин), что имеет место при воспалительных состояниях и др. заболеваниях.

β-Глобулины: повышение – железодефицитная анемия, прием эстрогенов, гиперлипопротеинемия, беременность; снижение– воспалительные состояния, хронические инфекции, хронические заболевания печени, недоедание, нефротический синдром и другие.

γ-Глобулины: повышение– острые воспалительные состояния, заболевания печени, паразитарные заболевания, аутоиммунные заболевания; снижение – приобретенные гипогаммаглобулинемии, после удаления селезенки, недоедание.

Соотношение фракций гаммаглобулинов, определяемое при иммуноэлектрофорезе в норме:

IgA – 90–450 мг%, IgG – 700–1500 мг%, IgM – 40–250 мг%, IgD – 0,3–40 мг%, IgE – 0,006–0,16 мг%.

Известно, что α1- и β-глобулиновые фракции содержат липопротеины и гликопротеины.

Липопротеины– сложные комплексные соединения, в состав которых, помимо белка, входит липидный компонент. В липопротеинах сыворотки небелковый компонент представлен холестерином (свободным и эфиросвязанным), фосфолипидами, жирными кислотами и триглицеридами. Фосфолипиды

113

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

являются как бы связующим звеном между белком и остальными липидными компонентами.

Чащевсегогиперпротеинемиясвязанас гиперглобулинемией,

агипопротеинемия– с гипоальбумонемией.

Кбелкам острой фазы заболеваний (участвующих в ответных реакциях) прежде всего относятся: гаптоглобин, С-реак-

тивный белок, а1-антитрипсин.

Гаптоглобин (гемоглобин-связывающий белок). Уровень данного белка повышается во время воспалительной реакции. Гаптоглобин быстро вступает в комплекс с альфа-бета-диме- рами гемоглобина, которые высвобождаются при внутрисосудистом гемолизе.

Норма: 40–240 мг/100 мл.

Принято считать, что повышение концентрации гаптоглобина в сыворотке крови происходит при острых и хронических воспалительных процессах и инфекциях, приеме анаболических стероидов.

С-реактивный белок (СРБ) получил свое название из-за способности вступать в реакцию преципитации с С-поли- сахаридом пневмококков. СРБ в сыворотке крови здорового человека отсутствует, но обнаруживается при многих патологических состояниях, сопровождающихся воспалением и некрозом тканей.

α1-Антитрипсин– белок острой фазы. Он служит ингибитором большинства протеолитических ферментов, имеющих в составе своего активного центра аминокислоту серин.

Норма: 78–200 мг/100 мл сыворотки.

Повышается при различных заболеваниях воспалительного характера.

Существуют и другие белки, например трансферрин, миоглобин и другие (всего обнаружено около 200), о некоторых говорится в других главах.

Итак, общий белок определяет физико-химические свойства крови– плотность, вязкость, онкотическое давление.

Глобулиновые фракции– соотношение этих белков– диагностический показатель состояния здоровья, изменяется при утомлении и выражается в процентах.

Миоглобин, актин – белки скелетных мышц. Появление в крови после физической нагрузки свидетельствует о разрушении либо об обновлении миофибрил скелетных мышц.

114

III. Биохимические показатели

Основные причины изменения белкового состава крови для спортсмена:

– дефицит белка в рационе;

– нарушения белково-синтетической функции (в т. ч. и при избыточном потреблении белка);

– потери белка (при стабильной микроальбуминурии или протеинурии).

Причинами нарушения микроциркуляции и изменений текучестикровипризанятияхв спортемогутбыть: запредельная физическая нагрузка при неблагоприятных внешних факторах, которая приводит к повреждению эндотелия сосудов, факторов свертывающей и противосвертывающей системы; травма, микротравматическая болезнь.

Следствием могут стать нарушение свертывающей системы крови (развитие синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания – ДВС-синдрома); тканевая гипоксия; нарушение функций внутренних органов (сердца, печени, почек и т. д.), деятельности мозга.

Выявлениеи контрольпроисходятпутемисследованиякоагулограммы, рН крови, гематокрита, вязкости крови. Исследуется осадок мочи на наличие патологических продуктов обмена.

Кровь представляет собой особую систему в человеческом организме, обеспечивая доставку кислорода, пластических, энергетических, информационных веществ к каждой клетке. От реологических свойств крови (текучесть), возможности ее прохождения по микрососудам, капиллярам зависит жизнь клеток и всего организма в целом.

Система гемостаза, как и другие биологические системы организма, обеспечивающие гомеостаз (постоянство внутренней среды организма), обладает высокой пластичностью

инадежностью, в силу чего она не только успешно адаптируется ко многим физиологическим и патогенным влияниям, но

ив широких пределах коррегирует нарушения жизнедеятельности организма – поддерживает целостность и замкнутость сосудистой системы, объем, гидродинамическое и онкотическое давление, жидкое состояние и некоторые другие свойства циркулирующей крови.

Вобщепатологических закономерностях процессов повреждениявнутрисосудистоесвертываниекровии агрегациятромбоцитов занимают значительное место, являясь неспецифическим

115

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

и/илиспецифическимкомпонентоми в развитиипатологии, и во влиянии на восстановление нарушенных функций.

ДВСсиндром– синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания.

Крайнимвыражениемнарушениймикроциркуляциии реологии крови во время напряженной физической работы при неблагоприятныхусловиях(высокаятемпературавоздуха, влажность, перепады атмосферного давления) является ДВС-синдром.

Внастоящее время всё большее распространение получают соревнования в видах спорта, требующих не просто выносливости, асверхвыносливости, — марафонывразличныхвидахспорта (л/а, триатлон, дальние проплывы, суточный бег, экстремальные виды спорта и т. д.), что требует от спортсменов идеального здоровья. При этом лимитирующим звеном становится неспособность системы микроциркуляции обеспечивать нормальный обмен в клетках и тканях.

Вспорте могут возникнуть и другие провоцирующие состояния, при которых происходит внутрисосудистое свертывание крови: шок травматический; острая кровопотеря; тепловой удар; повреждение сосудистой стенки физической нагрузкой

вэкстремальных условиях; гипоксия с дезорганизацией стенок микрососудов; блокада микроциркуляции в жизненно важных органах– легких, печени, почках, надпочечниках; прием контрацептивов, гемопрепаратов (эритропоэтин– ЭПО), глюкокортикоидов; появление в плазме грубых продуктов распада и поврежденных клеток крови.

Резкая активация свертывающей системы крови, значительное поступление в кровь тканевого тромбопластина или других активаторовгемокоагуляции могутвызватьизменения, которые,

всвою очередь, могут привести к тромбогеморрагическому синдрому.

При ДВС-синдроме наблюдаются фазовые изменения в свертывающей системе крови:

I фаза– гиперкоагуляция (тромбообразование); II фаза– гипокоагуляция (кровоточивость).

При ДВС-синдроме образуются тромбы почти во всей сосудистой сети, в первую очередь – в системе микроциркуляции. Процесс может протекать хронически, клинически стерто. В этих условиях кровотечения нередко становятся ведущим проявлением нарушения гемостаза, а предшествую-

116

III. Биохимические показатели

щая и фоновая гиперкоагуляции остаются замаскированными и плохо выявляемыми.

Анализ исследований, посвященных изучению данного вопроса, позволяет заключить, что ДВС-синдром встречается значительно чаще, чем об этом принято думать (Л. Н. Марков, 1985). Поэтому применение препаратов, нормализующих микроциркуляцию и условия протекания крови по сосудам при длительных, экстремальных нагрузках, является насущной проблемой.

Анализируется ЭКГ с целью обнаружения метаболических сдвигов и очаговых поражений в миокарде. Для коррекции применяются препараты, улучшающие микроциркуляцию и реологические свойства крови, влияющие на ее свертываемость.

В качестве примечания отметим, что количество небелкового азота крови и плазмы почти совпадает и состоит из: азота мочевины (50%), азота аминокислот (25%), эрготионеина (8%), мочевойкислоты(4%), креатина(5%), креатинина(2,5%), аммиака и индикана – по 0,5% и других небелковых веществ, содержащих азот (полипептиды, нуклеотиды, нуклеозиды, глютатион, билирубин, уробилин, холин, гистамин и др.).

Таким образом, в состав небелкового азота крови входит, в основном, азот конечных продуктов обмена– простых и сложных.

3.7. ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН

Липиды– весьма разнородные по своему химическому строению вещества, характеризующиеся различной растворимостью

ворганических растворителях и, как правило, нерастворимые

вводе.

Они играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Будучиоднимизосновныхкомпонентовбиологическихмембран, липиды влияют на проницаемость клеточных мембран и активность многих мембранных ферментов, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов.

Другие функции липидов– образование энергетического резерва, защита органов и тканей от механических воздействий. В зависимости от химического состава липиды подразделяются на несколько классов.

117

КУЛИНЕНКОВ О.С., ЛАПШИН И.А.

Липидный обмен прежде всего регулируется центральной нервной системой. Кора головного мозга оказывает трофическое влияние на жировую ткань либо через нижележащие отделы центральной нервной системы– симпатическую и парасимпатическую системы, либо через эндокринные железы.

Показатели липидного обмена

Холестерин, фосфолипиды и триглицериды, свободныежирные кислоты, кетоновые тела отражают скорость окисления жиров.

Перекисное окисление липидов (ПОЛ) выявляет глубину биодеструктивных процессов и гипоксии при развитии стресс-синдрома, вызванного в основном физической нагрузкой

(см. табл. 15).

Липиды– весьма разнородные по своему химическому строению вещества, характеризующиесяразличной растворимостью

ворганических растворителях и, как правило, нерастворимые

вводе.

Они играют важную роль в процессах жизнедеятельности. Будучиоднимизосновныхкомпонентовбиологическихмембран, липиды влияют на проницаемость клеточных мембран и активность многих мембранных ферментов, участвуют в передаче нервного импульса, создании межклеточных контактов.

118

III. Биохимические показатели

Другие функции липидов– образование энергетического резерва, защита органов и тканей от механических воздействий. В зависимости от химического состава липиды подразделяются на несколько классов.

Переваривание и всасывание липидов

Липиды являются обязательной составной частью сбалансированного пищевого рациона человека. Принято считать, что при сбалансированномпитаниисоотношениебелков, липидови углеводов в пищевом рационе составляет примерно 1:1:4. В среднем

ворганизм взрослого человека с пищей ежесуточно поступает около 80 г жиров животного и растительного происхождения. В условиях холодного климата и при тяжелой спортивной, физической работе потребность в жирах у человека повышается. Кроме того, с жирами в организм вводятся некоторые полиненасыщенные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая), которые относят к категории незаменимых жирных кислот, ибо ткани человека потеряли способность синтезировать их.

Расщепление жиров, входящих в состав пищи, происходит у человека преимущественно в верхних отделах тонкой кишки, гдеимеютсявесьмаблагоприятные условиядляэмульгирования жиров.

Известно, что печень играет важнейшую роль в жировом обмене; в частности, печень расщепляет примерно 60% всех жирных кислот. Она принимает активное участие в синтезе и распаде фосфолипидов. Образование триглицеридов из углеводов также в основном осуществляетсяпеченью. Печень играет доминирующую роль в образовании липопротеинов, в синтезе холестерина и его этерификации.

Наиболее мощным эмульгирующим действием на жиры обладают соли желчных кислот, попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью.

Вырабатываемаяв поджелудочнойжелезелипазарасщепляет триглицериды, находящиеся в эмульгированном состоянии. Желчные кислоты активирующе влияют на липазу, смещая оптимум действия данного фермента с рН 8,0 до рН 6,0, т. е. до той величины рН, которая более постоянно поддерживается

вдвенадцатиперстной кишке в ходе переваривания жирной пищи. Необходимо отметить, что в расщеплении жиров участвует также кишечная липаза. Однако активность ее невысока.

119