Биохимия (стр. 6 )

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ.

Мембрана имеет толщину 6 нм, на 49% состоит из белков, на 44% из липидов, остальное - углеводы. В самом эритроците на сухое вещество эритроцита приходится 95% на гемоглобин! Ионный состав обычный, имеется 2,3-дифосфоглицерат. Эритроциты работают как осмометры и в силу этого возможен гемолиз (если среда содержит не достаточно соли).

Главные биохимические особенности:

1. Полное отсутствие внутриклеточных органелл, которое приводит к отсутствию практически всех синтетических реакций. Функционируют в эритроциты только те белки, которые образовались на стадии ретикулоцитов костного мозга. Из синтеза возможен только синтез простых липидов.

2. В составе эритроцитов обнаружено около 100 ферментов (все растворимые!), но в целом клетка характеризуется низкой метаболической активностью.

3. Основным источником энергии для эритроцитов является процесс гликолиза. 10% используется глюкозы используется в реакциях пентозофосфатного шунта. Энергия АТФ расходуется на транспорт глюкозы (вторичный активный симпортный транспорт) и на поддержание ионного состава (Na, K).

4. В эритроцитах присутствуют ферменты, необходимые для поддержание гемоглобина в восстановленном состоянии. К ним относятся: мет-гемоглбин-редуктаза (НАД зависимый); и система глутатионов (НАД-зависимая глутатиаза и редуктаза). Система защиты от активных форм кислорода: супер-актид-дисмутаза (удаляет супер-оксидный анион), каталаза (удаляет перекиси Н и др.), система глутатиона.

Реально эритроцит существует в среднем 120 дней, поэтому костный мозг ежедневно ситезирует огромное количество эритроцитов, а те клетки которые вышли в кровяное русло – постепенно стареют. Признаками старения эритроцитов (после 60 дня жизни) служит снижение метаболической активности, увеличение содержания в мембране холестерина (изменится пластичность, возникнет регидность), снижение содержания сиаловых кислот под действием имеющегося в крови фермента нейро-миедазы (отщепляет сиаловую кислоту). Сиаловые кислоты содержат 9 углеродных остатков (дезокси-углерод) и простые гидроксильные группы.

В состав мембраны эритроцитов входят:

1. Липиды: 25% холестерина, 60% – фосфолипиды, 5-10% - гликолипиды. Из фосфолипидов поровну фосфотидилхолина, фосфотидилэталонамина и сфингомиелин. Фосфотидилсерина меньше всех – 7-8%. Расположены фосфолипиды ассиметрично, во внутренней поверхности мембраны преобладает фосфотидилэтаноламин и фосфотидилсерин, снаружи – ФХ и сфинголипидов (могут содержать углеводные компоненты, которые образуют антигенные детерминанты эритроцитов).

2. Белки эритроцитов разделяют методом электрофореза и отсюда их обозначение:

- Спектрин расположен на внутренней поверхности мембраны, относится к белкам миозинового типа, состоит из 2х полипептидных цепей с молекулярной массой 240 и 22 кДальтон. Это самые крупные белки на электрофорезе. На мембране Спектрин связан с белком, сходным с актином мышц. На внутренней стороне мембраны Спектрин образует в присутствии АТФ нити, за счёт которых поддерживается форма эритроцита. Т. к. Спекрина в мембране очень много, это препятствует перемещению по мембране других белков.

- Белок третей полосы – это главный интегральный белок, гликопротеин 5-8% углеводов, 95 кДальтон масса, в клетке его достаточно много (около 50 000), располагается этот белок рядом друг с другом, образуя гидрофильный канал, участвует в транспорте углекислого газа за счёт замены бикарбоната цитоплазмы на хлор плазмы.

- Гликофоллин – это интегральный гликопротеин, содержит до 16 цепей полисахаридов (в которых содержится больше половины сиаловых кислот), масса 70 кДальтон, существует только в эритроцитах, функция – представление сиаловых кислот (их наличие).

- Фермент цитоплазмы эритроцитов – глицерол-три-фосфат-дегидрогеназа.

ГРУППОВЫЕ ВЕЩЕСТВА КРОВИ.

Это нормальные иммуногенетические признаки крови людей, представляющие собой определённые сочетания групповых изоантигенов (аглютининогенов), с соответствующими им антителами в плазме. К антигенным детерминанатам относят системы групп крови (АВ0), резус-системы и многие другие системы.

Система АВ0.

Эта система определяет совместимость крови при переливании. Всего выделяют 4 группы. Для этих групп (I, II, III, IV):

Группа	АГ эритроцитов	АТ плазмы	Гены
I II III IV	- А. В. А, В.	a, b - 33%. b - 38%. a - 20%. - 81%.	Гомозиготный: 00; Гетерозиготный: - АА; А0. ВВ; В0. - АВ.

Фукоза – это дезокси-форма сахара. Последовательность моносахаридов синтезируется и прикрепляется в виде готового блока. В зависимости от того, какие гены есть у человека, появляется фермент, который присоединяет фукозу к предпоследней галактозе – этот фермент кодируется геном А. Если есть ген В, то фермент присоединяет только галактозу.

МОДУЛЬ «ДЫХАНИЕ».

Гемоглобин – это сложный четвертичный белок, состоит из белковой части (апопротеина), белка глобина, и не белковой части – гема. Гем состоит из органической части (протопорфирин-IX) и не органической части (иона железа – чаще всего, или цинка, магния, серебра и др.).

Протопорфирин-IX – это циклическое соединение, в составе которого 4 перола – они замыкаются в цикл с помощью митеновых мостиков (в виде кольца). Рисунок гема обязателен! Для того, чтобы это соединение стало гемом, к нему необходимо добавить ион железа (если Fe2+, то это ферро – это истинный гем; если Fe3+ - ферри). Образование гемина происходит при нагревании уксусной кислоты с солью, с частицами крови (используется в судебной медицине).

Формы гемоглобина.

Гемоглобин не связанный с кислородом называют: дезокси-гемоглобин, ферро-гемоглобин, восстановленный гемоглобин (Нв). Гемоглобин связанный с кислородом (восстановленный) – это окси-гемоглобин (НвО2). Угарный газ хорошо связывает гемоглобин – карбокси-гемоглобин (НвСО). MetНв – это окисленный гемоглобин, не соединяется ни с кислородом, ни с угарным газом, но легко образует комплексы с цианидами (используется при лечении).

Глобин взрослого человека представляет собой тетрамер (a2- и b2-цепи), соединяются цепи не ковалентными связями поочерёдно. В молекуле гемоглобина 4 полипептидных цепи и каждая из них содержит по одному гему. Значит, каждая молекула гемоглобина связывает 4 молекулы кислорода. Связь гемоглобина с кислородом осуществляется за счёт координационной связи между атомом железа и атомами азот-гистедина в полипептидной цепи. Гемовый карман – это расщелина между спиралями, куда встраивается Гем. Проксимальный гистедин в a-цепи – это 87 остаток, в b-цепи – это 92 остаток. Дистальный остаток гистедина в a-цепи – это 58, в b-цепи – 63. Связывание кислорода происходит только с восстановленным железом!

Гетерогенность гемоглобина связана с различием строения глобина:

1. Нормальные гемоглобины.

2. Аномальные гемоглобины – их наличие сопровождается каким либо заболеванием.

Гемоглобины начинают синтезироваться с 6й недели эмбриогенеза. Нормальные гемоглобины – это те гемоглобины, которые появляются в различные этапы жизни:

- Эмбриональный гемоглобин (НвF) – существует в эмбриональном периоде жизни человека; имеет 2 a-цепи и 2 гамма-цепи. НвF имеет большее сродство к кислороду, чем НвА. Нормальный гемоглобин (НвА) – имеет 2 a-цепи и 2 b-цепи.

- Минорные гемоглобины – это гемоглобины, которые в следовых количествах встречаются и у взрослых людей. Гемоглобин А2 имеет a-цепь и дельта-цепь, его содержание в крови 2-3%; появляется через 9-12 недель после рождения. Другие минорные гемоглобины – Нв1в и Нв1с; их состав: 2 a-цепи и 2 b-цепи – эти цепи модифицированные (эти гемоглобины образуются за счёт не ферментативного присоединения к N-концевым остаткам Валина b-цепей молекулы глюкоза-6-фосфата – его 6%). Нв1с образуется из Нв1в (его 1%).

Аномальные гемоглобины характеризуются недостатком функций гемоглобина и чаще всего – это генетически детерминированные мутации последовательностей аминокислотных цепей. В зависимости от проявления эти гемоглобины делятся:

1. Гемоглобины с изменённой растворимостью. Например, НвS или гемоглобин, вызывающий серповидно-клеточную анемию. У него в 6 положении b-цепи происходит замена АК: с Глутамина на Валин. Такое изменение АК-последовательности приводит к тому, что в дезокси-форме гемоглобин теряет растворимость, молекулы его агрегируют друг с другом, образуя нити и изменяя форму клетки. Лечение: категорическое запрещение тяжелой физической работы и лекарственная терапия.

2. Гемоглобины с изменённым сродством к кислороду – у них замены происходят в областях либо субъединичных контактов, либо в области гемового кармана. Например, НвМ – мутация a-цепи затрагивает остаток Гистидина (58 остаток) – происходит замена на остаток Тирозина. В результате происходит образование MetНв.

3. Гемоглобины с изменённой устойчивостью. Например, НвС также, как и в случае с Нвсb6 – плохо удерживает Гем, в результате чего Гем может выходить и формировать осадок в цитоплазме. В итоге на мембрану налипает осадок и она становиться не устойчивой и разрушается.

ПРОПУСК БЫЛ – синтез гемоглобина!

Нарушение синтеза гема.

Обозначение клинического проявления нарушения синтеза называется анемия. Анемии бывают от кровопотери, от повышенного разрушения эритроцитов, нарушение синтеза или недостаточность эритропоэза, сочетание всех вышеперечисленных признаков. Анемии могут быть врождёнными и приобретёнными.

Нарушение эритропоэза:

1. Анемии пищевого происхождения:

- Пернициозная или злокачественная анемия (болезнь Адиссона-Вирмера) – основная причина – дефицит витамина В12 в связи с недостатком или полным отсутствием образования внутреннего фактора Кастла (40 кДальтон). При нарушении – невозможно всасывание витамина В12 в кишечнике.

2. Пищевая анемия – недостаток фолиевой кислоты. Если не будет фолиевой кислоты, то затормозится синтез эритроцитов.

Подавление стволовых клеток эритропоэза происходит под действием физических факторов, химические факторы, биологические агенты: токсины многих бактерий и пр.