Физиологични функции на протеините в кръвната плазма. Протеини в кръвната плазма и тяхното значение. Възрастови характеристики. Увеличаване и намаляване на общия протеинов обем

Значение протеини на кръвната плазмаразнообразен:

1. Протеините предизвикват онкотично налягане (виж по-долу), чиято величина е важна за регулиране на обмена на вода между кръвта и тъканите.
2. Протеините, притежаващи буферни свойства, поддържат киселинно-алкалния баланс на кръвта.
3. Протеините осигуряват на кръвната плазма определен вискозитет, който е важен за поддържане на нивата на кръвното налягане.
4. Плазмените протеини помагат за стабилизиране на кръвта, създавайки условия, които предотвратяват утаяването на червените кръвни клетки.
5. Плазмените протеини играят важна роля в съсирването на кръвта.
6. Протеините на кръвната плазма са важни фактори за имунитета, т.е. имунитета към инфекциозни заболявания.

Кръвната плазма съдържа няколко десетки различни протеини, които съставляват три основни групи: албумини, глобулини и фибриноген. От 1937 г. методът на електрофорезата се използва за разделяне на плазмени протеини, въз основа на факта, че различните протеини имат различна подвижност в електрическо поле. С помощта на електрофореза глобулините се разделят на няколко фракции: α1-, α2-, β и γ - глобулини.

Електрофоретична диаграма протеини на кръвната плазмапоказано на ориз. 1.Гамаглобулините са важни за защитата на тялото от вируси, бактерии и техните токсини.

Това се дължи на факта, че така наречените антитела са предимно γ-глобулини. Прилагането им на пациенти повишава устойчивостта на организма към инфекции. Наскоро в кръвната плазма е открит протеинов комплекс, който играе подобна роля - пропердин.

Осмотично налягане на протеините в кръвната плазма

се създава не само от кристалоиди, разтворени в кръвната плазма, но и от колоиди - плазмени протеини. Причиненото от тях осмотично налягане се нарича онкотично.

Въпреки че абсолютното количество на плазмените протеини е 7-8% и почти 10 пъти по-голямо от количеството на разтворените соли, онкотичното налягане, което създават, е само около 1/200 от осмотичното налягане на плазмата (равно на 7,6-8,1 atm), t .e 0,03-0,04 атм. (25-30 mmHg). Това се дължи на факта, че протеиновите молекули са много големи по размер и техният брой в плазмата е многократно по-малък от броя на кристалоидните молекули.

Въпреки малката си стойност, онкотичното налягане играе изключително важна роля в обмена на вода между кръвта и тъканите. Онкотичното налягане засяга онези физиологични процеси, които се основават на явления на филтрация (образуване на интерстициална течност, лимфа, урина, абсорбция на вода в червата). Големите молекули на плазмените протеини, като правило, не преминават през ендотелната стена на капилярите. Оставайки в кръвния поток, те задържат известно количество вода в кръвта (в съответствие със стойността на тяхното осмотично налягане). По този начин те спомагат за поддържане на относително постоянство на водното съдържание в кръвта и тъканите.

Способността на кръвните протеини да задържат вода в съдовото русло може да се докаже чрез следния експеримент. Ако извършвате многократно кръвопускане на куче и чрез центрофугиране отделяте плазмата на взетата кръв от червените кръвни клетки и последните се инжектират обратно в кръвта във физиологичен разтвор, тогава по този начин можете значително да намалите количеството на протеини в кръвта. В този случай животното изпитва значително подуване. При експеримент с изолирани органи при продължително преминаване през тях с разтвор на Рингер или Рингер-Лок се получава оток на тъканите. Ако замените физиологичния разтвор с кръвен серум, тогава подуването, което е започнало, може да бъде унищожено. Това обяснява необходимостта от въвеждане на колоидни вещества в разтворите за заместване на кръвта. В този случай онкотичното налягане и вискозитетът на такива разтвори се избират така, че да са равни на вискозитета и онкотичното налягане на кръвта.

Човешката кръвна плазма съдържа повече от 100 различни протеина. Повечето плазмени протеини се синтезират в черния дроб, с изключение на имуноглобулини и протеиново-пептидни хормони. Функциите на протеините на кръвната плазма са много разнообразни. Протеините създават онкотично налягане и по този начин поддържат постоянен кръвен обем, т.е. свързват водата и я задържат в кръвния поток. Протеините осигуряват вискозитета на кръвта. Скоростта на кръвния поток, артериалното и венозното налягане и други показатели на сърдечно-съдовата система зависят от вискозитета. Протеините, заедно с бикарбонатните и фосфатните буферни системи, поддържат киселинно-основната киселинна реакция (pH 7,34–7,36). Плазмата съдържа протеини на коагулационните (фибриноген) и антикоагулационните системи (антитромбин). Плазмата съдържа транспортни протеини: неспецифични (албумин) и специфични (трансферин). Плазмата съдържа антипротеази, които предпазват кръвните клетки и кръвоносните съдове от разрушаване. Имуноглобулините, системата на комплемента и други протеини на имунната система осигуряват хуморален имунитет. Плазмените протеини са компоненти на кининовата и ангиотензиновата система. Брадикининът разширява кръвоносните съдове и понижава кръвното налягане, ангиотензинът ги стеснява и повишава кръвното налягане. Хранителната функция на плазмените протеини е важна по време на гладуване и някои заболявания.

Протеините могат да бъдат разделени на фракции по няколко начина. Например, според тяхната подвижност по време на електрофореза, те могат грубо да бъдат разделени на 5 фракции: албумин, a 1 -, a 2 -, b- и g-глобулини. Всяка фракция е смес от отделни протеини с еднакъв заряд.

Албумините се синтезират от чернодробните хепатоцити. Сред плазмените протеини, количествено това е най-голямата фракция (42 g/l). Това са прости протеини, които изпълняват повечето от общите функции на протеините на кръвната плазма. Осигуряват вискозитета на кръвта и онкотичното налягане, тъй като имат по-нисък М и са много, и участват в регулацията на ACR, тъй като съдържат повече заредени аминокиселини. Албумините изпълняват транспортна функция за липофилни вещества, транспортират дълговерижни мастни киселини (FFA), билирубин, някои хормони, витамини и лекарства. В допълнение, албуминът свързва Ca 2+ и Mg 2+ йони. Албумините са резерв от аминокиселини за глюконеогенезата и изпълняват хранителна функция по време на гладуване.

a 1 -, a 2 -, b-глобулините се синтезират от RES клетки, g-глобулините се синтезират от B-лимфоцити - 90%, клетки на Купфер - 10%.

a 1 -глобулините са фракция, която включва транспортни протеини (тироксин-свързващи), протеини на острата фаза (a 1 -антипептидази), HDL апопротеини, протромбин и др.

a 2 -глобулините са фракция, която също съдържа транспортен протеин (церулоплазмин), острофазов протеин a 2 -макроглобулин, антитромбин и др.

b-глобулините са фракция, която съдържа LDL апопротеини, фибриноген, транскобаламин и др.

g-глобулините са фракция, която съдържа антитела (имуноглобулини).

Обикновено концентрацията на общия протеин в кръвната плазма е 63–83 g/l. Хиперпротеинемия - повишената концентрация на протеин често е относителна, когато тялото е дехидратирано (диария, повръщане, изгаряния). Абсолютна хиперпротеинемия се среща при хронични възпалителни заболявания (g-глобулинемия). Хиперпротеинемията обикновено е хиперглобулинемия. Хипопротеинемия – намалена концентрация на протеин, най-често хипоалбуминемия . Диспротеинемията възниква, когато съотношението между фракциите е нарушено, докато общото количество протеин е нормално. Използвайки протеиновия спектър на кръвната плазма, е възможно например да се направи разлика между остро и хронично възпаление. При остро възпаление албуминът се намалява, а 1 и 2 глобулините се повишават. При хронично възпаление се повишават и g-глобулините. При чернодробна патология албуминът е намален, а b- и g-глобулините са повишени.

Индивидуалните протеини на кръвната плазма представляват 4 основни групи: 1) имуноглобулини, 2) транспортни протеини, 3) ензими, 4) острофазови протеини.

Транспортните протеини, като церулоплазмин, транспортират медни йони. Наследственият дефект в този протеин води до заболяването хепатолентикуларна дегенерация (болест на Wilson-Konovalov). За лечение се предписват комплексони (EDTA), които свързват медните йони. Трансферинът служи за транспортиране на железни йони, ретинол-свързващият протеин транспортира витамин А, тироксин-свързващият протеин за транспортиране на йодтиронини и други, необходими за трансфера на хидрофобни съединения.

Плазмените ензими могат да бъдат разделени на функционални и нефункционални. Функционалните ензими се синтезират в черния дроб, влизат в плазмата и изпълняват различни функции. Това са холинестераза, ензими на коагулационната и антикоагулантната система, ензими на кининовата система (каликреин), ензими на ангиотензиновата система (ангиотензин-конвертиращ ензим - ACE). Нефункционалните или клетъчните ензими обикновено се намират в следи от плазмата и се появяват в резултат на нормалния клетъчен обмен. Нефункционалните ензими влизат в плазмата, когато клетките са унищожени в резултат на възпаление или некроза. Такива ензими се наричат ​​индикаторни ензими, тъй като ако са тъканно специфични, те се използват в ензимната диагностика. За ензимната диагностика на инфаркт на миокарда е полезно определянето на активността на AST > ALT, LDH 1, креатинкиназата (особено MB изоензима). При чернодробни заболявания се повишават плазмените нива: ALT > AST, LDH 5, OCT (орнитин карбамоилтрансфераза), аргиназа. При остър панкреатит се повишава активността и на други ензими в плазмата - панкреатична а-амилаза и липаза.

Протеините в острата фаза (гликопротеините) се наричат ​​така, защото обикновено липсват в кръвта или присъстват в следи. При патологията концентрацията им се увеличава многократно. Например, С-реактивният протеин образува утайки с С-полизахариди на пневмококи, появява се по време на пневмония и други възпалителни заболявания, остри инфекции. Киселинният 1-гликопротеин (орозомукоид) се повишава при хронични и остри заболявания и се характеризира с високо съдържание на въглехидрати (42%). a 1 -антитрипсин, a 2 -макроглобулин, това са пептидазни инхибитори, които защитават плазмените и съдовите протеини от пептидази, които навлизат в кръвта по време на клетъчен лизис. Нивото на 2-макроглобулин се повишава по време на бременност и прием на естроген. Наследственият дефицит на тези пептидази допринася за развитието на някои заболявания (емфизем, цироза). Хаптоглобин – Това е протеин, който образува комплекси с хемоглобина и предотвратява загубата на желязо по време на хемолизата на червените кръвни клетки. Криоглобулинът се различава по това, че може да се желира при понижаване на температурата. Криоглобулинът не се открива при здрави хора, появява се при нефроза, левкемия, миелом и др.

Определянето на общото съдържание на протеин в кръвната плазма (серум) е елемент от комплекс от диагностични мерки още в началния етап на медицинската помощ.

Повечето протеини на кръвната плазма се синтезират в хепатоцитите. Катаболизмът на много протеини на кръвната плазма се извършва в ендотелните клетки на капилярите и системата от функционални фагоцити - моноцити и макрофаги - след абсорбцията на протеини чрез пиноцитоза. Протеините с ниско молекулно тегло преминават през филтрационната бариера на бъбречните телца в първичната урина, от която се реабсорбират от проксималните тубулни епителни клетки и се катаболизират до аминокиселини.

Съдържанието на протеини във вътресъдовото пространство във всеки момент е резултат от постоянно равновесие между синтеза и секрецията на протеини в кръвта, тяхната абсорбция от клетките, катаболитни процеси и екскреция на протеини с ниско молекулно тегло в урината. Освен това се осъществява постоянен обмен на протеини между вътресъдовия и екстраваскуларния басейн на извънклетъчната течност. Поддържането на постоянен интраваскуларен кръвен обем се осъществява от колоидно-осмотичната система. Постоянността на онкотичния компонент на осмотичното налягане в кръвта се осигурява от албумин.

Функции на протеините на кръвната плазма

1. Протеините причиняват онкотично налягане (виж по-долу), чиято стойност е важна за регулиране на водния обмен между кръвта и тъканите. 2. Протеините, притежаващи буферни свойства, поддържат киселинно-алкалния баланс на кръвта. 3. Протеините осигуряват на кръвната плазма определен вискозитет, който е важен за поддържане нивата на кръвното налягане. 4. Плазмените протеини помагат за стабилизиране на кръвта, създавайки условия, които предотвратяват утаяването на червените кръвни клетки. 5. Плазмените протеини играят важна роля в съсирването на кръвта. 6. Протеините на кръвната плазма са важни фактори за имунитета, т.е. имунитета към инфекциозни заболявания.

Белтъчни групи в кръвната плазма

Кръвната плазма съдържа смес от протеини, които са различни както по произход, така и по своята функция. За много протеини техните функции все още не са установени. Няколко десетки отделни протеини с диагностична стойност са идентифицирани в кръвния серум. В патологични ситуации не се променя главно общото съдържание на протеин, но неговите отделни компоненти значително се увеличават или намаляват, като в някои случаи се появяват протеини, които не се съдържат при нормални условия.

Компонентите на системата за кръвосъсирване и много пептидни хормони са функционално добре характеризирани. Само няколко от ензимите, циркулиращи в кръвта, имат реална физиологична функция тук, повечето от тях навлизат в кръвния поток в резултат на разрушаването на клетките. Всички протеини от системата на комплемента са функционално значими, както и голяма група от острофазови протеини, чието съдържание се увеличава с 2 порядъка по време на възпалителния процес.

Основни протеинови фракции:

Албуминът е протеин с молекулно тегло около 70 000 Da. Поради своята хидрофилност и високо съдържание в плазмата, те играят важна роля за поддържане на колоидно-осмотичното (онкотично) кръвно налягане и регулиране на обмяната на течности между кръвта и тъканите. Те изпълняват транспортна функция: пренасят свободни мастни киселини, жлъчни пигменти, стероидни хормони, Ca2+ йони и много лекарства. Албумините също служат като богат и бързо реализиран резерв от аминокиселини.

b1-глобулини:

Кисел b1-гликопротеин (орозомукоид) - съдържа до 40% въглехидрати, изоелектричната му точка е в кисела среда (2,7). Функцията на този протеин не е напълно установена; известно е, че в ранните стадии на възпалителния процес орозомукоидът насърчава образуването на колагенови влакна на мястото на възпалението (Ya. Musil, 1985).

b1-Антитрипсин - инхибитор на редица протеази (трипсин, химотрипсин, каликреин, плазмин). Вроденото намаляване на съдържанието на β1-антитрипсин в кръвта може да бъде фактор за предразположение към бронхопулмонални заболявания, тъй като еластичните влакна на белодробната тъкан са особено чувствителни към действието на протеолитичните ензими.

Ретинол свързващ протеин транспортира мастноразтворим витамин А.

Тироксин-свързващ протеин - свързва и транспортира йодсъдържащи хормони на щитовидната жлеза.

Транскортин - свързва и транспортира глюкокортикоидните хормони (кортизол, кортикостерон).

b2-глобулини:

Хаптоглобини (25% b2-глобулини) - образуват стабилен комплекс с хемоглобина, който се появява в плазмата в резултат на интраваскуларна хемолиза на червените кръвни клетки. Хаптоглобин-хемоглобиновите комплекси се поемат от RES клетки, където хем и протеиновите вериги претърпяват разпадане и желязото се използва повторно за синтеза на хемоглобин. Това предпазва тялото от загуба на желязо и причиняване на увреждане на хемоглобина в бъбреците.

Церулоплазмин - протеин, съдържащ медни йони (една молекула церулоплазмин съдържа 6-8 Cu2+ йона), които й придават син цвят. Това е транспортна форма на медни йони в тялото. Има оксидазна активност: окислява Fe2+ до Fe3+, което осигурява свързването на желязото с трансферин. Способен да окислява ароматни амини, участва в метаболизма на адреналин, норепинефрин и серотонин.

β-глобулини:

Трансферин - основният протеин на β-глобулиновата фракция, участва в свързването и транспортирането на фери желязо в различни тъкани, особено хемопоетични тъкани. Трансферинът регулира нивата на Fe3+ в кръвта и предотвратява излишното натрупване и загуба в урината.

Хемопексин - свързва хема и предотвратява загубата му от бъбреците. Комплексът хем-хемопексин се поема от кръвта от черния дроб.

С-реактивен протеин (CRP) - протеин, способен да утаява (в присъствието на Са2+) С-полизахарид на пневмококовата клетъчна стена. Биологичната му роля се определя от способността му да активира фагоцитозата и да инхибира процеса на агрегация на тромбоцитите. При здрави хора концентрацията на CRP в плазмата е незначителна и не може да се определи със стандартни методи. По време на остър възпалителен процес той се увеличава повече от 20 пъти; в този случай CRP се открива в кръвта. Изследването на CRP има предимство пред други маркери на възпалителния процес: определяне на ESR и преброяване на броя на левкоцитите. Този показател е по-чувствителен, увеличението му настъпва по-рано и след възстановяване се връща към нормалното по-бързо.

g-глобулини:

Имуноглобулини (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) са антитела, произведени от тялото в отговор на въвеждането на чужди вещества с антигенна активност. За повече информация относно тези протеини вижте 1.2.5.

Имуноглобулини(антитела) - група протеини, произведени в отговор на чужди структури (антигени), навлизащи в тялото. Синтезират се в лимфните възли и далака от В-лимфоцити. Има 5 класа имуноглобулини- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Фигура 3 Схема на структурата на имуноглобулините (променливата област е показана в сиво, постоянната област не е защрихована)

Имуноглобулиновите молекули имат единен структурен план. Структурната единица на имуноглобулина (мономер) се формира от четири полипептидни вериги, свързани една с друга чрез дисулфидни връзки: две тежки (H вериги) и две леки (L вериги) (виж Фигура 3). IgG, IgD и IgE като правило са мономери по своята структура, IgM молекулите са изградени от пет мономера, IgA се състоят от две или повече структурни единици или са мономери.

Протеиновите вериги, които изграждат имуноглобулините, могат да бъдат разделени на специфични домени или области, които имат определени структурни и функционални характеристики.

N-терминалните региони както на L, така и на H веригите се наричат ​​вариабилен регион (V), тъй като тяхната структура се характеризира със значителни разлики между различните класове антитела. В рамките на вариабилния домен има 3 хипервариабилни области, характеризиращи се с най-голямо разнообразие от аминокиселинни последователности. Това е вариабилният регион на антителата, който е отговорен за свързването на антигените според принципа на комплементарността; първичната структура на протеиновите вериги в този регион определя специфичността на антителата.

С-терминалните домени на Н и L веригите имат относително постоянна първична структура във всеки клас антитела и се наричат ​​постоянна област (С). Постоянната област определя свойствата на различни класове имуноглобулини, тяхното разпределение в тялото и може да участва в задействащи механизми, които причиняват разрушаването на антигените.

Интерферони- семейство протеини, синтезирани от клетките на тялото в отговор на вирусна инфекция и имащи антивирусен ефект. Има няколко вида интерферони, които имат специфичен спектър на действие: левкоцитен (b-интерферон), фибробластен (b-интерферон) и имунен (g-интерферон). Интерфероните се синтезират и секретират от някои клетки и упражняват ефекта си чрез въздействие върху други клетки, в това отношение те са подобни на хормоните. Механизмът на действие на интерфероните е показан на фигура 4.

Фигура 4

Свързвайки се с клетъчните рецептори, интерфероните индуцират синтеза на два ензима - 2,5"-олигоаденилат синтетаза и протеин киназа, вероятно поради инициирането на транскрипцията на съответните гени. И двата получени ензима проявяват своята активност в присъствието на двойноверижна РНК и тези РНК са продуктите на репликация на много вируси или се съдържат в техните вириони. Първият ензим синтезира 2,5"-олигоаденилати (от АТФ), които активират клетъчната рибонуклеаза I; вторият ензим фосфорилира фактора за иницииране на транслацията IF2. Крайният резултат от тези процеси е инхибирането на биосинтезата на протеини и възпроизвеждането на вируса в заразената клетка (Ю.А. Овчинников, 1987).

Липопротеините са сложни съединения, които транспортират липидите в кръвта. Те включват: хидрофобно ядросъдържащи триацилглицероли и холестеролни естери, и амфифилна обвивка,образуван от фосфолипиди, свободен холестерол и апопротеини (Фигура 2). Човешката кръвна плазма съдържа следните фракции липопротеини:

Фигура 2 Схема на структурата на липопротеина на кръвната плазма

Липопротеини с висока плътност или b-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с b-глобулините. Те съдържат много протеини и фосфолипиди и транспортират холестерола от периферните тъкани до черния дроб.

Липопротеини с ниска плътност или β-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с β-глобулините. Богат на холестерол; транспортира от черния дроб до периферните тъкани.

Липопротеини с много ниска плътност или пре-b-липопротеини (намира се на електроферограмата между b- и b-глобулини). Те служат като транспортна форма на ендогенни триацилглицероли и са прекурсори на липопротеини с ниска плътност.

Хиломикрони - електрофоретично неподвижен; липсват в кръвта, взета на празен стомах. Те са транспортна форма на екзогенни (хранителни) триацилглицероли.

Фибриногенът (фактор I) е разтворим плазмен гликопротеин с молекулно тегло около 340 000. Синтезира се в черния дроб. Молекулата на фибриногена се състои от шест полипептидни вериги: две A b-вериги, две B b-вериги и две g-вериги (виж Фигура 9). Краищата на полипептидните вериги на фибриногена носят отрицателен заряд. Това се дължи на наличието на голям брой глутаматни и аспартатни остатъци в N-терминалните области на Aa и Bb веригите. В допълнение, B-регионите на Bb веригите съдържат остатъци от рядката аминокиселина тирозин-О-сулфат, които също са отрицателно заредени:

Това насърчава разтворимостта на протеина във вода и предотвратява агрегацията на неговите молекули.

Фигура 9 Диаграма на структурата на фибриногена; стрелките показват връзки, хидролизирани от тромбин. Р. Мъри и др., 1993 г.)

Превръщането на фибриноген във фибрин се катализира от тромбин(фактор IIa). Тромбинът хидролизира четири пептидни връзки във фибриногена: две връзки във веригите A b и две връзки във веригите B c. Фибринопептидите А и В се отделят от молекулата на фибриногена и се образува фибринов мономер (съставът му е b2 b2 r2). Фибриновите мономери са неразтворими във вода и лесно се свързват един с друг, образувайки фибринов съсирек.

Стабилизирането на фибриновия съсирек става под действието на ензим трансглутаминаза(фактор XIIIa). Този фактор също се активира от тромбина. Трансглутаминазата напречно свързва фибриновите мономери, използвайки ковалентни изопептидни връзки.

Трансферини-- протеини на кръвната плазма, които транспортират железни йони. Трансферините са гликозилирани протеини, които свързват здраво, но обратимо железните йони. Около 0,1% от всички железни йони в тялото са свързани с трансферините (което е около 4 mg), но железните йони, свързани с трансферините, са от голямо значение за метаболизма. Трансферините имат молекулно тегло от около 80 kDa и имат две Fe 3+ места за свързване. Афинитетът на трансферина е много висок (10 23 М ?1 при рН 7,4), но прогресивно намалява, когато рН спада под неутралната точка. Когато трансферинът не е свързан с желязото, той е свързан апопротеин.

При хората трансферинът е полипептидна верига, състояща се от 679 аминокиселини. Това е комплекс, състоящ се от алфа спирали и бета листове, които образуват 2 домена (първият е разположен в N-края, а вторият в С-края). N- и С-терминалните последователности са представени от сферични дялове, между които има място за свързване на желязо. Аминокиселините, които свързват железните йони с трансферина, са идентични и за двата дяла: 2 тирозини, 1 хистидин, 1 аспарагинова киселина. За свързване на железния йон е необходим анион, за предпочитане карбонатен йон (CO 3 2?). Трансферинът също има трансферинов рецептор: той е дисулфидно свързан хомодимер. При хората всеки мономер се състои от 760 аминокиселини. Всеки мономер се състои от 3 домена: апикален домен, спирален домен, протеазен домен.

Когато трансферинът се свърже с железни йони, рецепторът за трансферин на повърхността на клетката (например предшественици на червени кръвни клетки в червения костен мозък) се прикрепя към него и в резултат на това навлиза в клетката във везикула. След това pH във везикулата се понижава от протонни йонни помпи, което кара трансферина да освобождава железни йони. Рецепторът се връща обратно към клетъчната повърхност, отново готов да свърже трансферин. Всяка молекула трансферин може да транспортира 2 железни йона Fe 3+ наведнъж.

Генът, кодиращ трансферин при хората, се намира на хромозома 3q21. Изследвания, проведени върху кралски змии през 1981 г., показват, че трансферинът се унаследява чрез кодоминантен механизъм.

Общ протеин

Като биологичен материал може да се използва кръвна плазма, ексудати и трансудати. Всички те дават сравними резултати, въпреки че поради наличието на фибриноген нивото на общия протеин в кръвната плазма е с 2-4 g/l по-високо, отколкото в серума. Протеинът е стабилен в серума и плазмата за една седмица при стайна температура, поне до 2 месеца при -20 °C. Хемолизата дава фалшиво положително увеличение на общия протеин от 3% за всеки 1 g свободен хемоглобин в 1 литър кръвен серум.

Физиологичните колебания в съдържанието на общия протеин в кръвния серум в повечето случаи зависят от промените в обема на течната част на кръвта и в по-малка степен са свързани със синтеза или загубата на протеин. Обикновено съдържанието на протеини в кръвния серум е еднакво както при вегетарианци, така и при хора с нормална диета, въпреки че натоварването с протеини може да увеличи общото съдържание на протеини в кръвта. Високата физическа активност допринася само за леко повишаване на съдържанието на общия протеин в кръвта.

Храненето (3 литра плазма съдържа 200 g протеин) е адекватно снабдяване с хранителни вещества.

Транспорт – поради наличието на хидрофилни и хидрофобни участъци, протеините са в състояние да се свързват с молекули и мастноподобни вещества и да ги пренасят през кръвния поток. Плазмените протеини свързват 2/3 от плазмения калций.

Онкотичното налягане на плазмата в по-голяма степен (80%) зависи от албумините (по-ниско молекулно тегло, но по-големи количества в плазмата от глобулините). Намаляването на концентрацията на албумин води до задържане на H 2 O в междуклетъчното пространство (интерстициален оток).

Буферна функция – поддържа постоянно рН на кръвта чрез свързване на Н+ или ОН-, поради амфотерни свойства.

Предотвратяването на загубата на кръв се дължи на наличието на фибриноген в кръвната плазма. Високият вискозитет на разтворите на фибриногена се дължи на свойството на неговите молекули да образуват съсиреци под формата на "низи от мъниста". Веригата от реакции на хемостаза, в които участват плазмените протеини, завършва с превръщането на фибриногена, разтворен в плазмата, в мрежа от фибринови молекули, образувайки съсирек (тромб). Фибриновата молекула има удължена форма (съотношение дължина/ширина – 17:1).

Свойства и функции на отделните белтъчни фракции.

Плазменият албумин определя 80% от колоидно-осмотичното (онкотично) налягане на плазмата. Той представлява 60% от общия плазмен протеин (35-45 g/l).

Албуминът е съединение с ниско молекулно тегло и следователно е много подходящ да служи като носител на много вещества, транспортирани в кръвта. Албуминът свързва: билирубин, уробилин, мастни киселини, жлъчни соли, пеницилин, сулфамедин, живак.

При възпалителни процеси и увреждане на черния дроб и бъбреците количеството на албумина намалява.

Глобулини.

a 1 – глобулини, иначе се наричат ​​гликопротеини. 2/3 от общото количество плазмена глюкоза присъства в свързана форма като част от гликопротеините. Подфракцията на гликопротеините включва група протеини, съдържащи въглехидрати - протеогликани (мукопротеини).

a 2 - глобулините са протеогликан или по друг начин съдържащ мед протеин церулоплазмин, който свързва 90% от цялата мед, съдържаща се в плазмата.

b-глобулинът е протеинов носител на липиди и полизахариди. Те задържат водонеразтворимите мазнини и липиди в разтвор и по този начин осигуряват транспортирането им в кръвта.

g - глобулини. Това е хетерогенна група протеини, които изпълняват защитни и неутрализиращи функции, иначе наречени имуноглобулини. Размерът и съставът на g-глобулините варира значително. При всички заболявания, особено възпалителните, съдържанието на g-глобулини в плазмата се повишава. G-глобулините включват кръвни аглутинини: анти-А и анти-В.

еритроцити

Най-многобройните образувани елементи на кръвта са червените кръвни клетки (еритроцити). При мъже – 4 - 5 милиона в 1 µl; при жените, като правило, не надвишава 4,5 милиона в 1 μl. По време на бременност броят на червените кръвни клетки може да намалее до 3,5 и дори 3 милиона на 1 μl.

Обикновено броят на червените кръвни клетки е обект на леки колебания.

При различни заболявания броят на червените кръвни клетки може да намалее („еритропения“). Това често придружава анемия или анемия.

Увеличаването на броя на червените кръвни клетки се нарича "еритроцитоза".

Човешките червени кръвни клетки са безядрени, плоски клетки с форма на двойновдлъбнати дискове. Дебелината им по ръбовете е 2 µm.

Повърхността на диска е 1,7 пъти по-голяма от повърхността на тяло със същия обем, но със сферична форма. Следователно тази форма осигурява транспортирането на голям брой различни вещества. Тази форма позволява на червените кръвни клетки да се прикрепят към фибриновата мрежа по време на образуването на кръвен съсирек. Но основното предимство е, че тази форма осигурява преминаването на червените кръвни клетки през капилярите. В този случай червените кръвни клетки се усукват в средната тясна част, съдържанието от по-широкия край се влива в центъра, поради което червените кръвни клетки навлизат в тесния капиляр.

Цитоскелетът под формата на тръби и микрофиламенти, преминаващи през клетката, липсва в еритроцита, което му придава еластичност и деформируемост (необходими свойства за преминаване през капилярите).

Крива Прайс-Джоунс– Това е разпределението на червените кръвни клетки по диаметър. Разпределението на диаметрите на еритроцитите обикновено съответства на нормалната крива на разпределение.

Нормоцит - средният диаметър на червените кръвни клетки при възрастен е 7,5 микрона. (7,5 – 8,3 µm).

Макроцитите - диаметърът на червените кръвни клетки е от 8 до 12 микрона. При изместване на кривата надясно се наблюдава макроцитоза.

Микроцити - диаметър на червените кръвни клетки под 6 микрона - изместване на кривата наляво. Откриват се червени кръвни клетки джуджета с намалена продължителност на живота.

Плоската форма на кривата на Price-Jones показва увеличение на броя както на микроцитите, така и на макроцитите. Това явление се нарича анизоцитоза.

Червените кръвни клетки имат обратима деформация, тоест имат пластичност.

С напредването на възрастта пластичността на червените кръвни клетки намалява.

Най-известните патологично променени форми на червени кръвни клетки са сфероцитите (червени кръвни клетки с кръгла форма) и сърповидните червени кръвни клетки (SCR).

Пойкилоцитоза- състояние, при което се появяват червени кръвни клетки с различни необичайни форми.

Функции на еритроцитите: транспортна, защитна, регулаторна.

Транспортна функция: транспорт O 2 и CO 2, аминокиселини, полипептиди, протеини, въглехидрати, ензими, хормони, мазнини, холестерол, биологично активни вещества, микроелементи и др.

Защитна функция: играе роля в специфичния и неспецифичния имунитет, участва в съдово-тромбоцитната хемостаза, коагулацията на кръвта и фибринолизата.

Регулаторна функция: благодарение на хемоглобина те регулират pH на кръвта, йонния състав на плазмата и метаболизма на водата.

Прониквайки в артериалния край на капиляра, еритроцитът се отказва от водата и разтворения в него О2 и намалява обема си, а когато се придвижва към венозния край на капиляра, поема вода, CO2 и метаболитни продукти, идващи от тъканите, и увеличава в обем.

Подпомагат поддържането на относително постоянство на кръвната плазма. Например, ако концентрацията на протеини в плазмата се увеличи, червените кръвни клетки активно ги адсорбират. Ако съдържанието на протеин в плазмата намалее, червените кръвни клетки ги освобождават в плазмата.

Еритроцитите са регулатори на еритропоезата, т.к те съдържат еритропоетични фактори, които, когато червените кръвни клетки се разрушат, навлизат в костния мозък и насърчават образуването на червени кръвни клетки.

Еритропоезата е процесът на образуване на червени кръвни клетки.

Червените кръвни клетки се образуват в хемопоетичните тъкани:

В жълтъчната торбичка на ембриона

В черния дроб и далака на плода

В червения костен мозък на плоските кости при възрастен.

Общите предшественици на всички кръвни клетки са плурипотентни (плюрипотентни) стволови клетки, които се намират във всички хемопоетични органи.

На следващия етап от еритропоезата се образуват ангажирани предшественици, от които може да се развие само един вид кръвни клетки: еритроцити, моноцити, гранулоцити, тромбоцити или лимфоцити.

Таблица клетка → Базофилен проеритрбласт → Еритробласт (макробласт) → Нормобласт → Ретикулоцити II, III, IV → Еритроцити.

Безядрените млади червени кръвни клетки напускат костния мозък под формата на така наречените ретикулоцити. За разлика от червените кръвни клетки, ретикулоцитите запазват елементи от клетъчните структури. Броят на ретикулоцитите е важна информация за състоянието на еритропоезата. Обикновено броят на ретикулоцитите е 0,5 - 2% от общия брой на червените кръвни клетки. При ускоряване на еритропоезата броят на ретикулоцитите се увеличава, а при забавяне на еритропоезата намалява. При повишено разрушаване на червените кръвни клетки броят на ретикулоцитите може да надхвърли 50%. Трансформацията на ретикулоцита в млад еритроцит (нормоцит) настъпва за 35-45 часа.

Зрелите еритроцити циркулират в кръвта в продължение на 80-120 дни, след което се фагоцитират предимно от клетки на ретикулоендотелната система на костния мозък, макрофаги („еритрофагоцитоза“). Получените продукти на разрушаване и предимно желязото се използват за изграждане на нови червени кръвни клетки. Касъл въвежда понятието „еритрон“, за да се отнася до цялата маса червени кръвни клетки в циркулиращата кръв, в кръвните депа и в костния мозък.

Всяка тъкан в тялото може също да унищожи червените кръвни клетки (изчезване на „синини“).

На всеки 24 часа се обновяват приблизително 0,8% от общия брой червени кръвни клетки (25 · 10 12 бр.). За 1 минута се образуват 60 · 10 6 червени кръвни клетки.

Скоростта на еритропоезата се увеличава няколко пъти

За загуба на кръв

Когато парциалното налягане на O 2 намалява

Под въздействието на вещества, които ускоряват еритропоезата - еритропоетини.

Мястото на синтез на еритропоетин е бъбреците, черния дроб, сълзите, костния мозък. Еритропоетинът стимулира диференциацията и ускорява пролиферацията на прекурсорите на червените кръвни клетки в костния мозък.

Ефектът на еритропоетина се засилва от андрогени, тироксин и растежни хормони.

Андрогените засилват еритропоезата, а естрогените инхибират еритропоезата.

Осмотични свойства на еритроцитите.

Когато червените кръвни клетки се поставят в хипотоничен разтвор, се развива хемолиза - това е разкъсване на мембраната на червените кръвни клетки и освобождаване на хемоглобин в плазмата, поради което кръвта придобива цвят на лак. Минималната граница на хемолизата за здрави хора съответства на разтвор, съдържащ 0,42 - 0,48% NaCl. Максималната граница на устойчивост е 0,28 - 0,34% NaCl.

Причините за хемолизата могат да бъдат и химически агенти (хлороформ, етер и др.), отрови на някои змии (биологична хемолиза), излагане на ниски и високи температури (термична хемолиза), несъвместимост на прелятата кръв (имунна хемолиза) и механични ефекти. .

Скорост на утаяване на еритроцитите(ESR).

Кръвта осигурява суспензия или суспензия от червени кръвни клетки. Суспензията на червените кръвни клетки в плазмата се поддържа от хидрофилната природа на тяхната повърхност, както и от отрицателния заряд, който ги кара да се отблъскват взаимно. С намаляване, отрицателните червени кръвни клетки се сблъскват помежду си, образувайки така наречените „монетни колони“.

Фареус - поставя кръв в епруветка, след добавяне на Na цитрат (който предотвратява съсирването на кръвта), открива, че кръвта е разделена на два слоя. Долният слой представлява оформените елементи.

Основните причини, влияещи върху скоростта на утаяване на еритроцитите:

Количеството отрицателен заряд на повърхността на червените кръвни клетки

Големината на положителния заряд на плазмените протеини и техните свойства

Инфекциозни, възпалителни и онкологични заболявания.

Стойността на ESR зависи в по-голяма степен от свойствата на плазмата, отколкото от свойствата на еритроцитите. Например, ако нормалните червени кръвни клетки на мъжете се поставят в кръвната плазма на бременна жена, тогава червените кръвни клетки на мъжете ще се утаят със същата скорост като тези на жените по време на бременност.

СУЕ – при новородени – 1-2 mm/h; за мъже – 6-12 mm/h; за жени – 8-15 mm/h; при възрастни хора – 15-20 mm/h.

ESR се увеличава с увеличаване на концентрацията на фибриноген, например по време на бременност; при възпалителни, инфекциозни и онкологични заболявания; както и с намаляване на броя на червените кръвни клетки. Намаляването на ESR при деца на възраст над 1 година се счита за неблагоприятен признак.

Хемоглобин и неговите съединения.

Основните функции на червените кръвни клетки се определят от наличието на хемоглобин в техния състав. Молекулното му тегло е 68800. Хемоглобинът се състои от протеинова част (глобин) и съдържащи желязо части (хем) 1: 4 (има 4 молекули хем на молекула глобин).

Хемът се състои от порфиринова молекула, в центъра на която има Fe 2+ йон, способен да свързва O 2.

Структурата на протеиновата част на хемоглобина не е еднаква, т.е. протеиновата част на хемоглобина може да бъде разделена на няколко фракции: Фракция - 95-98% за възрастен; И фракция 2 – 2-3%; F фракция – 1-2%.

Фракция F е фетален хемоглобин, който се съдържа в плода. Феталният хемоглобин има по-голям афинитет към O 2 от хемоглобин А. До раждането на детето той възлиза на 70-90%. Това позволява на феталните тъкани да не изпитват хипоксия при относително ниско напрежение на O2.

Хемоглобинът има способността да образува съединения с O 2, CO 2 и CO:

хемоглобин с O 2 (придава светлочервения цвят на кръвта) - наречен оксихемоглобин (HHbO 2);

хемоглобинът, който се е отказал от O 2, се нарича редуциран или намален (HHb);

хемоглобинът с CO 2 се нарича карбохемоглобин (HHbCO 2) (тъмна кръв) 10-20% от целия CO 2, транспортиран с кръв;

хемоглобинът образува силна карбоксихемоглобинова (HhbCO) връзка с CO; афинитетът на хемоглобина към CO е по-висок, отколкото към O2.

Скоростта на разграждане на карбоксихемоглобина се увеличава при вдишване на чист O2.

Силни окислители (фероцианид, бертолетова сол, водороден прекис) променят заряда на Fe 2+ до Fe 3+ - появява се окислен хемоглобин МЕТХЕМОГЛОБИН, силно съединение с O 2; Преносът на O2 е нарушен, което води до тежки последици за хората и смърт.

Когато червените кръвни клетки се разрушат, от освободения хемоглобин се образува билирубин, който е един от компонентите на жлъчката.

Цветен индекс(farb индекс Fi).

Относителна стойност, характеризираща насищането на средно 1 червена кръвна клетка с хемоглобин. За 100% хемоглобин се приема стойност, равна на 166,7 g/l, а за 100% еритроцити - 5 * 10 12. Ако човек има 100% хемоглобин и червени кръвни клетки, тогава цветният индекс е 1.

Изчислява се по формулата: CP = Hb (g/l) * 3 / (първите три цифри от броя на червените кръвни клетки).

Нормално е от 0,85 до 1,15 (нормохромни червени кръвни клетки). Ако е по-малко от 0,85 - хипохромни еритроцити. Ако е повече от 1,15 - хиперхромен. В този случай обемът на червените кръвни клетки се увеличава, което им позволява да съдържат по-висока концентрация на хемоглобин. Това създава погрешното впечатление, че червените кръвни клетки са пренаситени с хемоглобин.

При анемия се появяват хипо- и хиперхромия.

анемия.

Анемията (безкръвието) е намаляване на способността за пренасяне на кислород, свързано или с намаляване на броя на червените кръвни клетки, или с намаляване на съдържанието на хемоглобин в червените кръвни клетки, или и двете.

Желязодефицитната анемия възниква при липса на желязо в храната (при деца), при нарушена абсорбция на желязо в храносмилателния тракт, при хронична загуба на кръв (пептична язва, тумори, колит, хелминтни инвазии и др.). В кръвта се образуват малки червени кръвни клетки с намалено съдържание на хемоглобин.

Мегабластната анемия е наличието в кръвта и костния мозък на увеличени червени кръвни клетки (мегалоцити) и незрели прекурсори на мегалоцити (мегабласти). Възниква при липса на вещества, които насърчават узряването на червените кръвни клетки (витамин B 12), т.е. със забавено узряване на червените кръвни клетки.

Хемолитичната анемия е свързана с повишена чупливост на червените кръвни клетки, което води до повишена хемолиза. Причината е вродени форми на сфероцитоза, сърповидно-клетъчна анемия и таласемия. Тази категория включва също анемия, която възниква поради малария и Rh несъвместимост.

Апластична анемия и панцитопения са инхибиране на хематопоезата на костния мозък. Еритропоезата се потиска. Причината е наследствена форма и/или увреждане на костния мозък от йонизиращо лъчение.

6.3. ЛЕВКОЦИТИ

Белите кръвни клетки (левкоцитите) са образувания с различни форми и размери. Те са разделени на две големи групи:

гранулирани (гранулоцити): неутрофили, еозинофили, базофили

негранулирани (агранулоцити): лимфоцити, моноцити.

Гранулоцитите получават името си от способността си да оцветяват с багрила: еозинофилите се оцветяват с еозин (киселинно багрило), базофилите с хематоксилин (алкално багрило), а неутрофилите и с двете.

Обикновено броят на левкоцитите при възрастни варира от 4,5 до 8,5 хиляди на 1 mm3. Увеличеният брой бели кръвни клетки се нарича – левкоцитоза. Намален – левкопения.

Левкопенията се среща само при патология. Особено тежко при увреждане на костния мозък (остра левкемия, лъчева болест). В същото време не само броят на левкоцитите намалява, но и тяхната функционална активност също се променя. Наблюдават се нарушения на специфичната и неспецифична защита и свързани заболявания (често от инфекциозен характер).

Левкоцитозата може да бъде физиологична и патологична. Физиологична левкоцитоза: храна; миогенен; емоционален; по време на бременност.

Диетична левкоцитоза. Възниква след хранене (увеличение с 1-3 хиляди в 1 μl), рядко надхвърля физиологичната норма. Голям брой левкоцити се натрупват в субмукозата на тънките черва. Тук те изпълняват защитна функция, предотвратявайки навлизането на чужди агенти в кръвта и лимфата.

Той има преразпределителен характер. Осигурява се от навлизането на левкоцити в кръвния поток от кръвното депо.

Миогенна левкоцитоза. Наблюдава се след тежка мускулна работа. Броят на левкоцитите може да се увеличи 3-5 пъти. Белите кръвни клетки се натрупват в мускулите. Той е едновременно преразпределителен и верен по природа, т.к с тази левкоцитоза се увеличава хематопоезата на костния мозък.

Емоционалната левкоцитоза (както при болезнена стимулация) има преразпределителен характер. Рядко постига високи нива.

Левкоцитоза по време на бременност. Натрупват се в субмукозата на матката. Тази левкоцитоза има предимно локален характер. Тази левкоцитоза предотвратява инфекциите и стимулира контрактилната функция на матката.

Левкоцитна формула (левкограма).

В кръвта могат да се открият зрели и млади форми на левкоцити. Обикновено те са най-лесни за откриване в най-голямата група, т.е. в неутрофилите. Младите неутрофили (миелоцити) имат доста голямо ядро ​​с форма на боб. Лента ядрена - ядро, което не е разделено на отделни сегменти. Зрелите, или сегментирани, имат ядро, разделено на 2-3 сегмента. Колкото повече сегменти, толкова по-стар е неутрофилът.

Увеличаването на броя на младите и ивичните неутрофили показва подмладяване на кръвта - това е изместване на левкоцитната формула наляво (левкемия, левкемия, инфекции, възпаления). Намаляването на броя на тези клетки показва стареене на кръвта - това е изместване на левкоцитната формула надясно.

Неутрофили.

Те узряват в костния мозък и остават там 3-5 дни, образувайки костно-мозъчен резерв от гранулоцити. Те навлизат в съдовото легло поради амебоидно движение и освобождаване на протеолитични ензими, които могат да разтварят костния мозък и капилярните протеини.

Неутрофилите живеят в циркулиращата кръв от 8 часа до 2 дни. Условно разделени на: 1) свободно циркулиращи; и 2) заемащи маргинална позиция в съдовете. Между тези групи има динамичен баланс и постоянен обмен. Че. има приблизително 2 пъти повече неутрофили в съдовото легло, отколкото се откриват в течащата кръв.

Предполага се, че разрушаването на неутрофилите се извършва извън съдовото легло. Всички левкоцити отиват в тъканите, където умират. Имат фагоцитна функция. Абсорбират бактерии и продукти от разрушаване на тъканите.

През 1968 г. е открит цитотоксичният ефект или убийството. При наличие на IgG и при наличие на комплемент те се доближават до клетката мишена, но не фагоцитират, а увреждат от разстояние, поради отделянето на реактивни кислородни видове - водороден прекис, хипохлорна киселина и др.

Изолирани са продукти, които повишават митотичната активност на клетките, ускоряват възстановителните процеси, стимулират хемопоезата и разтварянето на фибриновия съсирек.

В клиничната практика е необходимо да се изследва не само количеството, но и функционалната активност на неутрофилите. Хипофункцията на неутрофилите е вариант на имунодефицит. Проявява се в намаляване на миграционната способност и бактерицидната активност на неутрофилите.

Базофили.

В кръвта има малко базофили (40-60 в 1 μl), но различни тъкани, включително съдовата стена, съдържат „тъканни базофили“ или мастоцити.

Абсорбция, синтез, натрупване и освобождаване на биологично активни вещества.

Хистамин – повишава пропускливостта на тъканите, разширява кръвоносните съдове, засилва хемокоагулацията и във високи концентрации предизвиква възпаление.

Хепаринът е хистаминов антагонист. Антикоагулант (предотвратява съсирването на кръвта). Инхибира фибринолизата (разрушаване на фибрина), много лизозомни ензими, хистаминаза (разрушаване на хистамин).

Хиалуронова киселина (влияе на пропускливостта на съдовата стена).

Фактор, активиращ тромбоцитите.

Тромбоксани (насърчават агрегацията на тромбоцитите).

Производните на арахидоновата киселина играят важна роля при алергични реакции (бронхиална астма, уртикария, лекарствени заболявания).

Броят на базофилите се увеличава по време на левкемия, стресови ситуации и леко по време на възпаление.

Във връзка с изолирането на различни форми на базофили и идентифицирането на различни биологично активни вещества в тях има синоними - хепариноцит, хистаминоцит, мастоцит и др.

Антагонистите на базофилите са еозинофилите и макрофагите.

Еозинофили.

Продължителността на престоя на еозинофилите в кръвта не надвишава няколко часа, след което те проникват в тъканите, където се унищожават.

В тъканите еозинофилите се натрупват в онези органи, където се съдържа хистамин - в лигавицата и субмукозата на стомаха, тънките черва и белите дробове. Еозинофилите поглъщат и унищожават хистамина с помощта на ензима хистаминаза. Те също са в състояние да инактивират хепарина и да фагоцитират гранулите, секретирани от базофилите. Тези свойства са свързани с участието на еозинофилите в намаляването на реакцията на незабавна свръхчувствителност.

Фагоцитната активност е изразена. Коките са особено интензивно фагоцитирани.

Ролята на еозинофилите в борбата с хелминтите, техните яйца и ларви (антихелминтен имунитет) е изключително важна. Когато активиран еозинофил влезе в контакт с ларвите, той дегранулира, последвано от освобождаване на голямо количество протеин и ензими (например пероксидази) върху повърхността на ларвата, което води до унищожаването на последната.

Еозинофилите са способни да свързват антигени, предотвратявайки навлизането им в съдовото легло.

Еозинофилите съдържат катионни протеини, които активират компонентите на системата калекреин-кинин и влияят върху съсирването на кръвта.

При тежки инфекции броят на еозинофилите намалява. Понякога те изобщо не се откриват (анеозинопения).

Моноцити:

Те циркулират в кръвта до 70 часа, след което мигрират в тъканите, образувайки обширно семейство от тъканни макрофаги.

Те са изключително активни фагоцити и имат цитотоксични ефекти. Разработен е апаратът на лизозомите, съдържащ важни ензими.

Външната плазмена мембрана съдържа множество рецептори, включително тези, които позволяват "разпознаване" на имуноглобулини, фрагмент на комплемента и лимфоцитни медиатори - лимфокини. Поради това макрофагите играят роля не само в клетъчния неспецифичен имунитет, но и участват в регулирането на специфичния имунитет. Те разпознават антигена, превръщат го в имуногенна форма и образуват биологично активни съединения - монокини, които действат върху лимфоцитите.

Лимфоцити.

Подобно на други левкоцити, лимфоцитите се образуват в костния мозък и след това навлизат в съдовото легло. Някои лимфоцити получават "специализация" в тимусната жлеза, където се превръщат в Т-лимфоцити (зависими от тимуса).

Друга популация са В лимфоцитите (бурса - при птиците). При хората и бозайниците тяхното образуване се извършва в костния мозък или в системата от лимфоидно-епителни образувания, разположени по протежение на тънките черва (лимфоидни или Пейерови петна).

Т-лимфоцити:

Т-клетки убийци (убийци) - извършват лизис (унищожаване) на целевите клетки.

Т-хелпери (помощници) – повишават клетъчния имунитет.

Т-Т - помощници - засилват клетъчния имунитет.

T-B - помощници - укрепват хуморалния имунитет.

Т-усилватели – повишават функционалната активност на лимфоцитите.

Супресорни Т клетки – пречат на имунния отговор.

Т-Т супресори – потискат клетъчния имунитет.

T-B супресори – потискат хуморалния имунитет.

Т - контрасупресори - пречат на действието на Т-супресорите и по този начин засилват имунния отговор.

Т - клетки на имунната памет, които съхраняват информация за предишни активни антигени и регулират вторичния имунен отговор, който се развива за по-кратко време.

Td лимфоцити (диференциращи се). Те регулират функцията на хемопоетичните стволови клетки, съотношението на еритроцитите, тромбоцитите и левкоцитите на костния мозък.

В лимфоцити.

Повечето В-лимфоцити, в отговор на действието на антигени и цитокини, се превръщат в плазмени клетки и произвеждат антитела (производители на антитела).

В допълнение, сред В-лимфоцитите има:

В клетки убийци (същата функция като Т клетки убийци).

В-хелпери – засилват действието на Td-лимфоцитите и Т-супресорите.

B-супресори – инхибират пролиферацията на производителите на антитела.

Няма нито Т-, нито В-лимфоцити - 0-лимфоцити (предшественици на Т- и В-лимфоцитите).

Някои изследователи включват NK лимфоцити (естествени клетки убийци) като 0-лимфоцити.

Има клетки, които носят маркери както на Т-, така и на В-лимфоцити (двойни клетки) и са способни да заменят и двете.

Цитотоксични ефекти:

Те отделят протеини, които могат да пробият дупки в мембраните на чужди клетки. Те съдържат протеолитични ензими (цитолизини), които проникват в чужда клетка през образуваните пори и я разрушават.

ИМУНИТЕТ

Имунитетът е начин за защита на организма от живи тела и вещества, които носят признаци на чужда генетична информация.

Имунологичната регулация, от една страна, е неразделна част от хуморалната регулация, тъй като повечето процеси се извършват с прякото участие на хуморални посредници. Въпреки това, имунната регулация често е насочена по природа и по този начин прилича на нервна регулация. Лимфоцитите и моноцитите, както и други клетки, участващи в имунния отговор, предават хуморалния пратеник директно на целевия орган. Следователно имунологичната регулация се нарича клетъчно-хуморален.

Имунната система е представена от всички видове левкоцити, както и от органи, в които се развиват левкоцити: костен мозък, тимус, далак, лимфни възли.

Има неспецифичен и специфичен имунитет:

1. Неспецифични – насочени срещу всяко чуждо вещество (антиген). Проявява се под формата на хуморален - производство на бактерицидни вещества; и клетъчни – фагоцитоза, цитотоксичен ефект (1968...)

Фагоцитозата е присъща на: неутрофили, еозинофили, моноцити, макрофаги. Цитотоксичният ефект засяга и лимфоцитите.

2. Специфични – насочени срещу конкретно чуждо вещество. Също така в 2 форми: хуморална - производство на антитела от В-лимфоцити и плазматични клетки и клетъчна - с участието на Т-лимфоцити.

По време на имунен отговор обикновено действат механизмите както на хуморалния, така и на клетъчния имунитет, но в различна степен (при морбили преобладава хуморалният отговор, при контактни алергии преобладава клетъчният отговор).

Тема: „БИОХИМИЯ НА КРЪВТА. КРЪВНА ПЛАЗМА: КОМПОНЕНТИ И ТЕХНИТЕ ФУНКЦИИ. МЕТАБОЛИЗЪМ НА ЕРИТРОЦИТИТЕ. ЗНАЧЕНИЕТО НА БИОХИМИЧНИЯ АНАЛИЗ НА КРЪВТА В КЛИНИКАТА"

1. Белтъци на кръвната плазма: биологична роля. Съдържание на протеинови фракции в плазмата. Промени в протеиновия състав на плазмата при патологични състояния (хиперпротеинемия, хипопротеинемия, диспротеинемия, парапротеинемия).
2. Протеини от острата фаза на възпалението: биологична роля, примери за протеини.
3. Липопротеинови фракции на кръвната плазма: особености на състава, роля в организма.
4. Имуноглобулини в кръвната плазма: основни класове, структурна схема, биологични функции. Интерферони: биологична роля, механизъм на действие (схема).
5. Ензими на кръвната плазма (секреторни, екскреторни, индикаторни): диагностична стойност на изследване на активността на аминотрансферазите (ALT и AST), алкална фосфатаза, амилаза, липаза, трипсин, изоензими на лактатдехидрогеназа, креатин киназа.
6. Непротеинови азотсъдържащи кръвни компоненти (урея, аминокиселини, пикочна киселина, креатинин, индикан, директен и индиректен билирубин): ​​структура, биологична роля, диагностична стойност на определянето им в кръвта. Понятие за азотемия.
7. Безазотни органични кръвни компоненти (глюкоза, холестерол, свободни мастни киселини, кетонови тела, пируват, лактат), диагностичната стойност на тяхното определяне в кръвта.
8. Особености на структурата и функцията на хемоглобина. Регулатори на афинитета на хемоглобина към О2. Молекулни форми на хемоглобина. Производни на хемоглобина. Клинична и диагностична стойност на определянето на хемоглобина в кръвта.
9. Еритроцитен метаболизъм: ролята на гликолизата и пентозофосфатния път в зрелите еритроцити. Глутатион: роля в червените кръвни клетки. Ензимни системи, участващи в неутрализирането на реактивни кислородни видове.
10. Коагулацията на кръвта като каскада от активиране на проензими. Външни и вътрешни коагулационни пътища. Общият път на кръвосъсирването: активиране на протромбин, превръщане на фибриноген във фибрин, образуване на фибринов полимер.
11. Участие на витамин К в посттранслационната модификация на факторите на кръвосъсирването. Дикумарол като антивитамин К.

30.1. Състав и функции на кръвта.

Кръв- течна подвижна тъкан, циркулираща в затворена система от кръвоносни съдове, транспортираща различни химикали до органи и тъкани и интегрираща метаболитни процеси, протичащи в различни клетки.

Кръвта се състои от плазма И фасонни елементи (еритроцити, левкоцити и тромбоцити). Кръвен серум се различава от плазмата по отсъствието на фибриноген. 90% от кръвната плазма е вода, 10% е сух остатък, който включва протеини, непротеинови азотни компоненти (остатъчен азот), безазотни органични компоненти и минерали.

30.2. Протеини в кръвната плазма.

Кръвната плазма съдържа сложна многокомпонентна (повече от 100) смес от протеини, които се различават по произход и функция. Повечето плазмени протеини се синтезират в черния дроб. Имуноглобулини и редица други защитни протеини от имунокомпетентни клетки.

30.2.1. Протеинови фракции.Чрез изсоляване на плазмените протеини могат да се изолират фракции албумин и глобулин. Обикновено съотношението на тези фракции е 1,5 - 2,5. Използването на метода за електрофореза на хартия дава възможност да се идентифицират 5 протеинови фракции (в низходящ ред на скоростта на миграция): албумини, α1 -, α2 -, β- и γ-глобулини. Когато се използват методи за по-фино фракциониране, във всяка фракция може да се изолира цял набор от протеини, с изключение на албумин (съдържанието и съставът на протеиновите фракции на кръвния серум, вижте Фигура 1).

Снимка 1.Електроферограма на протеини в кръвния серум и състав на протеинови фракции.

Албумин- протеини с молекулно тегло около 70 000 Da. Поради своята хидрофилност и високо съдържание в плазмата, те играят важна роля за поддържане на колоидно-осмотичното (онкотично) кръвно налягане и регулиране на обмяната на течности между кръвта и тъканите. Те изпълняват транспортна функция: транспортират свободни мастни киселини, жлъчни пигменти, стероидни хормони, Ca2 + йони и много лекарства. Албумините също служат като богат и бързо реализиран резерв от аминокиселини.

α 1 -Глобулини:

• Кисел α 1-гликопротеин (орозомукоид) - съдържа до 40% въглехидрати, изоелектричната му точка е в кисела среда (2,7). Функцията на този протеин не е напълно установена; известно е, че в ранните стадии на възпалителния процес орозомукоидът насърчава образуването на колагенови влакна на мястото на възпалението (Ya. Musil, 1985).
• α 1 - Антитрипсин - инхибитор на редица протеази (трипсин, химотрипсин, каликреин, плазмин). Вроденото намаляване на съдържанието на α1-антитрипсин в кръвта може да бъде фактор за предразположение към бронхопулмонални заболявания, тъй като еластичните влакна на белодробната тъкан са особено чувствителни към действието на протеолитичните ензими.
• Ретинол свързващ протеин транспортира мастноразтворим витамин А.
• Тироксин-свързващ протеин - свързва и транспортира йодсъдържащи хормони на щитовидната жлеза.
• Транскортин - свързва и транспортира глюкокортикоидните хормони (кортизол, кортикостерон).

α 2 -Глобулини:

• Хаптоглобини (25% α2-глобулини) - образуват стабилен комплекс с хемоглобина, който се появява в плазмата в резултат на интраваскуларна хемолиза на еритроцитите. Хаптоглобин-хемоглобиновите комплекси се поемат от RES клетки, където хем и протеиновите вериги претърпяват разпадане и желязото се използва повторно за синтеза на хемоглобин. Това предпазва тялото от загуба на желязо и причиняване на увреждане на хемоглобина в бъбреците.
• Церулоплазмин - протеин, съдържащ медни йони (една молекула церулоплазмин съдържа 6-8 Cu2+ йона), които й придават син цвят. Това е транспортна форма на медни йони в тялото. Има оксидазна активност: окислява Fe2+ до Fe3+, което осигурява свързването на желязото с трансферин. Способен да окислява ароматни амини, участва в метаболизма на адреналин, норепинефрин и серотонин.

β-глобулини:

• Трансферин - основният протеин на β-глобулиновата фракция, участва в свързването и транспортирането на фери желязо в различни тъкани, особено хемопоетични тъкани. Трансферинът регулира нивата на Fe3+ в кръвта и предотвратява излишното натрупване и загуба в урината.
• Хемопексин - свързва хема и предотвратява загубата му от бъбреците. Комплексът хем-хемопексин се поема от кръвта от черния дроб.
• С-реактивен протеин (CRP) - протеин, способен да утаява (в присъствието на Са2+) С-полизахарид на пневмококовата клетъчна стена. Биологичната му роля се определя от способността му да активира фагоцитозата и да инхибира процеса на агрегация на тромбоцитите. При здрави хора концентрацията на CRP в плазмата е незначителна и не може да се определи със стандартни методи. По време на остър възпалителен процес той се увеличава повече от 20 пъти; в този случай CRP се открива в кръвта. Изследването на CRP има предимство пред други маркери на възпалителния процес: определяне на ESR и преброяване на броя на левкоцитите. Този показател е по-чувствителен, увеличението му настъпва по-рано и след възстановяване се връща към нормалното по-бързо.

γ-глобулини:

• Имуноглобулини (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) са антитела, произведени от тялото в отговор на въвеждането на чужди вещества с антигенна активност. За повече информация относно тези протеини вижте 1.2.5.

30.2.2. Количествени и качествени промени в протеиновия състав на кръвната плазма.При различни патологични състояния протеиновият състав на кръвната плазма може да се промени. Основните видове промени са:

• Хиперпротеинемия - повишаване на съдържанието на общия плазмен протеин. Причини: загуба на големи количества вода (повръщане, диария, обширни изгаряния), инфекциозни заболявания (поради увеличаване на количеството на γ-глобулини).
• Хипопротеинемия - намаляване на съдържанието на общия протеин в плазмата. Наблюдава се при чернодробни заболявания (поради нарушен протеинов синтез), бъбречни заболявания (поради загуба на белтъци с урината) и по време на гладуване (поради липса на аминокиселини за протеинов синтез).
• Диспротеинемия - промяна в процента на протеиновите фракции с нормално съдържание на общ протеин в кръвната плазма, например намаляване на съдържанието на албумин и повишаване на съдържанието на една или повече глобулинови фракции при различни възпалителни заболявания.
• Парапротеинемия - появата в кръвната плазма на патологични имуноглобулини - парапротеини, които се различават от нормалните протеини по физикохимични свойства и биологична активност. Такива протеини включват, напр. криоглобулини, образувайки утайки помежду си при температури под 37 ° C. Парапротеините се намират в кръвта с макроглобулинемия на Waldenström, с множествена миелома (в последния случай те могат да преодолеят бъбречната бариера и се намират в урината като протеини на Bence-Jones). Парапротеинемията обикновено е придружена от хиперпротеинемия.

30.2.3. Липопротеинови фракции на кръвната плазма.Липопротеините са сложни съединения, които транспортират липидите в кръвта. Те включват: хидрофобно ядросъдържащи триацилглицероли и холестеролни естери, и амфифилна обвивка,образуван от фосфолипиди, свободен холестерол и апопротеини (Фигура 2). Човешката кръвна плазма съдържа следните фракции липопротеини:

Фигура 2.Схема на структурата на липопротеините на кръвната плазма.

• Липопротеини с висока плътност или а-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с α-глобулините. Те съдържат много протеини и фосфолипиди и транспортират холестерола от периферните тъкани до черния дроб.
• Липопротеини с ниска плътност или β-липопротеини , тъй като по време на електрофореза върху хартия те се движат заедно с β-глобулините. Богат на холестерол; транспортира от черния дроб до периферните тъкани.
• Липопротеини с много ниска плътност или пре-β-липопротеини (намира се на електроферограмата между α- и β-глобулини). Те служат като транспортна форма на ендогенни триацилглицероли и са прекурсори на липопротеини с ниска плътност.
• Хиломикрони - електрофоретично неподвижен; липсват в кръвта, взета на празен стомах. Те са транспортна форма на екзогенни (хранителни) триацилглицероли.

30.2.4. Протеини от острата фаза на възпалението.Това са протеини, чието съдържание се увеличава в кръвната плазма по време на остър възпалителен процес. Те включват, например, следните протеини:

1. хаптоглобин ;
2. церулоплазмин ;
3. С-реактивен протеин ;
4. α 1 -антитрипсин ;
5. фибриноген (компонент на системата за кръвосъсирване; вижте 30.7.2).

Скоростта на синтез на тези протеини се увеличава главно поради намаляване на образуването на албумин, трансферин и албумин (малка част от плазмените протеини, която има най-голяма подвижност по време на дискова електрофореза и която съответства на лентата на електроферограмата пред албумин), чиято концентрация намалява по време на остро възпаление.

Биологичната роля на протеините в острата фаза: а) всички тези протеини са инхибитори на ензими, освободени по време на клетъчното разрушаване и предотвратяват вторично увреждане на тъканите; б) тези протеини имат имуносупресивен ефект (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Защитни протеини в кръвната плазма.Протеините, които изпълняват защитна функция, включват имуноглобулини и интерферони.

Имуноглобулини (антитела) - група протеини, произведени в отговор на чужди структури (антигени), навлизащи в тялото. Синтезират се в лимфните възли и далака от В-лимфоцити. Има 5 класа имуноглобулини- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Фигура 3.Диаграма на структурата на имуноглобулините (вариабилната област е показана в сиво, постоянната област не е защрихована).

Имуноглобулиновите молекули имат единен структурен план. Структурната единица на имуноглобулина (мономер) се формира от четири полипептидни вериги, свързани една с друга чрез дисулфидни връзки: две тежки (H вериги) и две леки (L вериги) (виж Фигура 3). IgG, IgD и IgE като правило са мономери по своята структура, IgM молекулите са изградени от пет мономера, IgA се състоят от две или повече структурни единици или са мономери.

Протеиновите вериги, които изграждат имуноглобулините, могат да бъдат разделени на специфични домени или области, които имат определени структурни и функционални характеристики.

N-терминалните региони както на L, така и на H веригите се наричат ​​вариабилен регион (V), тъй като тяхната структура се характеризира със значителни разлики между различните класове антитела. В рамките на вариабилния домен има 3 хипервариабилни области, характеризиращи се с най-голямо разнообразие от аминокиселинни последователности. Това е вариабилният регион на антителата, който е отговорен за свързването на антигените според принципа на комплементарността; първичната структура на протеиновите вериги в този регион определя специфичността на антителата.

С-терминалните домени на Н и L веригите имат относително постоянна първична структура във всеки клас антитела и се наричат ​​постоянна област (С). Постоянната област определя свойствата на различни класове имуноглобулини, тяхното разпределение в тялото и може да участва в задействащи механизми, които причиняват разрушаването на антигените.

Интерферони - семейство протеини, синтезирани от клетките на тялото в отговор на вирусна инфекция и имащи антивирусен ефект. Има няколко вида интерферони, които имат специфичен спектър на действие: левкоцитен (α-интерферон), фибробластен (β-интерферон) и имунен (γ-интерферон). Интерфероните се синтезират и секретират от някои клетки и упражняват ефекта си чрез въздействие върху други клетки, в това отношение те са подобни на хормоните. Механизмът на действие на интерфероните е показан на фигура 4.

Фигура 4.Механизмът на действие на интерфероните (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Свързвайки се с клетъчните рецептори, интерфероните индуцират синтеза на два ензима - 2,5"-олигоаденилат синтетаза и протеин киназа, вероятно поради инициирането на транскрипцията на съответните гени. И двата получени ензима проявяват своята активност в присъствието на двойноверижна РНК и тези РНК са продуктите на репликация на много вируси или се съдържат в техните вириони. Първият ензим синтезира 2,5"-олигоаденилати (от АТФ), които активират клетъчната рибонуклеаза I; вторият ензим фосфорилира фактора за иницииране на транслацията IF2. Крайният резултат от тези процеси е инхибирането на биосинтезата на протеини и възпроизвеждането на вируса в заразената клетка (Ю.А. Овчинников, 1987).

30.2.6. Ензими на кръвната плазма.Всички ензими, съдържащи се в кръвната плазма, могат да бъдат разделени на три групи:

1. секреторни ензими - синтезират се в черния дроб и се освобождават в кръвта, където изпълняват своята функция (например фактори на кръвосъсирването);
2. екскреторни ензими - синтезирани в черния дроб, обикновено се екскретират в жлъчката (например алкална фосфатаза), тяхното съдържание и активност в кръвната плазма се увеличават, когато изтичането на жлъчката е нарушено;
3. индикаторни ензими - синтезират се в различни тъкани и навлизат в кръвния поток, когато клетките на тези тъкани се разрушат. В различните клетки преобладават различни ензими, така че когато даден орган е увреден, в кръвта се появяват характерни за него ензими. Това може да се използва при диагностициране на заболявания.

Например, ако чернодробните клетки са увредени ( хепатит) активността на аланин аминотрансфераза (ALT), аспартат аминотрансфераза (ACT), лактат дехидрогеназа изоензим LDH5, глутамат дехидрогеназа и орнитин карбамоилтрансфераза се повишава в кръвта.

Когато миокардните клетки са увредени ( сърдечен удар) в кръвта се повишава активността на аспартат аминотрансферазата (ACT), изоензима лактат дехидрогеназа LDH1 и изоензима креатин киназа MB.

Когато клетките на панкреаса са увредени ( Панкреатит) активността на трипсина, α-амилазата и липазата се повишава в кръвта.

30.3. Непротеинови азотни компоненти на кръвта (остатъчен азот).

Тази група вещества включва: урея, пикочна киселина, аминокиселини, креатин, креатинин, амоняк, индикан, билирубин и други съединения (виж Фигура 5). Съдържанието на остатъчен азот в кръвната плазма на здрави хора е 15-25 mmol/l. Повишаването на нивото на остатъчния азот в кръвта се нарича азотемия . В зависимост от причината азотемията се разделя на ретенционна и производствена.

Задържаща азотемия възниква, когато има нарушение на екскрецията на продукти от азотния метаболизъм (предимно урея) в урината и е характерно за бъбречна недостатъчност. В този случай до 90% от непротеиновия азот в кръвта е уреен азот вместо 50% нормално.

Продуктивна азотемия се развива, когато има прекомерен прием на азотни вещества в кръвта поради повишено разграждане на тъканните протеини (продължително гладуване, захарен диабет, тежки рани и изгаряния, инфекциозни заболявания).

Определянето на остатъчния азот се извършва в кръвен серумен филтрат без протеини. В резултат на минерализацията на безпротеиновия филтрат при нагряване с концентрирана H2SO4, азотът на всички непротеинови съединения се превръща във формата (NH4)2SO4. NH4 + йони се определят с помощта на реактив на Неслер.

• урея -основният краен продукт на протеиновия метаболизъм в човешкото тяло. Образува се в резултат на неутрализацията на амоняка в черния дроб и се отделя от тялото чрез бъбреците. Поради това съдържанието на урея в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
• Аминокиселини- влизат в кръвообращението при абсорбиране от стомашно-чревния тракт или са продукти от разграждането на тъканните протеини. В кръвта на здрави хора сред аминокиселините преобладават аланинът и глутаминът, които наред с участието си в биосинтезата на протеини са транспортни форми на амоняка.
• Пикочна киселина- крайният продукт от катаболизма на пуриновите нуклеотиди. Съдържанието му в кръвта се увеличава при подагра (в резултат на повишено образуване) и при нарушена бъбречна функция (поради недостатъчна екскреция).
• креатин- синтезиран в бъбреците и черния дроб, в мускулите се превръща в креатин фосфат - източник на енергия за процесите на мускулна контракция. При заболявания на мускулната система съдържанието на креатин в кръвта се увеличава значително.
• Креатинин- крайният продукт на азотния метаболизъм, образуван в резултат на дефосфорилиране на креатин фосфат в мускулите, екскретиран от тялото чрез бъбреците. Съдържанието на креатинин в кръвта намалява при заболявания на мускулната система и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
• индиканец -продукт на неутрализация на индол, образуван в черния дроб и екскретиран от бъбреците. Съдържанието му в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при повишени процеси на гниене на протеини в червата и при бъбречни заболявания.
• Билирубин (директен и индиректен)- продукти на катаболизма на хемоглобина. Съдържанието на билирубин в кръвта се увеличава с жълтеница: хемолитична (поради индиректен билирубин), обструктивна (поради директен билирубин), паренхимна (поради двете фракции).

Фигура 5.Непротеинови азотни съединения на кръвната плазма.

30.4. Безазотни органични компоненти на кръвта.

Тази група вещества включва хранителни вещества (въглехидрати, липиди) и продукти от техния метаболизъм (органични киселини). От най-голямо клинично значение е определянето на кръвната захар, холестерола, свободните мастни киселини, кетонните тела и млечната киселина. Формулите на тези вещества са представени на фигура 6.

• Глюкоза- основният енергиен субстрат на тялото. Съдържанието му при здрави хора в кръвта на гладно е 3,3 - 5,5 mmol/l. Повишени нива на кръвната захар (хипергликемия)наблюдавани след хранене, по време на емоционален стрес, при пациенти със захарен диабет, хипертиреоидизъм, болест на Иценко-Кушинг. Намалени нива на кръвната захар (хипогликемия)наблюдавани по време на гладуване, интензивна физическа активност, остро алкохолно отравяне и предозиране на инсулин.
• Холестерол- задължителен липиден компонент на биологичните мембрани, предшественик на стероидни хормони, витамин D3, жлъчни киселини. Съдържанието му в кръвната плазма на здрави хора е 3,9 - 6,5 mmol/l. Повишени нива на холестерол в кръвта ( хиперхолестеролемия) се наблюдава при атеросклероза, захарен диабет, микседем, жлъчнокаменна болест. Намаляване нивата на холестерола в кръвта ( хипохолестеролемия) се среща при хипертиреоидизъм, чернодробна цироза, чревни заболявания, гладуване и при прием на холеретични лекарства.
• Свободни мастни киселини (FFA)използвани от тъканите и органите като енергиен материал. Съдържанието на FFA в кръвта се повишава по време на гладуване, диабет, след прилагане на адреналин и глюкокортикоиди; намалява хипотиреоидизма след приложение на инсулин.
• Кетонни тела.Кетонните тела включват ацетоацетат, β-хидроксибутират, ацетон- продукти на непълно окисление на мастни киселини. Съдържанието на кетонни тела в кръвта се увеличава ( хиперкетонемия) по време на гладуване, треска, диабет.
• Млечна киселина (лактат)- крайният продукт на анаеробното окисление на въглехидратите. Съдържанието му в кръвта се увеличава при хипоксия (физическа активност, заболявания на белите дробове, сърцето, кръвта).
• Пирогроздена киселина (пируват)- междинен продукт от катаболизма на въглехидратите и някои аминокиселини. Най-рязко повишаване на съдържанието на пирогроздена киселина в кръвта се наблюдава при мускулна работа и дефицит на витамин В1.

Фигура 6.Безазотни органични вещества на кръвната плазма.

30.5. Минерални компоненти на кръвната плазма.

Минералите са основни компоненти на кръвната плазма. Най-важните катиони са натриеви, калиеви, калциеви и магнезиеви йони. Те съответстват на аниони: хлориди, бикарбонати, фосфати, сулфати. Някои катиони в кръвната плазма са свързани с органични аниони и протеини. Сумата от всички катиони е равна на сумата от аниони, тъй като кръвната плазма е електрически неутрална.

• Натрий- основният катион на извънклетъчната течност. Съдържанието му в кръвната плазма е 135 - 150 mmol/l. Натриевите йони участват в поддържането на осмотичното налягане на извънклетъчната течност. Хипернатриемия се наблюдава при хиперфункция на надбъбречната кора, когато се прилага парентерално хипертоничен разтвор на натриев хлорид. Хипонатремията може да бъде причинена от диета без сол, надбъбречна недостатъчност или диабетна ацидоза.
• калийе основният вътреклетъчен катион. В кръвната плазма се съдържа в количество 3,9 mmol/l, а в еритроцитите - 73,5 - 112 mmol/l. Подобно на натрия, калият поддържа осмотичната и киселинно-алкалната хомеостаза в клетката. Хиперкалиемия се наблюдава при повишено разрушаване на клетките (хемолитична анемия, синдром на дълготраен краш), при нарушена екскреция на калий от бъбреците и при дехидратация. Хипокалиемия се наблюдава при хиперфункция на надбъбречната кора, при диабетна ацидоза.
• калцийв кръвната плазма се съдържа под формата на форми. Изпълнява различни функции: протеиново свързан (0,9 mmol/l), йонизиран (1,25 mmol/l) и нейонизиран (0,35 mmol/l). Само йонизираният калций е биологично активен. Хиперкалцемия се наблюдава при хиперпаратироидизъм, хипервитаминоза D, синдром на Иценко-Кушинг и деструктивни процеси в костната тъкан. Хипокалциемия възниква при рахит, хипопаратироидизъм и бъбречни заболявания.
• ХлоридиСъдържащи се в кръвната плазма в количество 95 - 110 mmol/l, те участват в поддържането на осмотичното налягане и киселинно-алкалното състояние на извънклетъчната течност. Хиперхлоремия се наблюдава при сърдечна недостатъчност, артериална хипертония, хипохлоремия - при повръщане, бъбречни заболявания.
• Фосфатив кръвната плазма са компоненти на буферната система, концентрацията им е 1 - 1,5 mmol/l. Хиперфосфатемия се наблюдава при бъбречни заболявания, хипопаратироидизъм, хипервитаминоза D. Хипофосфатемия се наблюдава при хиперпаратироидизъм, микседем и рахит.

0.6. Киселинно-алкално състояние и неговото регулиране.

Киселинно-алкалното състояние (ABS) е съотношението на концентрациите на водородни (H+) и хидроксилни (OH-) йони в телесните течности. Здравият човек се характеризира с относително постоянство на показателите на CBS, което се дължи на комбинираното действие на кръвните буферни системи и физиологичния контрол (дихателни и отделителни органи).

30.6.1. Кръвни буферни системи.Буферните системи на тялото се състоят от слаби киселини и техните соли със силни основи. Всяка буферна система се характеризира с два показателя:

• pH буфер(зависи от съотношението на буферните компоненти);
• буферен резервоар, тоест количеството силна основа или киселина, което трябва да се добави към буферния разтвор, за да се промени рН с единица (в зависимост от абсолютните концентрации на буферните компоненти).

Разграничават се следните кръвни буферни системи:

• бикарбонат(H2CO3 /NaHCO3);
• фосфат(NaH2PO4 /Na2HPO4);
• хемоглобин(дезоксихемоглобин като слаба киселина/калиева сол на оксихемоглобина);
• протеин(действието му се дължи на амфотерния характер на протеините). Бикарбонатните и тясно свързани хемоглобинови буферни системи заедно представляват повече от 80% от буферния капацитет на кръвта.

30.6.2. Респираторна регулация на CBSизвършва се чрез промяна на интензивността на външното дишане. Когато CO2 и H+ се натрупват в кръвта, белодробната вентилация се увеличава, което води до нормализиране на газовия състав на кръвта. Намаляването на концентрацията на въглероден диоксид и Н + води до намаляване на белодробната вентилация и нормализиране на тези показатели.

30.6.3. Бъбречна регулация CBSосъществява се основно чрез три механизма:

• реабсорбция на бикарбонати (в клетките на бъбречните тубули въглеродната киселина H2CO3 се образува от H2O и CO2; тя се дисоциира, H+ се освобождава в урината, HCO3 се реабсорбира в кръвта);
• реабсорбция на Na+ от гломерулния филтрат в замяна на H+ (в този случай Na2HPO4 във филтрата се превръща в NaH2PO4 и киселинността на урината се повишава) ;
• Секреция на NH 4 + (по време на хидролизата на глутамин в тубулните клетки се образува NH3; той взаимодейства с Н +, образуват се NH4 + йони, които се екскретират в урината.

30.6.4. Лабораторни параметри на кръвта CBS.За характеризиране на ПСОВ се използват следните показатели:

• pH на кръвта;
• CO2 парциално налягане (pCO2) кръв;
• O2 парциално налягане (pO2) кръв;
• съдържание на бикарбонат в кръвта при дадени стойности на pH и pCO2 ( локален или истински бикарбонат, AB );
• съдържанието на бикарбонати в кръвта на пациента при стандартни условия, т.е. при pCO2 =40 mm Hg. ( стандартен бикарбонат, С.Б. );
• сбор от основания всички кръвни буферни системи ( BB );
• излишък или дефицит на основа кръв в сравнение с нормалната стойност за даден пациент ( БЪДА , от английски база излишък).

Първите три показателя се определят директно в кръвта с помощта на специални електроди въз основа на получените данни, останалите показатели се изчисляват с помощта на номограми или формули;

30.6.5. Нарушения на CBS на кръвта.Има четири основни форми на киселинно-алкални нарушения:

• метаболитна ацидоза - възниква при диабет и гладуване (поради натрупване на кетонови тела в кръвта), при хипоксия (поради натрупване на лактат). При това разстройство pCO2 и [HCO3 -] кръвта намаляват, екскрецията на NH4 + в урината се увеличава;
• респираторна ацидоза - възниква при бронхит, пневмония, бронхиална астма (в резултат на задържане на въглероден диоксид в кръвта). При това разстройство се повишават нивата на pCO2 и кръвта, екскрецията на NH4 + в урината се увеличава;
• метаболитна алкалоза - развива се при загуба на киселини, например при неудържимо повръщане. При това разстройство нивата на pCO2 и кръвта се повишават, екскрецията на HCO3 в урината се увеличава и киселинността на урината намалява.
• респираторна алкалоза - наблюдава се при повишена вентилация на белите дробове, например при катерачи на голяма надморска височина. При това разстройство pCO2 и [HCO3 -] в кръвта намаляват и киселинността на урината намалява.

За лечение на метаболитна ацидоза се използва приложение на разтвор на натриев бикарбонат; за лечение на метаболитна алкалоза - приложение на разтвор на глутаминова киселина.

30.7. Някои молекулярни механизми на кръвосъсирването.

30.7.1. Съсирване на кръвта- набор от молекулярни процеси, водещи до спиране на кървенето от увреден съд в резултат на образуването на кръвен съсирек (тромб). Обща диаграма на процеса на кръвосъсирване е представена на фигура 7.

Фигура 7.Обща схема на кръвосъсирването.

Повечето коагулационни фактори присъстват в кръвта под формата на неактивни прекурсори - проензими, чието активиране се осъществява от частична протеолиза. Редица фактори на кръвосъсирването са зависими от витамин К: протромбин (фактор II), проконвертин (фактор VII), фактори на Кристмас (IX) и Stewart-Prower (X). Ролята на витамин К се определя от участието му в карбоксилирането на глутаматните остатъци в N-терминалната област на тези протеини с образуването на γ-карбоксиглутамат.

Съсирването на кръвта е каскада от реакции, при които активираната форма на един фактор на кръвосъсирването катализира активирането на следващия, докато се активира последният фактор, който е структурната основа на съсирека.

Характеристики на каскадния механизъмса както следва:

1) при липса на фактор, иницииращ процеса на образуване на тромби, реакцията не може да настъпи. Следователно процесът на съсирване на кръвта ще бъде ограничен само до тази част от кръвния поток, където се появява такъв инициатор;

2) факторите, действащи в началните етапи на кръвосъсирването, са необходими в много малки количества. При всяка връзка на каскадата техният ефект се умножава ( усилва се), което в крайна сметка гарантира бърза реакция при повреда.

При нормални условия има вътрешни и външни пътища на кръвосъсирване. Вътрешен път се инициира от контакт с атипична повърхност, което води до активиране на фактори, първоначално присъстващи в кръвта. Външен път коагулацията се инициира от съединения, които обикновено не присъстват в кръвта, но навлизат там в резултат на увреждане на тъканите. За нормалното протичане на процеса на кръвосъсирване са необходими и двата механизма; те се различават само в началните етапи и след това се комбинират в общ път , което води до образуване на фибринов съсирек.

30.7.2. Механизъм на активиране на протромбин.Неактивен прекурсор на тромбин - протромбин - синтезира се в черния дроб. Витамин К участва в неговия синтез Протромбин съдържа остатъци от рядка аминокиселина - γ-карбоксиглутамат (съкратено наименование - Gla). Процесът на активиране на протромбина включва тромбоцитни фосфолипиди, Ca2+ йони и коагулационни фактори Va и Xa. Механизмът на активиране е представен по следния начин (Фигура 8).

Фигура 8.Схема на активиране на протромбина върху тромбоцитите (R. Murray et al., 1993).

Увреждането на кръвоносен съд води до взаимодействие на кръвните тромбоцити с колагеновите влакна на съдовата стена. Това причинява разрушаване на тромбоцитите и насърчава освобождаването на отрицателно заредени фосфолипидни молекули от вътрешната страна на плазмената мембрана на тромбоцитите. Отрицателно заредените фосфолипидни групи свързват Ca2+ йони. Ca2+ йони, от своя страна, взаимодействат с γ-карбоксиглутаматните остатъци в протромбиновата молекула. Тази молекула се фиксира върху тромбоцитната мембрана в желаната ориентация.

Тромбоцитната мембрана също съдържа рецептори за фактор Va. Този фактор се свързва с мембраната и прикрепя фактор Xa. Фактор Xa е протеаза; той разцепва протромбиновата молекула на определени места, което води до образуването на активен тромбин.

30.7.3. Превръщане на фибриноген във фибрин.Фибриногенът (фактор I) е разтворим плазмен гликопротеин с молекулно тегло около 340 000. Синтезира се в черния дроб. Молекулата на фибриногена се състои от шест полипептидни вериги: две A α вериги, две B β вериги и две γ вериги (виж Фигура 9). Краищата на полипептидните вериги на фибриногена носят отрицателен заряд. Това се дължи на наличието на голям брой глутаматни и аспартатни остатъци в N-терминалните области на Aa и Bb веригите. В допълнение, B-регионите на Bb веригите съдържат остатъци от рядката аминокиселина тирозин-О-сулфат, които също са отрицателно заредени:

Това насърчава разтворимостта на протеина във вода и предотвратява агрегацията на неговите молекули.

Фигура 9.Схема на структурата на фибриногена; стрелките показват връзки, хидролизирани от тромбин. R. Murray et al., 1993).

Превръщането на фибриноген във фибрин се катализира от тромбин (фактор IIa). Тромбинът хидролизира четири пептидни връзки във фибриногена: две връзки във веригите A α и две връзки във веригите B β. Фибринопептидите А и В се отделят от молекулата на фибриногена и се образува фибринов мономер (съставът му е α2 β2 γ2). Фибриновите мономери са неразтворими във вода и лесно се свързват един с друг, образувайки фибринов съсирек.

Стабилизирането на фибриновия съсирек става под действието на ензим трансглутаминаза (фактор XIIIa). Този фактор също се активира от тромбина. Трансглутаминазата напречно свързва фибриновите мономери, използвайки ковалентни изопептидни връзки.

30.8. Характеристики на метаболизма на еритроцитите.

30.8.1. червени кръвни телца - високоспециализирани клетки, чиято основна функция е да пренасят кислород от белите дробове до тъканите. Продължителността на живота на червените кръвни клетки е средно 120 дни; тяхното унищожаване настъпва в клетките на ретикулоендотелната система. За разлика от повечето клетки в тялото, червените кръвни клетки нямат клетъчно ядро, рибозоми и митохондрии.

30.8.2. Обмен на енергия.Основният енергиен субстрат на еритроцита е глюкозата, която идва от кръвната плазма чрез улеснена дифузия. Около 90% от глюкозата, използвана от червените кръвни клетки, се подлага гликолиза(анаеробно окисление) с образуване на краен продукт - млечна киселина (лактат). Спомнете си функциите, които гликолизата изпълнява в зрелите червени кръвни клетки:

1) в реакциите на гликолиза се образува АТФот субстратно фосфорилиране . Основната посока на използване на АТФ в еритроцитите е да се осигури функционирането на Na+,K+-ATPase. Този ензим транспортира Na+ йони от еритроцитите до кръвната плазма, предотвратява натрупването на Na+ в еритроцитите и спомага за поддържането на геометричната форма на тези кръвни клетки (двойновдлъбнат диск).

2) в реакцията на дехидрогениране глицералдехид-3-фосфатсе образува при гликолиза NADH. Този коензим е кофактор на ензима метхемоглобин редуктаза , участващи във възстановяването на метхемоглобина до хемоглобин съгласно следната схема:

Тази реакция предотвратява натрупването на метхемоглобин в червените кръвни клетки.

3) метаболит на гликолизата 1, 3-дифосфоглицератспособен с участието на ензим дифосфоглицерат мутаза в присъствието на 3-фосфоглицерат се трансформират в 2, 3-дифосфоглицерат:

2,3-дифосфоглицератът участва в регулирането на афинитета на хемоглобина към кислорода. Съдържанието му в еритроцитите се увеличава при хипоксия. Хидролизата на 2,3-дифосфоглицерат се катализира от ензима дифосфоглицерат фосфатаза.

Приблизително 10% от глюкозата, консумирана от червените кръвни клетки, се използва в пътя на окисление на пентозофосфат. Реакциите в този път служат като основен източник на NADPH за еритроцита. Този коензим е необходим за превръщането на окисления глутатион (виж 30.8.3) в редуцирана форма. Дефицит на ключов ензим от пътя на пентозофосфата - глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа - придружено от намаляване на съотношението NADPH/NADP+ в еритроцитите, повишаване на съдържанието на окислената форма на глутатион и намаляване на клетъчната резистентност (хемолитична анемия).

30.8.3. Механизми на неутрализация на реактивни кислородни видове в еритроцитите.При определени условия молекулярният кислород може да се превърне в активни форми, които включват супероксиден анион O2 -, водороден пероксид H2 O2 и хидроксилен радикал OH. и синглетен кислород 1 O2. Тези форми на кислород са силно реактивни и могат да имат увреждащ ефект върху протеините и липидите на биологичните мембрани и да причинят разрушаване на клетките. Колкото по-високо е съдържанието на O2, толкова повече се образуват неговите активни форми. Следователно, червените кръвни клетки, постоянно взаимодействащи с кислорода, съдържат ефективни антиоксидантни системи, които могат да неутрализират активните метаболити на кислорода.

Важен компонент на антиоксидантните системи е трипептидът глутатион,образувани в еритроцитите в резултат на взаимодействието на γ-глутамилцистеин и глицин:

Редуцираната форма на глутатион (съкратено G-SH) участва в реакциите на детоксикация на водороден пероксид и органични пероксиди (R-O-OH). Това произвежда вода и окислен глутатион (съкратено G-S-S-G).

Превръщането на окисления глутатион в редуциран глутатион се катализира от ензима глутатион редуктаза. Източник на водород - NADPH (от пътя на пентозофосфата, вижте 30.8.2):

Червените кръвни клетки също съдържат ензими супероксид дисмутаза И каталаза , извършвайки следните трансформации:

Антиоксидантните системи са от особено значение за еритроцитите, тъй като обновяването на протеините не се извършва в еритроцитите чрез синтез.