Теория

многообразные функции. Основные функции кальция в организме:

Регуляция внутриклеточных процессов. Регуляция проницаемости клеточных мембран.

Регуляция процессов нервной проводимости и мышечных сокращений. Поддержание стабильной сердечной деятельности.

Формирование костной ткани, минерализация зубов.Участие в процессах свертывания крови.

К функциям кальция в организме относятся: структурная (кости, зубы);

сигнальная (внутриклеточный вторичный мессенджер-посредник); ферментативная (кофермент факторов свертывания крови); нейромышечная (контроль возбудимости, выделение нейротрансмиттеров, инициация мышечного сокращения).

Главная роль в метаболизме кальция в организме человека принадлежит костной ткани. В костях кальций представлен фосфатами — Са3(РО4)2 (85%), карбонатами — СаСО3 (10%),

солями органических кислот — лимонной и молочной (около 5%).

В белках системы свертывания содержатся кальций-связывающие участки, образование которых зависит от витамина К.

74.Механизм обезвреживания ксенобиотиков и биотрансформации

лекарств и эндогенных метаболитов: система микросомального окисления. Цитохром Р - 450. Строение активного центра. Типы реакций цитохрома Р - 450. Система цитохрома Р-450 и b5, компоненты системы. Витамины и минералы в функционировании системы.

Обезвреживание большинства ксенобиотиков происходит путѐм химической модификации и протекает в 2 фазы (рис. 12-1). В результате этой серии реакций ксенобиотики становятся более гидрофильными и выделяются с мочой. Вещества, более гидрофобные или обладающие большой молекулярной массой (>300 кД), чаще выводятся с жѐлчью в кишечник и затем удаляются с фекалиями.

Сисгема обезвреживания включает множество разнообразных ферментов, под действием которых практически любой ксенобиотик может быть модифицирован.

Стадии.

1.Микросомальное окисление

Микросомальные оксидазы - ферменты, локализованные в мембранах гладкого ЭР,

Микросомальная сисгема не содержит растворимых в цитозоле белковых компонентов, все ферменты - мембранные белки, активные центры которых локализованы на цитоплазматической поверхности ЭР. Сисгема включает несколько белков, составляющих электронтранспортные цепи (ЦПЭ). В ЭР существуют две такие цепи, первая состоит из двух ферментов - NADPH-

P450 редуктазы и цитохрома Р450, вторая включает фермент NADH-цитохром- b5 редуктазу, цитохром b5 и ещѐ один фермент - стеароил-КоА-десатуразу.

Электронтранспортная цепь - NADPH-P450 редуктаза - цитохром Р450. В

большинстве случаев донором электронов (e) для этой цепи служит NADPH, окисляемый NАDРН-Р450 редуктазой. Фермент в качестве простетической группы содержит 2 кофермента - флавинаденинди-нуклеотид (FAD) и флавинмононуклеотид (FMN). Протоны и электроны с NADPH переходят последовательно на коферменты NADPH-P450 редуктазы. Восстановленный FMN (FMNH2) окисляется цитохромом Р450

Цитохром Р450 - гемопротеин, содержит простетическую группу гем и имеет участки связывания для кислорода и субстрата (ксенобиотика).

Связывание в активном центре цитохрома Р450 липофильного вещества RH и молекулы кислорода повышает окислительную активность фермента. Один

атом кислорода принимает 2 е и переходит в форму О2-. Донором электронов служит NADPH, который окисляется NADPH-цитохром Р450 редуктазой. О2-

взаимодействует с протонами: О2- + 2Н+ → Н2О, и образуется вода. Второй

атом молекулы кислорода включается в субстрат RH, образуя гидроксильную группу вещества R-OH (рис. 12-3).

Суммарное уравнение реакции гидроксилирования вещества RH ферментами микросомального окисления:

RH + О2 + NADPH + Н+ → ROH + Н2О + NADP+ .

Субстратами Р450 могут быть многие гидрофобные вещества как экзогенного

(лекарственные препараты, ксенобиотики), так и эндогенного (стероиды, жирные кислоты и др.) происхождения.

Таким образом, в результате первой фазы обезвреживания с участием цитохрома Р450 происходит модификация веществ с образованием

функциональных групп, повышающих растворимость гидрофобного соединения.

NADH-цитохром b5 редуктаза - двухдоменный белок. Глобулярный

цитозольный домен связывает простетическую группу - кофермент FAD, а единственный гидрофобный "хвост" закрепляет белок в мембране.

Цитохром b5- гемсодержащий белок, который имеет домен, локализованный на

поверхности мембраны ЭР, и короткий "заякоренный" в липидном бислое спирализованный домен.

NADH-цитохром b5 -редуктаза и цитохром b5, являясь "заякоренными" белками, не фиксированы строго на определѐнных участках мембраны ЭР и

поэтому могут менять свою локализацию.

75.Вторая фаза системы детоксикации. Виды, ферменты и коферменты реакций конъюгации. Механизмы глутатионовой и глюкуронидной конъюгации, реакция ацетилирования.

Конъюгация - вторая фаза обезвреживание веществ

Вторая фаза обезвреживания веществ - реакции конъюгации, в ходе которых происходит присоединение к функциональным группам, образующимся на первом этапе, других молекул или групп эндогенного происхождения, увеличивающих гидрофильность и умеНbшающих токсичность ксенобиотиков

Все ферменты, функционирующие во второй фазе обезвреживания ксенобиотиков, относят к классу трансфераз. Они характеризуются широкой субстратной специфичностью.

УДФ-глюкуронилтрансферазы

Локализированные в основном в ЭР уридин-дифосфат (УДФ)-глюкуронилтрансферазы присоединяют остаток глюкуроновой кислоты к молекуле вещества, образованного в ходе мик-росомального окисления.

В общем виде реакция с участием УДФ-глюкуронилтрансферазы записывается так: ROH + УДФ-С6Н9О6 = RO-C6H9O6 + УДФ.

Сульфотрансферазы

Цитоплазматические cульфотрансферазы катализируют реакцию конъюгации, в ходе которой остаток серной кислоты (-SO3H) от 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфата (ФАФС)

присоединяется к фенолам, спиртам или аминокислотам

Глутатионтрансферазы

Глутатионтрансферазы функционируют во всех тканях и играют важную роль в инактивации собственных метаболитов: некоторых стероидных гормонов, простагландинов, билирубина, жѐлчных кислот, продуктов.

Глутатион - трипептид Глу-Цис-Гли (остаток глутаминовой кислоты присоединѐн к цистеину карбоксильной группой радикала).

ГТ обладают широкой специфичностью к субстратам, общее количество которых превышает 3000. ГТ связывают очень многие гидрофобные вещества и инактивируют их, но химической модификации с участием глугатиона подвергаются только те, которые имеют полярную группу.

Обезвреживание, т.е. химическая модификация ксенобиотиков с участием ГТ, может осуществляться тремя различными способами:

путѐм конъюгации субстрата R с глутатионом (GSH): R + GSH → GSRH,

в результате нуклеофильного замещения:

RX + GSH → GSR + НХ,

восстановления органических пероксидов до спиртов:

R-HC-O-OH + 2 GSH → R-HC-OH + GSSG + H2O

Ацетилтрансферазы, метилтрансферазы

Ацетилтрансферазы катализируют реакции конъюгации - переноса ацетильного остатка от ацетил-КоА на азот группы -SO2NH2, например в составе сульфаниламидов. Мембранные и

цитоплазматические метилтрансферазы с участием SAM метилируют группы -Р=О, -NH2 и SH-группы ксенобиотиков.

Глутатионовая конъюгация основана на реакционной способности GSH взаимодействовать с ксенобиотиками, которые содержат электрофильные углеродные атомы, в следующих процессах. Катализирует реакции глутатион-S-трансфераза. Фермент устраняет галогены. Аналогично происходит замещение лабильных нитрогрупп или сульфатов. Субстратами для глутатион-S-трансферазы служат ареновые окислы, алифатические эпоксиды или вещества с ненасыщенными связями. В реакциях с тиоцианатами GSH выступает в качестве соединения, атакующего электрофильную серу. Фермент в некоторых случаях выполняет роль «нитратэфирной редуктазы». Здесь GSH взаимодействует с электрофильным азотом. По мере образования и выделения меркаптуровой кислоты при действии различных ксенобиотиков в тканях происходит быстрое снижение содержания GSH.

76.С помощью каких биохимических тестов можно оценить функциональное состояние печени?

Современная панель биохимических тестов включает в себя большое число ферментов, которые, однако, не всегда обладают достаточной специфичностью и чувствительностью

Аланинаминотрансфераза (АЛТ)

АЛТ, или глутамил-пируват трансфераза (ГПТ), встречается почти во всех клетках организма, но преимущественно в печени и почках. Болезни печени являются наиболее частой, но не единственной причиной повышения активности АЛТ. При наличии повреждения печени уровень АЛТ в пределах нормальных значений может наблюдаться при хроническом гепатите С и жировой печени, особенно у больных с минимальной воспалительной активностью. Кроме того, нормальный уровень АЛТ нередко выявляется у больных гемохроматозом, при терминальной стадии печеночной недостаточности и алкогольной болезни печени на фоне выраженного дефицита пиродоксальфосфата (витамина В6) - кофактора АЛТ.

Аспартатаминотрансфераза (АСТ)

АСТ, или глутамил оксалоацетат трансфераза (ГОТ), имеет меньшую диагностическую чувствительность , чем АЛТ. Обнаружение повышенного уровня аминотрансфераз (АЛТ и АСТ) в сыворотке крови является достаточно чувствительным тестом для установления болезней печени. При этом специфичность данного теста зависит от уровня гиперферментемии.

Щелочная фосфатаза (ЩФ)

ЩФгруппа гетерогенных изоэнзимов, участвующих в транспорте различных субстратов через клеточную мембранную Содержится (в убывающем порядке) в плаценте, слизистой оболочке подвздошной кишки, почках, костях и печени.

Печеночная ЩФ обнаруживается в гепатоцитах и эпителии желчных протоков как в

цитоплазме, так и на поверхности клеток. Считается, что холестаз стимулирует синтез ЩФ гепатоцитами. При обструкции желчных протоков на любом уровне повышение ЩФ всегда предшествует началу желтухи. Повышение активности ЩФ без сопутствующего повышения уровня билирубина требует исключения первичного или метастатического рака печени, лимфомы или инфильтративных заболеваний, таких как саркоидоз и амилоидоз. В некоторых случаях повышение ЩФ может быть единственным проявлением поражения печени.

Гамма-глутамил трансфераза (ГГТ)

ГГТ является мембраносвязанным ферментом и в убывающей последовательности представлена в проксимальных канальцах нефрона, печени, поджелудочной железе (протоковые и ацинарные клетки), кишечнике. Активность ГГТ в сыворотке крови в первую

очередь обусловлена печеночным изоферментом.

Лактатдегодрогеназа (ЛДГ) - менее специфичный маркер повреждения гепатоцитов и обычгно не добавляет диагностической информации к уже полученной на основании исследования АЛТ и АСТ. Исключением является кратковременное, но значительное повышение активности ЛДГ при ишемии печени и продолжительное повышение уровня ЛДГ

всочетании с ЩФ, указывающее на инфильтрацию ткани печени опухолью.

77.Патологические компоненты мочи, их происхождение. Диагностическое значение определения патологических компонентов

мочи.

Протеинурия. Этот симптом наблюдается при заболеваниях почек, которые сопровождаются структурно-функциональным нарушением гломерулярных мембран, например, при нефритах, нефрозах. Как физиологическое явление протеинурия встречается при беременности (часто клиницисты используют термин «альбуминурия». Он неточен, так как при заболевании почек в мочу могут выделяться не только альбумины, но и глобулины, особенно при нефрозах). Различают: 1. почечную альбуминурию (результат повреждения нефрона) и 2. внепочеч-ную альбуминурию (при заболеваниях мочевыводящих путей или предстательной железы).

Ферменты. В моче в незначительной концентрации присутствуют различные ферменты (липаза, а-амилаза, РНК-азы, ЛДГ, протеазы, фосфатазы). При ряде заболеваний их концентрация в моче возрастает: так, при остром панкреатите резко увеличивается диастазная (амилазная) активность мочи.

Глюкозурия. Она наблюдается при превышении максимума реабсорбции глюкозы (около 10 ммоль/л) в почечных канальцах, например, при сахаром диабете, когда выделение глюкозы с мочой может достигать нескольких граммов в сутки. Помимо диабета глюкозурия может отмечаться у больных тиреотоксикозом, при сильном стрессе, назначении глюкокортикоидов. В подавляющем большинстве случаев глюкозурия является следствием гипергликемии, превышающей почечный порог (около 10 ммоль/л). Глюкозурия, причиной которой является дефект транспортной системы почечных канальцев, называется ренальным диабетом

(уровень глюкозы в крови при этом нормальный). В моче могут присутствовать в определяемых количествах пентозы, фруктоза, галактоза (при врождѐнной недостаточности ферментов их метаболизма), что необходимо помнить при исследовании мочи на сахар.

Гемоглобинурия. Этот симптом отмечается при тяжелом внутрисосудистом гемолизе. Гематурия - появление эритроцитов в моче, бывает двух видов: 1. внепочечная - при травмировании мочевыводящих путей и 2. Почечная - при нарушении проницаемости почечных клубочков (острый нефрит).

Кетонурия. Кетонурия является следствием повышенного катаболизма липидов. Образующееся вследствие этого высокое содержание ацетил-КоА в тканях, например, при сахарном диабете и голодании, приводит к интенсивному образованию кетоновых тел, которые поступают в кровь и выделяются с мочой. Кетонурия бывает резко выражена при сахарном диабете, она - постоянный спутник голодания и низкоуглеводного питания. Кетонурия отмечается при инфекционных заболеваниях

Желчные пигменты. В норме моча содержит уробилин (точнее, стеркобилин). Концентрация билирубина в ней очень низка. Резкое возрастание содержания билирубина в моче, которая при этом приобретает «цвет пива», наблюдается при механической желтухе. Увеличение его концентрации характерно и для паренхиматозной желтухи (гепатиты). В мочу поступает обычно прямой билирубин (диглюкуронид билирубина - маленькая молекула). Непрямой билирубин может появляться в моче только при тяжѐлом нарушении клубочковой фильтрации (одновременно с проте-инурией). Концентрация уробилина значительно увеличивается при гемолитической желтухе (из-за усиленного распада гемоглобина и поступления большого количества уробилиногена в кишечник) и паренхиматозной желтухе (из-за нарушения способности гепатоцитов разрушать мезобилиноген и уробилиноген).

Порфирины. При злокачественной анемии и заболеваниях печени их количество в моче может увеличиваться на порядок и выше. Существуют врождѐнные порфирии, при которых имеется сверхпродукция некоторых порфиринов.

Камни в почках Камни в почках в основном состоят из: оксалата кальция (2/3 всех случаев), фосфата кальция (особенно при гиперпаратиреоидизме), магний-аммонийных фосфатов, уратов (соли мочевой кислоты, в избытке выделяющиеся при подагре). Вероятно, в основе образования камней в почках лежит нарушение обмена веществ, в частности, увеличение выделения камнеобразующих (лито-генных) субстанций.