paratormone e calcitonina. Natura chimica

Metabolismo del calcio, ipercalcemia e ipocalcemia.

Anche l'ormone paratiroideo (paratormone) appartiene agli ormoni proteici. Essi

sintetizzato dalle ghiandole paratiroidi. La molecola dell'ormone paratiroideo bovino contiene 84 aminoacidi.

residuo ed è costituito da una catena polipeptidica. È stato riscontrato che l'ormone paratiroideo è coinvolto nella regolazione

la concentrazione di cationi di calcio e anioni di acido fosforico associati nel sangue. Biologicamente

il calcio ionizzato è considerato la forma attiva, la sua concentrazione oscilla tra 1,1–1,3 mmol / l.

Gli ioni calcio si sono rivelati fattori essenziali che non sono sostituibili da altri cationi per un certo numero di vitali

importanti processi fisiologici: contrazione muscolare, eccitazione neuromuscolare, coagulazione

sangue, permeabilità delle membrane cellulari, attività di numerosi enzimi, ecc. Pertanto, eventuali modifiche a questi

processi causati da una mancanza a lungo termine di calcio negli alimenti o da una violazione del suo assorbimento

intestino, portano ad una maggiore sintesi dell'ormone paratiroideo, che contribuisce alla lisciviazione dei sali di calcio (in

sotto forma di citrati e fosfati) dal tessuto osseo e, di conseguenza, alla distruzione di minerali e organici

componenti ossee. Un altro organo bersaglio dell'ormone paratiroideo è il rene. L'ormone paratiroideo riduce il riassorbimento

fosfato nei tubuli distali del rene e aumenta il riassorbimento tubulare del calcio In cellule speciali - così

chiamate cellule parafollicolari o cellule C della tiroide, viene sintetizzato un ormone peptidico

natura, fornendo una concentrazione costante di calcio nel sangue - calcitonina.

La calcitonina contiene un ponte disolfuro (tra il 1° e il 7° amminoacido residuo) ed è caratterizzata da

Cisteina N-terminale e prolinamide C-terminale. L'azione biologica della calcitonina è diretta

opposto all'effetto dell'ormone paratiroideo: provoca la soppressione dei processi di riassorbimento nel tessuto osseo e

rispettivamente ipocalcemia e ipofosfatemia. Pertanto, la costanza del livello di calcio nel sangue

nell'uomo e negli animali è fornito principalmente dall'ormone paratiroideo, dal calcitriolo e dalla calcitonina, ad es.

ormoni della tiroide e delle ghiandole paratiroidi e un ormone - un derivato della vitamina D3. Segue

essere preso in considerazione durante le manipolazioni terapeutiche chirurgiche su queste ghiandole.

Ripartizione anaerobica del glucosio. fasi di questo processo. Ossidazione glicolitica, substrato

Fosforilazione. Valore energetico della scomposizione anaerobica del glucosio. meccanismi di regolamentazione,

partecipando a questo processo.

Glicolisi è sinonimo di acido lattico

fermentazione - un enzimatico complesso

il processo di conversione del glucosio in due

molecole di acido lattico che scorrono

nei tessuti umani e animali

consumo di ossigeno. glicolisi

include 11 reazioni enzimatiche,

che si verificano nel citoplasma della cellula.

Le reazioni di glicolisi avvengono in 2 fasi. V

durante la prima fase

consumo di energia - 2 sono utilizzati

ATP nella 1a e 3a reazione. In corso 7-

th e 10th reazioni del secondo stadio -

che dà energia - si formano 4 ATP. Su 11

reazioni - 3 irreversibili (1a, 3a e 10a

Vitamina PP, struttura dei coenzimi, partecipazione ai processi metabolici. Ipo - e avitaminosi PP. cibo

Fonti, fabbisogno giornaliero.

Vitamina PP (acido nicotinico, nicotinamide, vitamina B3)

Fonti. La vitamina PP è ampiamente distribuita nei prodotti vegetali, è alta

reni di bovini e suini. fabbisogno giornaliero in questa vitamina

fornisce 15-25 mg per gli adulti, 15 mg per i bambini . Biologico

funzioni. L'acido nicotinico nel corpo fa parte di NAD e NADP, che agiscono come coenzimi

varie deidrogenasi. Carenza di vitamina PP porta alla malattia pellagra, per la quale

Sono caratteristici 3 segni principali: dermatite, diarrea, demenza ("tre D"), la Pellagra si manifesta nella forma

dermatite simmetrica su aree della pelle esposte alla luce solare, disturbi gastrointestinali (diarrea) e

lesioni infiammatorie delle mucose della bocca e della lingua. Nei casi avanzati si osserva la pellagra

Disturbi del SNC (demenza): perdita di memoria, allucinazioni e deliri.

Biosintesi dei grassi nel corpo: risintesi dei grassi nell'endotelio intestinale, sintesi dei grassi nel fegato e sottocutaneo

Il tessuto adiposo. Trasporto dei grassi da parte delle lipoproteine ​​del sangue. Prenotazione grassa. fisiologico

L'importanza dei grassi per il corpo umano. Violazione del processo di sintesi dei grassi: obesità, adiposo

Rigenerazione del fegato.

Metabolismo dei grassi- un insieme di processi di digestione e assorbimento dei grassi neutri

(trigliceridi) e loro prodotti di degradazione nel tratto gastrointestinale, metabolismo intermedio dei grassi e

acidi grassi ed escrezione dei grassi, nonché i loro prodotti metabolici dal corpo. Concetti" metabolismo dei grassi" e

"metabolismo lipidico" è spesso usato in modo intercambiabile, perché si trovano nei tessuti animali e vegetali

include grassi neutri e composti simili ai grassi, sono combinati sotto un comune

il nome lipidi . Violazioni Zh. circa. causano o sono il risultato di molti patologici

stati. Il corpo di un adulto con cibo ogni giorno riceve una media di 70 G grassi animali e

origine vegetale. Nella cavità orale, i grassi non subiscono alcun cambiamento, perché. la saliva no

contiene enzimi che scompongono i grassi . Scomposizione parziale dei grassi in glicerolo o mono-,

digliceridi e acidi grassi iniziano nello stomaco. Tuttavia, procede a ritmi lenti.

poiché nel succo gastrico di un adulto e di mammiferi, l'attività dell'enzima lipasi,

catalizzare la scomposizione idrolitica dei grassi , estremamente basso e il valore del pH del succo gastrico

è tutt'altro che ottimale per l'azione di questo enzima (pH ottimale per la lipasi gastrica

è compreso tra 5,5 e 7,5 unità di pH). Inoltre, non ci sono condizioni per l'emulsionamento nello stomaco.

i grassi e la lipasi possono idrolizzare attivamente solo il grasso sotto forma di emulsione grassa. Dunque,

degli adulti, i grassi, che costituiscono la maggior parte dei grassi alimentari, non cambiano molto nello stomaco

subire. Tuttavia, in generale, la digestione gastrica facilita notevolmente la successiva digestione.

grasso nell'intestino. Nello stomaco si verifica la distruzione parziale dei complessi lipoproteici delle membrane cellulari

cibo, che rende i grassi più disponibili per la successiva esposizione alla lipasi pancreatica

succo. Inoltre, anche una leggera scomposizione dei grassi nello stomaco porta alla comparsa di

acidi grassi liberi, che, senza essere assorbiti nello stomaco, entrano nell'intestino e lì

contribuiscono all'emulsionamento dei grassi. L'azione emulsionante più forte è posseduta dalla bile

acidi , entra nel duodeno con la bile. Nel duodeno insieme al cibo

una certa quantità di succo gastrico contenente acido cloridrico, che in

duodeno è neutralizzato principalmente dai bicarbonati contenuti nel pancreas e

succo intestinale e bile. Bolle di anidride carbonica si formano durante la reazione dei bicarbonati con acido cloridrico

i gas sciolgono il liquame alimentare e contribuiscono alla sua più completa miscelazione con il digestivo

succhi. Allo stesso tempo, inizia l'emulsionamento dei grassi. I sali biliari vengono adsorbiti in presenza di

piccole quantità di acidi grassi liberi e monogliceridi sulla superficie delle goccioline di grasso nella forma

il film più sottile che impedisce la fusione di queste goccioline.

Disturbi del metabolismo dei grassi. Una delle cause dell'assorbimento insufficiente dei grassi nell'intestino tenue

potrebbe esserci la loro scissione incompleta a causa della ridotta secrezione di succo pancreatico

(mancanza di lipasi pancreatica) oa causa della ridotta secrezione biliare (mancanza di bile

acidi necessari per emulsionare il grasso e formare le micelle grasse). Un altro, il più frequente

la causa dell'assorbimento insufficiente del grasso nell'intestino è una violazione della funzione dell'epitelio intestinale,

osservato in enterite, ipovitaminosi, ipocorticismo e alcune altre condizioni patologiche.

In questo caso, i monogliceridi e gli acidi grassi non possono essere assorbiti normalmente nell'intestino a causa di

danno al suo epitelio. Il malassorbimento di grasso si osserva anche nella pancreatite, meccanica

ittero, dopo la resezione subtotale dell'intestino tenue, così come la vagotomia, che porta a una diminuzione del tono

cistifellea e flusso lento della bile nell'intestino. Malassorbimento di grasso nell'intestino tenue

porta alla comparsa di una grande quantità di grassi e acidi grassi nelle feci - steatorrea. Con un lungo

Se l'assorbimento dei grassi è compromesso, il corpo riceve anche una quantità insufficiente di vitamine liposolubili.

PARATORMONE(Greco, para circa + lat. tiroide tiroidea + ormone[i]; sin.: ormone paratiroideo, paratireocrina, paratirina) è un ormone polipeptidico prodotto dalle ghiandole paratiroidi e regola lo scambio di calcio e fosforo. P. aumenta il contenuto di calcio e riduce il contenuto di fosforo (fosfati) nel sangue (vedi Metabolismo minerale). L'antagonista di P. è la calcitonina (vedi), che provoca una diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue. Gli organi bersaglio di P. sono lo scheletro e i reni, inoltre P. ha un effetto sull'intestino, dove migliora l'assorbimento del calcio. Nelle ossa di P. si attivano processi di riassorbimento. Il riassorbimento del minerale osseo - idrossiapatite - è accompagnato dall'ingresso nel sangue del suo costituente calcio e fosfato. Un aumento del contenuto di calcio nel sangue è associato a questa azione di P. (vedi Ipercalcemia). Contemporaneamente alla dissoluzione del minerale osseo, si ha un riassorbimento della matrice organica dell'osso, costituita da Ch. arr. da fibre di collagene e glicosaminoglicani. Questo porta, in particolare, ad un aumento dell'escrezione urinaria di idrossiprolina, un componente tipico del collagene (vedi). Nei reni, P. riduce significativamente il riassorbimento del fosfato nel nefrone distale e aumenta leggermente il riassorbimento del calcio. Un aumento significativo dell'escrezione di fosfato nelle urine provoca una diminuzione del contenuto di fosforo nel sangue. Nonostante uno sciame del collo si rafforza di un riassorbimento di calcio in tubules renali sotto l'influenza di P., l'allocazione di calcio con urina a causa di ipercalcemia alla fine cresce rapidamente. Un aspetto importante dell'azione di P. sui reni è la stimolazione della formazione in essi del metabolita attivo della vitamina D - 1,25-diossicolecalciferolo. Questo composto aumenta l'assorbimento del calcio dall'intestino in misura molto maggiore rispetto alla stessa vitamina D. T. o., l'effetto di P. sull'assorbimento del calcio dall'intestino potrebbe non essere diretto, ma indiretto.

Secondo la chimica La struttura di P. è un polipeptide a catena singola costituito da 84 residui di amminoacidi e avente un molo. peso (massa) ca. 9500. La sequenza dei residui amminoacidici è stata completamente decifrata per P. di bovini e suini; nella molecola umana di P. è stata stabilita la sequenza di 37 aminoacidi della regione N-terminale della catena polipeptidica. Le differenze di specie nella molecola di P. sono insignificanti. La chimica. sintesi di un frammento della molecola di P. della persona e degli animali contenente 34 resti di amminoacidi e in gran parte in possesso di biol, attività nativa di P., t. è dimostrato che per la manifestazione del biol, l'attività di P., non è necessaria la presenza della sua intera molecola.

La biosintesi di P. inizia con la sintesi del suo precursore, il preproformone (un polipeptide costituito da 115 residui di amminoacidi nei bovini). Come risultato dell'azione di specifici enzimi proteolitici, un peptide di 25 aminoacidi viene scisso dall'N-terminale della molecola precursore di P. e si forma un prodotto ormonalmente inattivo - l'ormone propatico, che, dopo la scissione proteolitica della Esapeptide N-terminale, si trasforma in P. attivo secreto nel sangue.

La secrezione di P. è regolata dalla concentrazione di Ca2+ ionizzato nel sangue secondo il principio del feedback: al diminuire della concentrazione di ioni Ca2+ aumenta il rilascio di P. nel sangue e viceversa.

La sede principale del catabolismo di P. sono i reni e il fegato; l'emivita di P. attivo nel sangue è di ca. 18 min. Nel sangue di P. è rapidamente diviso in frammenti (peptidi e oligopeptidi), una parte considerevole to-rykh possiede proprietà antigeniche di ormone, ma è privata del suo biol, attività.

Nella fase iniziale dell'azione di P., oltre ad altri ormoni proteico-peptidi (vedi), un recettore specifico della membrana plasmatica delle cellule bersaglio, l'enzima adenilato ciclasi (EC 4.6. 1.1), ciclico 3,5" -AMP e protein chinasi (EC 2.7.1.37). L'attivazione dell'adenilato ciclasi porta alla formazione di AMP ciclico 3",5"-AMP all'interno delle cellule, tory attiva l'enzima protein chinasi, che effettua la reazione di fosforilazione di proteine ​​funzionalmente importanti, e quindi "avvia" un certo numero di reazioni biochimiche che alla fine causano fiziol, l'effetto di P. Un aumento del contenuto di P. nel sangue durante l'iperparatiroidismo di qualsiasi eziologia (vedi Iperparatiroidismo) provoca una violazione del metabolismo del fosforo-calcio, vi è un'aumentata escrezione di calcio dal ossa, si nota un'escrezione anormalmente alta nelle urine, si nota ipercalcemia di vario grado.

Con una mancanza o completa assenza di P., l'immagine delle violazioni del metabolismo del fosforo-calcio è opposta all'immagine delle violazioni di questo metabolismo nell'iperparatiroidismo. Una diminuzione del contenuto di calcio nel liquido extracellulare porta ad un forte aumento dell'eccitabilità del sistema neuromuscolare e, di conseguenza, può portare alla tetania (vedi).

Biol, i metodi per determinare P. si basano sulla sua capacità di aumentare il contenuto di calcio nel sangue di animali da esperimento (ratti paratiroidectomizzati, polli, cani), nonché aumentare la loro escrezione di fosfato e ciclico 3, 5 "-AMP nel urina. Inoltre, biol, la prova per P. si rafforza sotto la sua influenza di un riassorbimento di un tessuto osseo in vitro, stimolazione di attività di adenilato ciclasi in sostanza cortical di reni, aumento di concentrazione di 3",5"-AMP ciclico endogeno in un tessuto osseo o soppressione della formazione in esso di CO 2 da citrato.

La determinazione del contenuto di P. nel sangue con il metodo radioimmunologico (vedi) non mostra il vero contenuto di P. biologicamente attivo nel sangue, poiché i prodotti nek-ry del suo catabolismo non perdono le proprietà antigeniche specifiche inerenti al ormone nativo, ma questo metodo consente di giudicare in generale il livello di attività delle ghiandole paratiroidi.

Standardizzazione biol, l'attività dei preparati di P. viene effettuata mediante il suo confronto con l'attività della preparazione standard internazionale L'attività di P. P. è espressa in unità di azione condizionali - UNITÀ МВС (Consiglio per la ricerca medica).

Il metodo per la determinazione di P. è altamente sensibile, in base alla sua capacità di attivare in vitro la glucosio-6-fosfato deidrogenasi (EC 1.1.1.49) del nefrone distale della sostanza corticale dei reni delle cavie. Il contenuto di P. attivo determinato con questo metodo nel plasma sanguigno di persone sane varia da 6 10 -6 a 10 10 -5 UI / ml.

Bibliografia: Bulatov A. A. Ormone paratiroideo e calcitonina, nel libro: Biochimica degli ormoni e regolazione ormonale, ed. NA Yudaeva, p. 126, M., 1976; M e sh a fi-sky M.D. Drugs, parte 1, p. 555, M., 1977; Pomanenko ov. D. Fisiologia del metabolismo del calcio, Kiev, 1975; Guida all'endocrinologia clinica, ed. V. G. Baranova, p. 7, D., 1977; Stukkay A. JI. Ghiandole paratiroidi, nel libro: Fiziol, Sistema endocrino, ed. V. G. Baranova, p. 191, D., 1979; C h a m b e g s D. J. a. o. Un saggio biologico sensibile dell'ormone paratiroideo nel plasma, Clin. Endocr., v. 9, pag. 375, 1978; Labhart A. Clinic der inneren Sekretion, B. u. a., 1978; Parsons J.A.a. P o t t s J. T. Fisiologia e chimica dell'ormone paratiroideo, Clin. Endocr. Metab., v. 1, pag. 33, 1972; Schneider A.B.a. S h er w o o d L. M. L'omeostasi del calcio e la patogenesi e la gestione dei disturbi ipercalcemici, Metabolismo, v. 23, pag. 975, 1974, bibliogr.

Gli ormoni proteici comprendono anche l'ormone paratiroideo (ormone paratiroideo), più precisamente un gruppo di ormoni paratiroidei che differiscono nella sequenza degli amminoacidi. Sono sintetizzati dalle ghiandole paratiroidi. Già nel 1909 è stato dimostrato che la rimozione delle ghiandole paratiroidi provoca convulsioni tetaniche negli animali sullo sfondo di un forte calo della concentrazione di calcio nel plasma sanguigno; l'introduzione di sali di calcio ha impedito la morte degli animali. Tuttavia, solo nel 1925 un estratto attivo fu isolato dalle ghiandole paratiroidi, causando un effetto ormonale: un aumento del contenuto di calcio nel sangue. L'ormone puro è stato ottenuto nel 1970 dalle ghiandole paratiroidi dei bovini; contestualmente ne fu determinata la struttura primaria. È stato scoperto che l'ormone paratiroideo è sintetizzato come precursore (115 residui di amminoacidi) dell'ormone paratiroideo, tuttavia, il prodotto principale del gene si è rivelato essere l'ormone preproparatiroideo, che contiene inoltre una sequenza segnale di 25 residui di amminoacidi. La molecola dell'ormone paratiroideo bovino contiene 84 residui di amminoacidi ed è costituita da una catena polipeptidica.

È stato scoperto che il paratormone è coinvolto nella regolazione della concentrazione di cationi di calcio e anioni di acido fosforico associati nel sangue. Come sapete, la concentrazione di calcio nel siero del sangue si riferisce a costanti chimiche, le sue fluttuazioni giornaliere non superano il 3–5% (normalmente 2,2–2,6 mmol/l). Il calcio ionizzato è considerato una forma biologicamente attiva, la sua concentrazione varia da 1,1 a 1,3 mmol / l. Gli ioni calcio si sono rivelati fattori essenziali, insostituibili da altri cationi per una serie di processi fisiologici vitali: contrazione muscolare, eccitazione neuromuscolare, coagulazione del sangue, permeabilità della membrana cellulare, attività di numerosi enzimi, ecc. Pertanto, eventuali cambiamenti in questi processi, causati da una prolungata mancanza di calcio negli alimenti o da una violazione del suo assorbimento nell'intestino, portano ad un aumento della sintesi dell'ormone paratiroideo, che contribuisce alla lisciviazione dei sali di calcio (nella forma di citrati e fosfati) dal tessuto osseo e, di conseguenza, alla distruzione dei componenti minerali e organici delle ossa.

Un altro organo bersaglio dell'ormone paratiroideo è il rene. L'ormone paratiroideo riduce il riassorbimento del fosfato nei tubuli distali del rene e aumenta il riassorbimento tubulare del calcio.

Va sottolineato che tre ormoni svolgono il ruolo principale nella regolazione della concentrazione di Ca 2+ nel liquido extracellulare: l'ormone paratiroideo, la calcitonina sintetizzata nella ghiandola tiroidea, e il calcitriolo, un derivato della D 3. Tutti e tre gli ormoni regolano il livello di Ca 2+, ma i loro meccanismi d'azione sono diversi. Quindi, il ruolo principale del calcitriolo è quello di stimolare l'assorbimento di Ca 2+ e fosfato nell'intestino e contro il gradiente di concentrazione, mentre l'ormone paratiroideo favorisce il loro rilascio dal tessuto osseo nel sangue, l'assorbimento del calcio nei reni e l'escrezione di fosfati nelle urine.

Fine del lavoro -

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Biochimica

Agenzia federale per l'istruzione.. Istituto tecnologico umanitario di Buzuluk.. Filiale dell'istituto scolastico statale..

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Argomento di biochimica
La chimica biologica è una scienza che studia la composizione chimica di organi e tessuti di organismi e i processi chimici e le trasformazioni che sono alla base della loro attività vitale. Biochi moderni

Storia dello sviluppo della biochimica
È possibile individuare le fasi principali nello sviluppo della scienza biochimica. 1. “Protobiochimica”. Concetti di processi vitali e loro natura, sviluppati nell'antichità, nell'antichità, durante il Medioevo

Metodi di studio
L'oggetto principale della biochimica è lo studio del metabolismo e dell'energia. L'insieme dei processi che sono indissolubilmente legati alla vita è comunemente chiamato metabolismo. Cambio articolo

L'importanza della biochimica come scienza
Ora è impossibile immaginare una scienza che non farebbe a meno delle conquiste della biochimica. L'importanza della chimica biologica non può essere ignorata. Ha implicazioni sia scientifiche che pratiche.

Composizione elementare delle proteine
È stato ora stabilito che gli organismi non proteici non esistono nella fauna selvatica. Le proteine ​​sono la parte più importante delle sostanze che compongono il corpo. Le proteine ​​sono state scoperte per la prima volta

Composizione aminoacidica delle proteine
Gli amminoacidi (acidi aminocarbossilici) sono composti organici la cui molecola contiene contemporaneamente gruppi carbossilici e amminici. Gli amminoacidi potrebbero

Proprietà chimiche generali
Gli amminoacidi possono presentare sia proprietà acide dovute alla presenza di un gruppo carbossilico -COOH nelle loro molecole, sia proprietà basiche dovute al gruppo amminico -NH2

Proprietà elettrofile-nucleofile
1) Reazione di acilazione - interazione con alcoli: NaOH NH3 + - CRH - COO- + CH3OH + HC1 ͛

deaminazione intramolecolare
Ok-l NH3 + - 0CH - COO- aspartato ammoniaca-liasi -OOS - -1C - H | || H - C-2H - COO-

Funzioni biologiche delle proteine
Le funzioni delle proteine ​​sono estremamente diverse. Ogni data proteina, in quanto sostanza con una certa struttura chimica, svolge una funzione altamente specializzata e solo in pochi casi individuali - n

Strutture proteiche
Sono state ottenute prove per l'ipotesi di K. Linderström-Lang sull'esistenza di 4 livelli di organizzazione strutturale di una molecola proteica: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria

Determinazione dell'amminoacido C-terminale con sodio boroidruro
Si può vedere che in queste condizioni, un solo amminoacido, cioè il C-terminale, sarà convertito in un α-ammino alcol, che è facilmente identificabile mediante cromatografia. Quindi, usando

Proprietà fisico-chimiche delle proteine
Le proprietà fisico-chimiche più caratteristiche delle proteine ​​sono l'elevata viscosità delle soluzioni, la leggera diffusione, la capacità di rigonfiarsi in un ampio intervallo, ottica attiva

Chimica degli acidi nucleici
Ai nostri giorni è difficile nominare un campo delle scienze naturali che non sarebbe interessato al problema della struttura e delle funzioni degli acidi nucleici. Nonostante gli enormi progressi compiuti negli ultimi decenni,

Metodi di isolamento degli acidi nucleici
Quando si studia la composizione chimica e la struttura degli acidi nucleici, il ricercatore deve sempre affrontare il compito di isolarli dagli oggetti biologici. Gli acidi nucleici fanno parte del complesso

Composizione chimica degli acidi nucleici
Gli acidi nucleici (DNA e RNA) sono composti macromolecolari complessi, costituiti da un piccolo numero di singoli componenti chimici di una struttura più semplice. Sì P

Struttura degli acidi nucleici
Per comprendere una serie di caratteristiche della struttura del DNA, le regolarità nella composizione e nel contenuto quantitativo delle basi azotate, che furono stabilite per la prima volta da E. Chargaff, erano di particolare importanza. Si è scoperto che l'azoto

Struttura primaria degli acidi nucleici
Sotto la struttura primaria degli acidi nucleici si comprende l'ordine, la sequenza della disposizione dei mononucleotidi nella catena polinucleotidica del DNA e dell'RNA. Tale catena è stabilizzata da 3",5"-fos

Struttura secondaria degli acidi nucleici
Secondo il modello di J. Watson e F. Crick, proposto nel 1953. sulla base di una serie di dati analitici, nonché dell'analisi di diffrazione dei raggi X, la molecola di DNA è costituita da due catene, che formano il

Struttura terziaria degli acidi nucleici
È estremamente difficile isolare una molecola di DNA nativa dalla maggior parte delle fonti, in particolare dai cromosomi, a causa dell'elevata sensibilità della molecola di DNA alle nucleasi tissutali e alla degradazione idrodinamica.

Trasferimento di RNA
Il tRNA rappresenta circa il 10-15% della quantità totale di RNA cellulare. Ad oggi sono stati scoperti più di 60 diversi tRNA. Per ogni amminoacido in una cellula esiste almeno uno specifico

RNA messaggero
In diversi laboratori (in particolare nel laboratorio di S. Brennero) sono stati ottenuti dati sulla possibilità dell'esistenza in cellule in combinazione con ribosomi di RNA di breve durata, detti inform

Caratteristiche degli enzimi, loro proprietà
Tutti i processi vitali sono basati su migliaia di reazioni chimiche. Vanno nel corpo senza l'uso di alte temperature e pressioni, ad es. in condizioni miti. Sostanze ossidate nelle cellule

Caratteristiche distintive della catalisi enzimatica e chimica
In linea di principio, la cellula utilizza le stesse reazioni chimiche del chimico nel suo laboratorio. Tuttavia, vengono imposte severe restrizioni alle condizioni affinché le reazioni si verifichino nella cellula. In laboratorio per

Struttura spaziale
La ragione di tutte queste proprietà uniche degli enzimi è la loro struttura spaziale. Tutti gli enzimi sono proteine ​​globulari, molto più grandi del substrato. È questa situazione

Funzioni dei coenzimi e dei gruppi protesici
5.4.1 Coenzimi e vitamine. I coenzimi sono sostanze organiche i cui precursori sono le vitamine. Alcuni di essi sono vagamente legati alla proteina (NAD, HSCoA, ecc.). avere un enzima

Il meccanismo d'azione degli enzimi
La struttura e le funzioni degli enzimi, nonché il meccanismo della loro azione, sono discussi in dettaglio in numerosi simposi e congressi internazionali quasi ogni anno. Un posto importante è dato alla considerazione della struttura dell'insieme

Equazioni di Michaelis-Menten e Lineweaver-Burk
Una delle manifestazioni caratteristiche della vita è la straordinaria capacità degli organismi viventi di regolare cineticamente le reazioni chimiche, sopprimendo il desiderio di raggiungere l'equilibrio termodinamico.

Fattori che determinano l'attività degli enzimi. La dipendenza della velocità di reazione dal tempo
In questa sezione vengono brevemente considerati i fattori generali, in particolare la dipendenza della velocità di una reazione enzimatica dal tempo, l'effetto delle concentrazioni di substrato e enzima sulla velocità delle reazioni catalizzate da fe

Effetto delle concentrazioni di substrato ed enzima sulla velocità di reazione enzimatica
Dal materiale presentato in precedenza segue un'importante conclusione: uno dei fattori più significativi che determinano la velocità di una reazione enzimatica è la concentrazione del substrato (e

Attivazione ed inibizione enzimatica
La velocità di una reazione enzimatica, come l'attività di un enzima, è anche largamente determinata dalla presenza nel mezzo di attivatori e inibitori: i primi aumentano la velocità di reazione, mentre i secondi inibiscono

Meccanismo d'azione molecolare dei metalli nella catalisi enzimatica o ruolo dei metalli nell'attivazione enzimatica
In alcuni casi, gli ioni metallici (Co2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+) agiscono come gruppi protesici di enzimi o fungono da accettori e donatori.

Applicazione di enzimi
Possedendo un alto grado di selettività, gli enzimi sono utilizzati dagli organismi viventi per eseguire un'enorme varietà di reazioni chimiche ad alta velocità; mantengono il loro

Chimica dei lipidi
I lipidi sono un ampio gruppo di composti che differiscono in modo significativo nella loro struttura chimica e funzione. Pertanto, è difficile dare una definizione univoca che sia adatta a tutte le mescole.

Acido grasso
Gli acidi grassi - acidi carbossilici alifatici - possono trovarsi nel corpo in uno stato libero (tracce nelle cellule e nei tessuti) o fungere da mattoni per la maggior parte

Gliceridi (acilgliceroli)
I gliceridi (acilgliceroli o acilgliceroli) sono esteri dell'alcol triatomico glicerolo e acidi grassi superiori. Se gli acidi grassi sono esterificati

Fosfolipidi
I fosfolipidi sono esteri di polioli di glicerolo o sfingosina con acidi grassi superiori e acido fosforico. I fosfolipidi contengono anche azoto

Sfingolipidi (sfingofosfolipidi)
Sfingomieline Questi sono gli sfingolipidi più comuni. Si trovano principalmente nelle membrane delle cellule animali e vegetali. Il tessuto nervoso ne è particolarmente ricco. SF

steroidi
Tutti i lipidi considerati sono generalmente detti saponificabili, poiché i saponi si formano durante la loro idrolisi alcalina. Tuttavia, ci sono lipidi che non vengono idrolizzati per rilasciare acidi grassi.

Chimica dei carboidrati
Per la prima volta il termine "carboidrati" è stato proposto dal professore dell'Università di Dorpat (oggi Tartu) K.G. Schmidt nel 1844. All'epoca, si presumeva che tutti i carboidrati avessero la formula generale C

Il ruolo biologico dei carboidrati
I carboidrati, insieme a proteine ​​e lipidi, sono i composti chimici più importanti che compongono gli organismi viventi. Nell'uomo e negli animali, i carboidrati svolgono funzioni importanti: l'energia

Monosaccaridi
I monosaccaridi possono essere considerati come derivati ​​di alcoli polivalenti contenenti un gruppo carbonilico (aldeide o chetone). Se il gruppo carbonile è alla fine della catena, allora

Reazioni di base dei monosaccaridi, prodotti di reazione e loro proprietà
Reazioni dell'emiacetale idrossile Si è già notato che i monosaccaridi, sia allo stato cristallino che in soluzione, esistono principalmente in forma emiacetale.

Oligosaccaridi
Gli oligosaccaridi sono carboidrati le cui molecole contengono da 2 a 10 residui di monosaccaridi collegati da legami glicosidici. Di conseguenza, si distinguono i disaccaridi

polisaccaridi
I polisaccaridi sono prodotti ad alto peso molecolare della policondensazione di monosaccaridi legati tra loro da legami glicosidici e che formano catene lineari o ramificate. Il più comune lun

eteropolisaccaridi
I polisaccaridi la cui struttura è caratterizzata dalla presenza di due o più tipi di unità monomeriche sono detti eteropolisaccaridi. È generalmente accettato che, poiché eteropoli

Vitamine del gruppo A
La vitamina A (retinolo; vitamina antixeroftalmica) è stata ben studiata. Sono note tre vitamine del gruppo A: A1, A2 e la forma cis della vitamina A1, chiamata

Vitamine D
La vitamina D (calciferolo; vitamina antirachitica) esiste sotto forma di diversi composti che differiscono sia per la struttura chimica che per l'attività biologica. Per una persona

Vitamine del gruppo K
Le vitamine del gruppo K, secondo la nomenclatura della chimica biologica, comprendono 2 tipi di chinoni con catene laterali rappresentate da legami isoprenoidi (catene): vitamine K1

Vitamine E
All'inizio degli anni '20, G. Evans dimostrò che gli alimenti misti contengono una sostanza assolutamente necessaria per la normale riproduzione degli animali. Quindi, nei topi mantenuti sul sintetizzatore

Vitamine idrosolubili
Si può condizionalmente considerare che una caratteristica distintiva delle vitamine idrosolubili è la partecipazione della maggior parte di esse alla costruzione di molecole di coenzima (vedi Tabella 12), che sono un basso

Vitamina PP
La vitamina PP (acido nicotinico, nicotinamide, niacina) è anche chiamata vitamina antipellagrica (dall'italiano pellagra preventiva - prevenzione della pellagra), perché

Biotina (vitamina H)
Nel 1916, in esperimenti su animali, fu mostrato l'effetto tossico dell'albume crudo; l'uso di fegato o lievito ha rimosso questo effetto. Fattore che impedisce lo sviluppo della tossicosi

Acido folico
Acido folico (pteroilglutammico) (folacina), a seconda del tipo di animale o ceppo di batteri che necessitano di una normale crescita in presenza di questo fattore alimentare, chiamato

Vitamina C
La vitamina C (acido ascorbico; vitamina antiscorbutica) era chiamata un fattore antiscorbutico e antiscorbutico che protegge dallo sviluppo dello scorbuto, una malattia che ha richiesto

Vitamina P
La vitamina P (rutina, citrino; vitamina della permeabilità) è stata isolata nel 1936 da A. Szent-Gyorgyi dalla buccia di limone. Sotto il termine "vitamina P", che aumenta la resistenza dei capillari (dal latino permeabi

Concetto generale di ormoni
La dottrina degli ormoni è considerata una scienza indipendente: l'endocrinologia. L'endocrinologia moderna studia la struttura chimica degli ormoni prodotti nelle ghiandole endocrine,

Ormoni dell'ipotalamo
L'ipotalamo funge da luogo di interazione diretta tra le parti superiori del sistema nervoso centrale e il sistema endocrino. La natura delle connessioni che esistono tra il SNC e il sistema endocrino è diventata più chiara negli ultimi decenni.

ormoni ipofisari
La ghiandola pituitaria sintetizza una serie di ormoni biologicamente attivi di natura proteica e peptidica, che hanno un effetto stimolante su vari processi fisiologici e biochimici nei tessuti bersaglio (come

Vasopressina e ossitocina
Gli ormoni vasopressina e ossitocina sono sintetizzati dalla via ribosomiale. La struttura chimica di entrambi gli ormoni è stata decifrata dalle opere classiche di V. du Vignot et al., che per primo hanno identificato

Ormoni melanociti (MSH, melanotropine)
Le melanotropine sono sintetizzate e secrete nel sangue dal lobo intermedio della ghiandola pituitaria. Le strutture primarie di due tipi di ormoni, α- e β-melanocitistimoli, sono state identificate e decifrate.

Ormone adrenocorticotropo (ACTH, corticotropina)
Già nel 1926, si scoprì che la ghiandola pituitaria ha un effetto stimolante sulle ghiandole surrenali, aumentando la secrezione di ormoni corticali. ACTH, oltre all'azione principale - uno stimolante

Ormone somatotropo (GH, ormone della crescita, somatotropina)
L'ormone della crescita è stato scoperto negli estratti della ghiandola pituitaria anteriore già nel 1921, ma è stato ottenuto in una forma chimicamente pura solo nel 1956-1957. L'STH è sintetizzato nelle cellule acidofile

Ormone lattotropico (prolattina, ormone luteotropico)
La prolattina è considerata uno degli ormoni pituitari più "antichi", poiché si trova nella ghiandola pituitaria degli animali terrestri inferiori privi di ghiandole mammarie, così come

Ormone tireotropo (TSH, tireotropina)
A differenza dei considerati ormoni peptidici della ghiandola pituitaria, che sono principalmente rappresentati da una catena polipeptidica, la tireotropina è una glicoproteina complessa e contiene, inoltre, due

Ormoni gonadotropi (gonadotropine)
Le gonadotropine includono l'ormone follicolo-stimolante (FSH, follitropina) e l'ormone luteinizzante (LH, lutropina) o un ormone che stimola le cellule interstiziali. Entrambi gli ormoni

Ormoni lipotropici (LTH, lipotropine)
Tra gli ormoni della ghiandola pituitaria anteriore, la cui struttura e funzione sono state chiarite nell'ultimo decennio, vanno segnalate le lipotropine, in particolare β- e γ-LTH. Il più dettagliato

Ormoni tiroidei
La ghiandola tiroidea svolge un ruolo estremamente importante nel metabolismo. Ciò è dimostrato da un forte cambiamento nel metabolismo basale osservato nelle violazioni della ghiandola tiroidea, nonché da un certo numero di

Ormoni pancreatici
Il pancreas è una ghiandola a secrezione mista. La sua funzione esocrina consiste nella sintesi di una serie di enzimi digestivi chiave, in particolare amilasi, lipasi, tripsina, chemio-

Ormoni surrenali
Le ghiandole surrenali sono costituite da due parti morfologicamente e funzionalmente individuali: il midollo e la sostanza corticale. Il midollo appartiene al sistema cromaffino, o surrenale.

ormoni sessuali
Gli ormoni sessuali sono sintetizzati principalmente nelle ghiandole sessuali delle donne (ovaie) e degli uomini (testicoli); una certa quantità di ormoni sessuali si forma, inoltre, nella placenta e nella corteccia surrenale

Meccanismi molecolari della trasmissione del segnale ormonale
Nonostante l'enorme varietà di ormoni e sostanze simili agli ormoni, l'azione biologica della maggior parte degli ormoni si basa su principi fondamentali sorprendentemente simili, quasi identici.

Il concetto di metabolismo
L'attività vitale dell'organismo è assicurata da uno stretto rapporto con l'ambiente esterno, che fornisce ossigeno e sostanze nutritive, e dalla costante trasformazione di queste sostanze nelle cellule dell'organismo. Prodotti Ra

ossidazione biologica
Durante l'ossidazione biologica, due atomi di idrogeno vengono scissi da una molecola organica sotto l'azione dell'enzima corrispondente. In alcuni casi, tra gli enzimi e il mo ossidato

Digestione e assorbimento
La digestione dei carboidrati inizia già nella cavità orale sotto l'influenza della saliva, che contiene gli enzimi amilasi e maltasi, che assicurano la scomposizione dei carboidrati in glucosio. Nella cavità dello stomaco

indiretto
glucosio (6 atomi di carbonio) ↓ glucosio-6-fosfato (6 atomi di carbonio)

decadimento anaerobico
La rottura anaerobica inizia con la rottura del glucosio - glicolisi o con la rottura del glicogeno - glicogenolisi. Questo percorso di rottura si verifica principalmente nei muscoli. L'essenza di questo processo

Isomerizzazione del 3-fosfoglicerato
fosfoisomerasi 2 O \u003d C - CH - CH2OF2O \u003d C - CH - CH2OH | | | | O-OH O-OF

Esaurimento aerobico
Il piruvato, che si forma durante la via anaerobica di scomposizione dei carboidrati, viene decarbossilato sotto l'azione della piruvato deidrogenasi (NAD+ e coenzima HSCoA) con formazione di acetil coenzima A. &nb

La struttura e la sintesi del glicogeno
Il glicogeno è un polisaccaride ramificato il cui monomero è il glucosio. I residui di glucosio sono collegati in sezioni lineari da 1-4 legami glicosidici e in luoghi di ramificazione

Regolamento di sintesi e sua violazione
La degradazione del glicogeno si verifica principalmente tra i pasti ed è accelerata durante l'esercizio. Questo processo avviene mediante la scissione sequenziale dei residui di glucosio sotto forma di gluco

Gluconeogenesi
La gluconeogenesi è il processo di sintesi del glucosio da sostanze non carboidrati. I principali substrati della gluconeogenesi sono piruvato, lattato, glicerolo e aminoacidi. La funzione più importante della gluconeogenesi

metabolismo lipidico
I lipidi sono un gruppo strutturalmente diversificato di sostanze organiche che hanno una proprietà comune: l'idrofobicità. I grassi - i trigliceridi - sono la forma di accumulo di energia più compatta e ad alta intensità energetica.

Conversione dei trigliceridi e ossidazione del glicerolo
La digestione dei grassi è l'idrolisi dei grassi da parte dell'enzima lipasi pancreatica. Il grasso neutro che entra nelle cellule viene idrolizzato in glicerolo e acidi grassi sotto l'azione delle lipasi tissutali.

Ossidazione degli acidi grassi
Gli acidi grassi sono acidi carbossilici superiori sia saturi che insaturi, la cui catena idrocarburica contiene più di 12 atomi di carbonio. Ossidazione degli acidi grassi nel corpo

Biosintesi degli acidi grassi
Insieme alla scomposizione degli acidi grassi nel corpo, avviene anche la loro formazione. La biosintesi degli acidi grassi è un processo ciclico a più stadi. io in scena. 1) Condensazione di CO2.

Trasformazioni dei glicerofosfatidi
Nelle cellule, sotto l'azione di specifici enzimi delle fosfolipasi, i glicerofosfatidi vengono idrolizzati in componenti costitutivi: i glicerofosfatidi sono idrolizzati dalle fosfolipasi in glicerolo, acidi grassi

L'importanza delle proteine ​​nell'organismo
Le proteine ​​sono enzimi, ormoni, ecc., la cui sintesi da sostanze inorganiche è possibile solo nel corpo delle piante. Negli organismi animali, le proteine ​​vengono sintetizzate dagli amminoacidi, alcuni dei quali si formano

Digestione e assorbimento delle proteine
Le proteine ​​non vengono scomposte nella cavità orale, poiché non ci sono enzimi proteolitici. Le proteine ​​vengono scomposte nello stomaco sotto l'azione del succo gastrico, che viene secreto 2,5 litri al giorno. V

Biosintesi proteica
La biosintesi proteica è di grande importanza scientifica e clinica. La differenza tra una singola proteina e l'altra è determinata dalla natura e dalla sequenza di alternanza degli aminoacidi inclusi nella sua composizione.

Deaminazione degli amminoacidi
Deaminazione - la scomposizione degli aminoacidi sotto l'azione delle deaminasi (ossidasi) con il rilascio di azoto sotto forma di ammoniaca. 1. La deaminazione diretta è caratteristica degli α-amminoacidi (

Transaminazione (transaminazione) di amminoacidi
La transaminazione è la reazione di trasferimento di un gruppo amminico da un amminoacido a un α-chetoacido. Solo Liz e Tre non sono preaminati. R R" R R"

Decarbossilazione degli amminoacidi
La decarbossilazione procede sotto l'azione delle decarbossilasi con la rimozione dell'anidride carbonica dall'amminoacido e la formazione di ammine.

Metabolismo delle proteine ​​complesse
16.1 Metabolismo delle nucleoproteine ​​Le nucleoproteine ​​e i loro derivati ​​svolgono nell'organismo diverse funzioni, partecipando: - alla sintesi degli acidi nucleici

Scambio di emoglobina
Tra le varie cromoproteine, l'emoglobina è la più importante. L'emoglobina alimentare viene scomposta nel tratto gastrointestinale nelle sue parti costituenti, globina ed eme. Globina come proteina, idrolizza

Prodotti finali della degradazione degli aminoacidi
Nel corpo umano vengono degradati circa 70 g di aminoacidi al giorno, mentre per effetto delle reazioni di deaminazione e ossidazione delle ammine biogene, una grande quantità di

Sintesi dell'urea, ciclo dell'ornitina
Il meccanismo principale per la neutralizzazione dell'ammoniaca nel corpo è la biosintesi dell'urea. Quest'ultimo viene escreto nelle urine come principale prodotto finale del metabolismo delle proteine, rispettivamente degli aminoacidi.

Scambio di singoli aminoacidi
La maggior parte degli aminoacidi va alla sintesi proteica, il resto subisce trasformazioni e partecipa alla formazione di molte sostanze di grande importanza per l'organismo. carbonio

La relazione tra metabolismo di proteine, grassi e carboidrati. Scambio di acqua e sali minerali
Un organismo vivente e il suo funzionamento sono in costante dipendenza dall'ambiente. L'intensità dello scambio con l'ambiente esterno e la velocità dei processi metabolici intracellulari

La relazione tra metabolismo dei carboidrati e dei grassi
I prodotti finali del metabolismo sono CO2, H2O e urea. Entra l'anidride carbonica formata durante la decarbossilazione di carboidrati, grassi, proteine, acidi nucleici

Il rapporto tra metabolismo dei carboidrati e delle proteine
Durante la scomposizione delle proteine ​​si formano aminoacidi, la maggior parte dei quali sono chiamati glicogeni e servono come fonte di sostanze necessarie per la sintesi dei carboidrati. In primo luogo, subiscono gli amminoacidi

La relazione tra proteine ​​e metabolismo dei grassi
Poco si sa sulla relazione tra questo tipo di metabolismo. È possibile che la conversione degli amminoacidi in acidi grassi avvenga prima attraverso la formazione di carboidrati, sebbene alcuni amminoacidi siano chiamati

Il concetto di omeostasi
Il corpo è un sistema termodinamico aperto, quindi questo gli consente di mantenere la stabilità, il livello di prestazione, nonché la relativa costanza dell'ambiente interno, che viene chiamato

Scambio idrico e sua regolazione
L'acqua è parte integrante del corpo. Tutte le reazioni metaboliche hanno luogo nell'ambiente acquatico in cui esistono le cellule e la connessione tra loro viene mantenuta attraverso il liquido. La parte principale del biologico

Scambio minerale
I minerali sono sostanze indispensabili per l'organismo, anche se non hanno valore nutritivo e non sono una fonte di energia. Il loro significato è determinato dal fatto che fanno parte del tutto

81. Iodotironine - struttura, sintesi, meccanismo d'azione, ruolo biologico. Ipo e ipertiroidismo.

La ghiandola tiroidea secerne iodotironina - tiroxina (T4) e triiodotironina (T3). Questi sono derivati ​​iodati dell'amminoacido tirosina (vedi Figura 8).

Figura 8 Formule di ormoni tiroidei (iodotironine).

Il precursore di T4 e T3 è la proteina tireoglobulina contenuta nel colloide extracellulare della tiroide. Questa è una grande proteina contenente circa il 10% di carboidrati e molti residui di tirosina (Figura 9). La ghiandola tiroidea ha la capacità di accumulare ioni iodio (I-), da cui si forma "iodio attivo". I radicali della tirosina nella tireoglobulina sono esposti iodurazione "iodio attivo" - si formano monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT). Poi viene condensazione due residui di tirosina iodati per formare T4 e T3 inclusi nella catena polipeptidica. Di conseguenza idrolisi tireoglobulina iodata sotto l'azione delle proteasi lisosomiali, si formano T4 e T3 liberi ed entrano nel sangue. La secrezione di iodotironina è regolata dall'ormone stimolante la tiroide (TSH) della ghiandola pituitaria (vedi tabella 2). Il catabolismo degli ormoni tiroidei avviene per scissione dello iodio e deaminazione della catena laterale.

Figura 9 Schema per la sintesi delle iodotironine.

Perché t 3 e T4 sono praticamente insolubili in acqua, sono presenti nel sangue sotto forma di complessi con proteine, principalmente con globulina legante la tiroxina (frazione α1-globulina).

Le iodotironine sono ormoni ad azione diretta. I recettori intracellulari per loro sono presenti in tutti i tessuti e gli organi, ad eccezione del cervello e delle gonadi. T4 e T3 sono induttori di oltre 100 diverse proteine ​​enzimatiche. Sotto l'azione delle iodotironine nei tessuti bersaglio, viene effettuato quanto segue:

1) regolazione della crescita e del differenziamento cellulare;

2) regolazione del metabolismo energetico (aumento del numero di enzimi della fosforilazione ossidativa, Na + , K + -ATPasi, aumento del consumo di ossigeno, aumento della produzione di calore).

Sotto l'influenza degli ormoni tiroidei, viene accelerato l'assorbimento del glucosio nell'intestino, viene potenziato l'assorbimento e l'ossidazione del glucosio nei muscoli e nel fegato; la glicolisi è attivata, il contenuto di glicogeno negli organi diminuisce. Le iodotironine aumentano l'escrezione di colesterolo, quindi il suo contenuto nel sangue diminuisce. Anche il contenuto di triacilgliceroli nel sangue diminuisce, il che è spiegato dall'attivazione dell'ossidazione degli acidi grassi.

29.3.2. Disturbi della funzione ormonale della tiroide. Iperfunzione della tiroide ( tireotossicosi o morbo di Graves ) è caratterizzato da una degradazione accelerata di carboidrati e grassi, un aumento del consumo di O2 da parte dei tessuti. Sintomi della malattia: aumento del metabolismo basale, aumento della temperatura corporea, perdita di peso, polso rapido, aumento dell'eccitabilità nervosa, occhi sporgenti (esoftalmo).

Si chiama ipotiroidismo che si sviluppa durante l'infanzia cretinismo (grave ritardo fisico e mentale, crescita nana, corporatura sproporzionata, diminuzione del metabolismo basale e della temperatura corporea). L'ipotiroidismo negli adulti si manifesta come mixedema . Questa malattia è caratterizzata da obesità, edema della mucosa, disturbi della memoria, disturbi mentali. Il metabolismo basale e la temperatura corporea sono ridotti. La terapia ormonale sostitutiva (iodotironina) è usata per trattare l'ipotiroidismo.

Anche conosciuto gozzo endemico - un aumento delle dimensioni della ghiandola tiroidea. La malattia si sviluppa a causa della mancanza di iodio nell'acqua e nel cibo.

82. Paratormone e calcitonina, struttura, meccanismo d'azione, ruolo biologico. Iper e ipoparatiroidismo.

Il livello di ioni calcio e fosfato nel corpo è controllato dagli ormoni della tiroide e dalle quattro ghiandole paratiroidi situate nelle immediate vicinanze di essa. Queste ghiandole producono calcitonina e ormone paratiroideo.

29.4.1. calcitonina- un ormone di natura peptidica, sintetizzato nelle cellule parafollicolari della tiroide sotto forma di preproormone. L'attivazione avviene per proteolisi parziale. La secrezione di calcitonina è stimolata nell'ipercalcemia e ridotta nell'ipocalcemia. L'obiettivo dell'ormone è il tessuto osseo. Il meccanismo d'azione è distante, mediato da cAMP. Sotto l'influenza della calcitonina, l'attività degli osteoclasti (cellule che distruggono l'osso) viene indebolita e viene attivata l'attività degli osteoblasti (cellule coinvolte nella formazione del tessuto osseo). Di conseguenza, viene inibito il riassorbimento del materiale osseo - idrossiapatite - e viene potenziata la sua deposizione nella matrice organica dell'osso. Insieme a questo, la calcitonina protegge la base organica dell'osso - il collagene - dal decadimento e ne stimola la sintesi. Ciò comporta una diminuzione del livello di Ca2+ e fosfati nel sangue e una diminuzione dell'escrezione di Ca2+ nelle urine (Figura 10).

29.4.2. Paratormone- un ormone di natura peptidica, sintetizzato dalle cellule delle ghiandole paratiroidi sotto forma di proteina precursore. La proteolisi parziale del proormone e la secrezione dell'ormone nel sangue si verificano con una diminuzione della concentrazione di Ca2+ nel sangue; al contrario, l'ipercalcemia riduce la secrezione dell'ormone paratiroideo. Gli organi bersaglio dell'ormone paratiroideo sono i reni, le ossa e il tratto gastrointestinale. Il meccanismo d'azione è distante, cAMP-dipendente. L'ormone paratiroideo ha un effetto attivante sugli osteoclasti del tessuto osseo e inibisce l'attività degli osteoblasti. Nei reni, l'ormone paratiroideo aumenta la capacità di formare il metabolita attivo della vitamina D3 - 1,25-diidrossicolecalciferolo (calcitriolo). Questa sostanza aumenta l'assorbimento intestinale degli ioni Ca2+ e H2PO4 -, mobilita il Ca2+ e il fosfato inorganico dal tessuto osseo e aumenta il riassorbimento del Ca2+ nei reni. Tutti questi processi portano ad un aumento del livello di Ca2+ nel sangue (Figura 10). Il livello di fosfato inorganico nel sangue non aumenta, poiché l'ormone paratiroideo inibisce il riassorbimento del fosfato nei tubuli renali e porta alla perdita di fosfato nelle urine (fosfaturia).

Figura 10. Effetti biologici della calcitonina e dell'ormone paratiroideo.

29.4.3. Disturbi della funzione ormonale delle ghiandole paratiroidi.

Iperparatiroidismo - aumento della produzione di ormone paratiroideo da parte delle ghiandole paratiroidi. Accompagnato da una massiccia mobilizzazione di Ca2+ dal tessuto osseo, che porta a fratture ossee, calcificazione di vasi sanguigni, reni e altri organi interni.

Ipoparatiroidismo - ridotta produzione di ormone paratiroideo da parte delle ghiandole paratiroidi. Accompagnato da una forte diminuzione del contenuto di Ca2 + nel sangue, che porta ad un aumento dell'eccitabilità muscolare, contrazioni convulsive.

83. Sistema renina-angiotensina, ruolo nella regolazione del metabolismo idrico ed elettrolitico.

Renina-angiotensina-aldosterone.

b) Na

84. Ormoni sessuali: meccanismo d'azione, ruolo biologico, formazione , struttura,

Ormoni sessuali femminili (estrogeni). Questi includono estrone, estradiolo ed estriolo. Questi sono ormoni steroidei sintetizzati dal colesterolo principalmente nelle ovaie. La secrezione di estrogeni è regolata dagli ormoni follicolo-stimolanti e luteinizzanti della ghiandola pituitaria (vedi tabella 2). Tessuti bersaglio: il corpo dell'utero, le ovaie, le tube di Falloppio, le ghiandole mammarie. Il meccanismo d'azione è diretto. Il ruolo biologico principale degli estrogeni è quello di garantire la funzione riproduttiva nel corpo di una donna.

29.5.2. Ormoni sessuali maschili (androgeni). I principali rappresentanti sono androsterone e testosterone. Il precursore degli androgeni è il colesterolo, sono sintetizzati principalmente nei testicoli. La biosintesi degli androgeni è regolata dagli ormoni gonadotropici (FSH e LH). Gli androgeni sono ormoni ad azione diretta, promuovono la sintesi proteica in tutti i tessuti, specialmente nei muscoli. Il ruolo biologico degli androgeni nel corpo maschile è associato alla differenziazione e al funzionamento del sistema riproduttivo. La scomposizione degli ormoni sessuali maschili viene effettuata nel fegato, i prodotti finali della scomposizione sono 17-chetosteroidi.

85. Violazioni delle funzioni delle ghiandole endocrine: iper- e ipoproduzione di ormoni. Esempi di malattie associate a disfunzioni delle ghiandole endocrine.

(Coperto nelle domande precedenti)

86. Proteine ​​del plasma sanguigno - ruolo biologico. Ipo- e iperproteinemia, disproteinemia. Albumina — funzioni, cause di ipoalbuminemia e sue manifestazioni. Caratteristiche dell'età delle proteine composizione del plasma sanguigno. Immunoglobuline. Proteine ​​di fase acuta. Valore diagnostico di determinazione delle frazioni proteiche del plasma sanguigno.

Il plasma sanguigno contiene una complessa miscela multicomponente (più di 100) di proteine ​​che differiscono per origine e funzione. La maggior parte delle proteine ​​plasmatiche sono sintetizzate nel fegato. Immunoglobuline e un certo numero di altre proteine ​​protettive da parte di cellule immunocompetenti.

30.2.1. frazioni proteiche. Salando le proteine ​​plasmatiche, è possibile isolare le frazioni di albumina e globulina. Normalmente, il rapporto di queste frazioni è 1,5 - 2,5. Utilizzando il metodo dell'elettroforesi su carta è possibile identificare 5 frazioni proteiche (in ordine decrescente di velocità di migrazione): albumine, α1-, α2-, β- e γ-globuline. Quando si utilizzano metodi più sottili di frazionamento in ciascuna frazione, ad eccezione dell'albumina, è possibile isolare un certo numero di proteine ​​(il contenuto e la composizione delle frazioni proteiche del siero del sangue, vedere la Figura 1).

Immagine 1. Elettroferogramma delle proteine ​​del siero del sangue e composizione delle frazioni proteiche.

Albumine- proteine ​​con peso molecolare di circa 70.000 Da. A causa della loro idrofilia e dell'alto contenuto plasmatico, svolgono un ruolo importante nel mantenimento della pressione sanguigna colloidale-osmotica (oncotica) e nella regolazione dello scambio di fluidi tra sangue e tessuti. Svolgono una funzione di trasporto: svolgono il trasferimento di acidi grassi liberi, pigmenti biliari, ormoni steroidei, ioni Ca2+ e molti farmaci. Le albumine servono anche come riserva di amminoacidi ricca e rapidamente venduta.

α 1-Globuline:

• α acido 1-glicoproteina (orosomucoid) - contiene fino al 40% di carboidrati, il suo punto isoelettrico è in ambiente acido (2.7). La funzione di questa proteina non è stata completamente stabilita; è noto che nelle prime fasi del processo infiammatorio, l'orosmucoide promuove la formazione di fibre di collagene nel focolaio dell'infiammazione (J. Musil, 1985).
• α 1 - Antitripsina - un inibitore di numerose proteasi (tripsina, chimotripsina, callicreina, plasmina). Una diminuzione congenita del contenuto di α1-antitripsina nel sangue può essere un fattore di predisposizione alle malattie broncopolmonari, poiché le fibre elastiche del tessuto polmonare sono particolarmente sensibili all'azione degli enzimi proteolitici.
• Proteina legante il retinolo trasporta la vitamina A liposolubile.
• Proteina legante la tiroxina - lega e trasporta gli ormoni tiroidei contenenti iodio.
• Transcortina - lega e trasporta gli ormoni glucocorticoidi (cortisolo, corticosterone).

α 2-globuline:

• aptoglobine (25% α2-globuline) - formano un complesso stabile con l'emoglobina che appare nel plasma a causa dell'emolisi intravascolare degli eritrociti. I complessi aptoglobina-emoglobina vengono assorbiti dalle cellule RES, dove l'eme e le catene proteiche vengono degradate e il ferro viene riutilizzato per la sintesi dell'emoglobina. Ciò previene la perdita di ferro da parte dell'organismo e danni ai reni da parte dell'emoglobina.
• ceruloplasmina - una proteina contenente ioni rame (una molecola di ceruloplasmina contiene 6-8 ioni Cu2+), che le conferiscono un colore blu. È una forma di trasporto di ioni rame nel corpo. Ha attività ossidasica: ossida Fe2+ a Fe3+, che assicura il legame del ferro tramite la transferrina. Capace di ossidare le ammine aromatiche, partecipa allo scambio di adrenalina, noradrenalina, serotonina.

β-globuline:

• Transferrina - la principale proteina della frazione β-globulina, è coinvolta nel legame e nel trasporto del ferro ferrico a vari tessuti, in particolare a quelli ematopoietici. La transferrina regola il contenuto di Fe3+ nel sangue, previene l'accumulo e la perdita eccessivi nelle urine.
• Emopexina - lega l'eme e ne previene la perdita da parte dei reni. Il complesso eme-emopexina viene prelevato dal sangue dal fegato.
• Proteina C-reattiva (C-RP) - una proteina in grado di precipitare (in presenza di Ca2+) il polisaccaride C della parete cellulare pneumococcica. Il suo ruolo biologico è determinato dalla capacità di attivare la fagocitosi e di inibire il processo di aggregazione piastrinica. Nelle persone sane, la concentrazione di C-RP nel plasma è trascurabile e non può essere determinata con metodi standard. In un processo infiammatorio acuto, aumenta di oltre 20 volte; in questo caso, C-RP si trova nel sangue. Lo studio della C-RP ha un vantaggio rispetto ad altri marcatori del processo infiammatorio: la determinazione della VES e il conteggio del numero di leucociti. Questo indicatore è più sensibile, il suo aumento si verifica prima e dopo il recupero torna rapidamente alla normalità.

γ-globuline:

• Immunoglobuline (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) sono anticorpi prodotti dall'organismo in risposta all'introduzione di sostanze estranee con attività antigenica. Vedere 1.2.5 per i dettagli su queste proteine.

30.2.2. Cambiamenti quantitativi e qualitativi nella composizione proteica del plasma sanguigno. In varie condizioni patologiche, la composizione proteica del plasma sanguigno può cambiare. I principali tipi di modifiche sono:

• Iperproteinemia - un aumento del contenuto di proteine ​​plasmatiche totali. Cause: perdita di grandi quantità di acqua (vomito, diarrea, ustioni estese), malattie infettive (dovute ad un aumento della quantità di γ-globuline).
• Ipoproteinemia - una diminuzione del contenuto di proteine ​​totali nel plasma. Si osserva nelle malattie del fegato (a causa di una violazione della sintesi proteica), nelle malattie renali (a causa della perdita di proteine ​​​​nelle urine), durante la fame (a causa della mancanza di aminoacidi per la sintesi proteica).
• Disproteinemia - una variazione della percentuale di frazioni proteiche con un contenuto normale di proteine ​​totali nel plasma sanguigno, ad esempio una diminuzione del contenuto di albumine e un aumento del contenuto di una o più frazioni di globulina in varie malattie infiammatorie.
• Paraproteinemia - la comparsa nel plasma sanguigno di immunoglobuline patologiche - paraproteine ​​che differiscono dalle normali proteine ​​​​nelle proprietà fisico-chimiche e nell'attività biologica. Tali proteine ​​includono, ad esempio, crioglobuline, formando precipitati tra loro a temperature inferiori a 37°C. Le paraproteine ​​si trovano nel sangue con macroglobulinemia di Waldenström, con mieloma multiplo (in quest'ultimo caso possono superare la barriera renale ed essere rilevate nelle urine come proteine ​​di Bence-Jones) . La paraproteinemia è solitamente accompagnata da iperproteinemia.

abeti di una fase affilata di un'infiammazione. Queste sono proteine, il cui contenuto aumenta nel plasma sanguigno durante un processo infiammatorio acuto. Questi includono, ad esempio, le seguenti proteine:

1. aptoglobina ;
2. ceruloplasmina ;
3. proteina C-reattiva ;
4. α 1-antitripsina ;
5. fibrinogeno (un componente del sistema di coagulazione del sangue; vedere 30.7.2).

La velocità di sintesi di queste proteine ​​aumenta principalmente a causa di una diminuzione della formazione di albumine, transferrina e albumine (una piccola frazione di proteine ​​plasmatiche con la più alta mobilità durante l'elettroforesi del disco, e che corrisponde ad una banda sull'elettroforegramma davanti alle albumine ), la cui concentrazione diminuisce durante l'infiammazione acuta.

Il ruolo biologico delle proteine ​​della fase acuta: a) tutte queste proteine ​​sono inibitori degli enzimi rilasciati durante la distruzione cellulare e prevengono il danno tissutale secondario; b) queste proteine ​​hanno un effetto immunosoppressivo (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Proteine ​​plasmatiche protettive. Le proteine ​​protettive includono immunoglobuline e interferoni.

Immunoglobuline (anticorpi) - un gruppo di proteine ​​prodotte in risposta a strutture estranee (antigeni) che entrano nel corpo. Sono sintetizzati nei linfonodi e nella milza dai linfociti B. Esistono 5 classi immunoglobuline- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Figura 3 Schema della struttura delle immunoglobuline (la regione variabile è mostrata in grigio, la regione costante non è ombreggiata).

Le molecole di immunoglobuline hanno un unico piano strutturale. L'unità strutturale di un'immunoglobulina (monomero) è formata da quattro catene polipeptidiche interconnesse da legami disolfuro: due pesanti (catene H) e due leggere (catene L) (vedi Figura 3). IgG, IgD e IgE sono, di regola, monomeri nella loro struttura, le molecole di IgM sono costituite da cinque monomeri, le IgA sono costituite da due o più unità strutturali o sono monomeri.

Le catene proteiche che compongono le immunoglobuline possono essere suddivise condizionatamente in domini specifici o regioni che hanno determinate caratteristiche strutturali e funzionali.

Le regioni N-terminali di entrambe le catene L e H sono chiamate regione variabile (V), poiché la loro struttura è caratterizzata da differenze significative nelle diverse classi di anticorpi. All'interno del dominio variabile, ci sono 3 regioni ipervariabili con la maggiore diversità nella sequenza di amminoacidi. È la regione variabile degli anticorpi che è responsabile del legame degli antigeni secondo il principio di complementarità; la struttura primaria delle catene proteiche in questa regione determina la specificità degli anticorpi.

I domini C-terminali delle catene H e L hanno una struttura primaria relativamente costante all'interno di ciascuna classe di anticorpi e sono indicati come regione costante (C). La regione costante determina le proprietà di varie classi di immunoglobuline, la loro distribuzione nell'organismo e può partecipare al lancio di meccanismi che causano la distruzione degli antigeni.

Interferoni - una famiglia di proteine ​​sintetizzate dalle cellule del corpo in risposta a un'infezione virale e hanno un effetto antivirale. Esistono diversi tipi di interferoni con uno specifico spettro d'azione: leucociti (interferone α), fibroblasti (interferone β) e immuni (interferone γ). Gli interferoni sono sintetizzati e secreti da alcune cellule e mostrano il loro effetto agendo su altre cellule, per questo sono simili agli ormoni. Il meccanismo d'azione degli interferoni è mostrato nella Figura 4.

Figura 4 Il meccanismo d'azione degli interferoni (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Legandosi ai recettori cellulari, gli interferoni inducono la sintesi di due enzimi, la 2",5"-oligoadenilato sintetasi e la protein chinasi, probabilmente a causa dell'inizio della trascrizione dei geni corrispondenti. Entrambi gli enzimi risultanti mostrano la loro attività in presenza di RNA a doppio filamento, vale a dire, tali RNA sono prodotti della replicazione di molti virus o sono contenuti nei loro virioni. Il primo enzima sintetizza 2",5"-oligoadenilati (da ATP), che attivano la ribonucleasi cellulare I; il secondo enzima fosforila il fattore di inizio della traduzione IF2. Il risultato finale di questi processi è l'inibizione della biosintesi proteica e della riproduzione del virus in una cellula infetta (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Sostanze ematiche contenenti azoto a basso peso molecolare ("azoto residuo") e loro valore diagnostico. Iperasotemia (ritenzione e produzione).

Questo gruppo di sostanze comprende: urea, acido urico, aminoacidi, creatina, creatinina, ammoniaca, indican, bilirubina e altri composti (vedi Figura 5). Il contenuto di azoto residuo nel plasma sanguigno di persone sane è di 15-25 mmol / l. Viene chiamato un aumento dell'azoto residuo nel sangue azotemia . A seconda della causa, l'azotemia si divide in ritenzione e produzione.

Azotemia da ritenzione si verifica quando c'è una violazione dell'escrezione dei prodotti del metabolismo dell'azoto (principalmente urea) nelle urine ed è caratteristico dell'insufficienza renale. In questo caso, fino al 90% dell'azoto non proteico nel sangue cade sull'azoto ureico invece del 50% nella norma.

Produzione azotemica si sviluppa con un'assunzione eccessiva di sostanze azotate nel sangue a causa della maggiore scomposizione delle proteine ​​​​tissutali (fame prolungata, diabete mellito, gravi lesioni e ustioni, malattie infettive).

La determinazione dell'azoto residuo viene effettuata in un filtrato di siero sanguigno privo di proteine. Come risultato della mineralizzazione del filtrato privo di proteine, quando riscaldato con H2 SO4 concentrato, l'azoto di tutti i composti non proteici si trasforma nella forma (NH4)2 SO4. Gli ioni NH4 + sono determinati usando il reagente di Nessler.

• Urea - il principale prodotto finale del metabolismo delle proteine ​​nel corpo umano. Si forma a seguito della neutralizzazione dell'ammoniaca nel fegato, escreta dal corpo dai reni. Pertanto, il contenuto di urea nel sangue diminuisce con le malattie del fegato e aumenta con l'insufficienza renale.
• Aminoacidi- entrano nel sangue quando vengono assorbiti dal tratto gastrointestinale o sono prodotti della scomposizione delle proteine ​​tissutali. Nel sangue delle persone sane, gli aminoacidi sono dominati dall'alanina e dalla glutammina, che, insieme alla partecipazione alla biosintesi proteica, sono forme di trasporto dell'ammoniaca.
• Acido uricoè il prodotto finale del catabolismo dei nucleotidi purinici. Il suo contenuto nel sangue aumenta con la gotta (a causa di una maggiore istruzione) e con una funzionalità renale compromessa (a causa dell'insufficiente escrezione).
• Creatina- sintetizzato nei reni e nel fegato, nei muscoli si trasforma in creatina fosfato - fonte di energia per i processi di contrazione muscolare. Con le malattie del sistema muscolare, il contenuto di creatina nel sangue aumenta in modo significativo.
• Creatinina- il prodotto finale del metabolismo dell'azoto, formato a seguito della defosforilazione della creatina fosfato nei muscoli, escreta dal corpo dai reni. Il contenuto di creatinina nel sangue diminuisce con le malattie del sistema muscolare, aumenta con l'insufficienza renale.
• indica - prodotto di disintossicazione dell'indolo, formato nel fegato, escreto dai reni. Il suo contenuto nel sangue diminuisce con le malattie del fegato, aumenta - con l'aumento dei processi di decadimento proteico nell'intestino, con malattie renali.
• Bilirubina (diretta e indiretta) sono prodotti del catabolismo dell'emoglobina. Il contenuto di bilirubina nel sangue aumenta con l'ittero: emolitico (a causa della bilirubina indiretta), ostruttivo (a causa della bilirubina diretta), parenchimale (a causa di entrambe le frazioni).

88. Sistemi tampone del sangue e stato acido-base (CBS). Il ruolo dei sistemi respiratorio ed escretore nel mantenimento della CBS. Violazioni dell'equilibrio acido-base. Caratteristiche della regolazione della CBS nei bambini .

Sistemi tampone del sangue. I sistemi tampone del corpo sono costituiti da acidi deboli e loro sali con basi forti. Ciascun sistema tampone è caratterizzato da due indicatori:

• pH tampone(dipende dal rapporto tra le componenti del buffer);
• serbatoio tampone, ovvero la quantità di base forte o acido che deve essere aggiunta alla soluzione tampone per modificare il pH di uno (dipende dalle concentrazioni assolute dei componenti del tampone).

Si distinguono i seguenti sistemi tampone ematico:

• bicarbonato(H2CO3/NaHCO3);
• fosfato(NaH2PO4/Na2HPO4);
• emoglobina(desossiemoglobina come acido debole/sale di potassio dell'ossiemoglobina);
• proteina(la sua azione è dovuta alla natura anfotera delle proteine). Il bicarbonato e i sistemi tampone per l'emoglobina strettamente correlati rappresentano insieme oltre l'80% della capacità tampone del sangue.

30.6.2. Regolazione respiratoria della CBS effettuata modificando l'intensità della respirazione esterna. Con l'accumulo di CO2 e H+ nel sangue, aumenta la ventilazione polmonare, che porta alla normalizzazione della composizione gassosa del sangue. Una diminuzione della concentrazione di anidride carbonica e H + provoca una diminuzione della ventilazione polmonare e la normalizzazione di questi indicatori.

30.6.3. Regolazione renale KOS Si realizza principalmente attraverso tre meccanismi:

• riassorbimento dei bicarbonati (nelle cellule dei tubuli renali, l'acido carbonico H2CO3 è formato da H2O e CO2; si dissocia, H+ viene escreto nelle urine, HCO3 viene riassorbito nel sangue);
• riassorbimento di Na+ dal filtrato glomerulare in cambio di H+ (in questo caso Na2HPO4 nel filtrato si trasforma in NaH2PO4 e l'acidità urinaria aumenta) ;
• secrezione di NH4+ (durante l'idrolisi della glutammina nelle cellule dei tubuli si forma NH3; interagisce con H+, si formano ioni NH4+ che vengono escreti nelle urine.

30.6.4. Indicatori di laboratorio di CBS di sangue. Per caratterizzare il CBS vengono utilizzati i seguenti indicatori:

• pH del sangue;
• pressione parziale di CO2 (pCO2) sangue;
• pressione parziale di O2 (pO2) sangue;
• il contenuto di bicarbonati nel sangue a determinati valori di pH e pCO2 ( bicarbonato reale o vero, AB );
• il contenuto di bicarbonati nel sangue del paziente in condizioni standard, ad es. a рСО2=40 mm Hg. ( bicarbonato standard, SB );
• somma di basi tutti i sistemi tampone del sangue ( BB );
• eccesso o carenza di base sangue rispetto al normale per questo indicatore paziente ( ESSERE , dall'inglese. eccesso di base).

I primi tre indicatori sono determinati direttamente nel sangue utilizzando elettrodi speciali, in base ai dati ottenuti, gli indicatori rimanenti vengono calcolati utilizzando nomogrammi o formule.

30.6.5. Violazioni della COS del sangue. Esistono quattro forme principali di disturbi acido-base:

• acidosi metabolica - si manifesta con diabete mellito e fame (dovuta all'accumulo di corpi chetonici nel sangue), con ipossia (dovuta all'accumulo di lattato). Con questo disturbo, la pCO2 e l'[HCO3-] del sangue diminuiscono, l'escrezione di NH4+ nelle urine aumenta;
• acidosi respiratoria - si verifica con bronchite, polmonite, asma bronchiale (a causa della ritenzione di anidride carbonica nel sangue). Con questo disturbo, pCO2 e aumento del sangue, aumenta l'escrezione di NH4+ con l'urina;
• alcalosi metabolica - si sviluppa con la perdita di acidi, ad esempio con vomito indomabile. Con questo disturbo, la pCO2 e il sangue aumentano, l'escrezione di HCO3- con l'urina aumenta e l'acidità dell'urina diminuisce.
• alcalosi respiratoria - osservato con una maggiore ventilazione dei polmoni, ad esempio, negli alpinisti in alta quota. Con questo disturbo, la pCO2 e [HCO3-] del sangue diminuiscono e l'acidità delle urine diminuisce.

Per il trattamento dell'acidosi metabolica viene utilizzata la somministrazione di una soluzione di bicarbonato di sodio; per il trattamento dell'alcalosi metabolica - l'introduzione di una soluzione di acido glutammico.

89. Metabolismo eritrocitario: il ruolo della glicolisi e la via del pentoso fosfato. Metaemoglobinemia. Sistema enzimatico antiossidante della cellula . Cause e conseguenze del deficit eritrocitario di glucosio-6-fosfato deidrogenasi.

globuli rossi - cellule altamente specializzate, la cui funzione principale è il trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti. La durata della vita degli eritrociti è in media di 120 giorni; la loro distruzione avviene nelle cellule del sistema reticoloendoteliale. A differenza della maggior parte delle cellule del corpo, l'eritrocita è privo di nucleo cellulare, ribosomi e mitocondri.

30.8.2. Scambio di energia. Il principale substrato energetico dell'eritrocita è il glucosio, che proviene dal plasma sanguigno per diffusione facilitata. Circa il 90% del glucosio utilizzato dagli eritrociti è esposto glicolisi(ossidazione anaerobica) con formazione del prodotto finale - acido lattico (lattato). Ricorda le funzioni che la glicolisi svolge nei globuli rossi maturi:

1) nelle reazioni di glicolisi si forma ATP attraverso fosforilazione del substrato . La direzione principale dell'uso dell'ATP negli eritrociti è garantire il lavoro di Na +, K + -ATPasi. Questo enzima trasporta gli ioni Na+ dagli eritrociti al plasma sanguigno, previene l'accumulo di Na+ negli eritrociti e aiuta a mantenere la forma geometrica di questi globuli (disco biconcavo).

2) nella reazione di deidrogenazione gliceraldeide-3-fosfato formato nella glicolisi NADH. Questo coenzima è un cofattore enzimatico metaemoglobina reduttasi coinvolti nel ripristino della metaemoglobina in emoglobina secondo il seguente schema:

Questa reazione impedisce l'accumulo di metaemoglobina negli eritrociti.

3) metabolita della glicolisi 1, 3-difosfoglicerato in grado di con la partecipazione dell'enzima difosfoglicerato mutasi in presenza di 3-fosfoglicerato da convertire 2, 3-difosfoglicerato:

Il 2,3-difosfoglicerato è coinvolto nella regolazione dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno. Il suo contenuto negli eritrociti aumenta durante l'ipossia. L'idrolisi del 2,3-difosfoglicerato catalizza l'enzima fosfatasi difosfoglicerata.

Circa il 10% del glucosio consumato dall'eritrocita viene utilizzato nella via di ossidazione del pentoso fosfato. Le reazioni di questo percorso fungono da fonte principale di NADPH per gli eritrociti. Questo coenzima è necessario per convertire il glutatione ossidato (vedi 30.8.3) nella forma ridotta. Carenza di un enzima chiave della via del pentoso fosfato - glucosio-6-fosfato deidrogenasi - accompagnato da una diminuzione del rapporto NADPH / NADP + negli eritrociti, un aumento del contenuto della forma ossidata di glutatione e una diminuzione della resistenza cellulare (anemia emolitica).

30.8.3. Meccanismi per la neutralizzazione di specie reattive dell'ossigeno negli eritrociti. L'ossigeno molecolare in determinate condizioni può essere convertito in forme attive, che includono l'anione superossido O2 -, il perossido di idrogeno H2 O2, il radicale idrossile OH. e ossigeno singoletto 1 O2. Queste forme di ossigeno sono altamente reattive, possono avere un effetto dannoso sulle proteine ​​e sui lipidi delle membrane biologiche e causare distruzione cellulare. Più alto è il contenuto di O2, più si formano le sue forme attive. Pertanto, gli eritrociti, interagendo costantemente con l'ossigeno, contengono efficaci sistemi antiossidanti in grado di neutralizzare i metaboliti attivi dell'ossigeno.

Un componente importante dei sistemi antiossidanti è il tripeptide glutatione, formato negli eritrociti a seguito dell'interazione di γ-glutamilcisteina e glicina:

La forma ridotta del glutatione (abbreviato G-SH) è coinvolta nella neutralizzazione del perossido di idrogeno e dei perossidi organici (R-O-OH). Questo produce acqua e glutatione ossidato (abbreviato G-S-S-G).

La conversione del glutatione ossidato in glutatione ridotto è catalizzata dall'enzima glutatione reduttasi. Fonte di idrogeno - NADPH (dalla via del pentoso fosfato, vedere 30.8.2):

I globuli rossi contengono anche enzimi superossido dismutasi e catalasi effettuando le seguenti trasformazioni:

I sistemi antiossidanti sono di particolare importanza per gli eritrociti, poiché gli eritrociti non rinnovano le proteine ​​per sintesi.

90. Caratteristiche dei principali fattori di emocoagulazione. La coagulazione del sangue come cascata di reazioni di attivazione del proenzima mediante proteolisi. Il ruolo biologico della vitamina K. Emofilia.

coagulazione del sangue- una serie di processi molecolari che portano alla cessazione del sanguinamento da una nave danneggiata a seguito della formazione di un coagulo di sangue (trombo). Lo schema generale del processo di coagulazione del sangue è mostrato in Figura 7.

Figura 7 Schema generale della coagulazione del sangue.

La maggior parte dei fattori di coagulazione è presente nel sangue sotto forma di precursori inattivi - proenzimi, la cui attivazione è effettuata da proteolisi parziale. Numerosi fattori di coagulazione del sangue sono vitamina K-dipendenti: protrombina (fattore II), proconvertina (fattore VII), fattori natalizi (IX) e Stuart-Prower (X). Il ruolo della vitamina K è determinato dalla partecipazione alla carbossilazione dei residui di glutammato nella regione N-terminale di queste proteine ​​con la formazione di γ-carbossiglutammato.

La coagulazione del sangue è una cascata di reazioni in cui la forma attivata di un fattore della coagulazione catalizza l'attivazione del successivo fino all'attivazione del fattore finale, che è la base strutturale del trombo.

Caratteristiche del meccanismo a cascata sono come segue:

1) in assenza di un fattore che avvii il processo di formazione di trombi, la reazione non può avvenire. Pertanto, il processo di coagulazione del sangue sarà limitato solo a quella parte del flusso sanguigno in cui compare un tale iniziatore;

2) i fattori che agiscono nelle fasi iniziali della coagulazione del sangue sono richiesti in quantità molto piccole. Ad ogni collegamento della cascata, il loro effetto è notevolmente potenziato ( è amplificato), con conseguente rapida risposta al danno.

In condizioni normali, ci sono vie interne ed esterne per la coagulazione del sangue. Percorso interiore viene avviato dal contatto con una superficie atipica, che porta all'attivazione di fattori originariamente presenti nel sangue. percorso esterno la coagulazione è avviata da composti che normalmente non sono presenti nel sangue, ma vi entrano a causa di un danno tissutale. Entrambi questi meccanismi sono necessari per il normale corso del processo di coagulazione del sangue; differiscono solo nelle fasi iniziali e quindi si combinano percorso comune portando alla formazione di un coagulo di fibrina.

30.7.2. Il meccanismo di attivazione della protrombina. Precursore della trombina inattivo - protrombina - sintetizzato nel fegato. Nella sua sintesi è coinvolta la vitamina K. La protrombina contiene residui di un amminoacido raro - γ-carbossiglutammato (designazione abbreviata - Gla). I fosfolipidi piastrinici, gli ioni Ca2+ ei fattori della coagulazione Va e Xa sono coinvolti nel processo di attivazione della protrombina. Il meccanismo di attivazione è presentato come segue (Figura 8).

Figura 8 Schema di attivazione della protrombina sulle piastrine (R. Murray et al., 1993).

Il danno al vaso sanguigno porta all'interazione delle piastrine del sangue con le fibre di collagene della parete vascolare. Ciò provoca la distruzione delle piastrine e promuove il rilascio di molecole fosfolipidiche caricate negativamente dal lato interno della membrana plasmatica delle piastrine. Gruppi di fosfolipidi caricati negativamente legano gli ioni Ca2+. Gli ioni Ca2+, a loro volta, interagiscono con i residui di γ-carbossiglutammato nella molecola di protrombina. Questa molecola è fissata sulla membrana piastrinica nell'orientamento desiderato.

La membrana piastrinica contiene anche recettori per il fattore Va. Questo fattore si lega alla membrana e lega il fattore Xa. Il fattore Xa è una proteasi; fende la molecola di protrombina in alcuni punti, di conseguenza si forma la trombina attiva.

30.7.3. La conversione del fibrinogeno in fibrina. Il fibrinogeno (fattore I) è una glicoproteina plasmatica solubile con un peso molecolare di circa 340.000, sintetizzata nel fegato. La molecola del fibrinogeno è costituita da sei catene polipeptidiche: due catene A α, due catene B β e due catene γ (vedi Figura 9). Le estremità delle catene polipeptidiche del fibrinogeno portano una carica negativa. Ciò è dovuto alla presenza di un gran numero di residui di glutammato e aspartato nelle regioni N-terminali delle catene Aa e Bb. Inoltre, le regioni B delle catene Bb contengono residui del raro amminoacido tirosina-O-solfato, che sono anche carichi negativamente:

Ciò favorisce la solubilità della proteina in acqua e previene l'aggregazione delle sue molecole.

Figura 9 Schema della struttura del fibrinogeno; le frecce mostrano i legami idrolizzati dalla trombina. R.Murray et al., 1993).

La conversione del fibrinogeno in fibrina catalizza trombina (fattore IIa). La trombina idrolizza quattro legami peptidici nel fibrinogeno: due legami nelle catene A α e due legami nelle catene B β. I fibrinopeptidi A e B vengono scissi dalla molecola di fibrinogeno e si forma un monomero di fibrina (la sua composizione è α2 β2 γ2). I monomeri di fibrina sono insolubili in acqua e si associano facilmente tra loro, formando un coagulo di fibrina.

La stabilizzazione del coagulo di fibrina avviene sotto l'azione dell'enzima transglutaminasi (fattore XIIIa). Questo fattore è attivato anche dalla trombina. La transglutaminasi forma legami incrociati tra i monomeri di fibrina utilizzando legami isopeptidici covalenti.

91. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati. Fonti di glucosio nel sangue e vie del metabolismo del glucosio nel fegato. Livelli di glucosio nel sangue nella prima infanzia .

Il fegato è un organo che occupa un posto unico nel metabolismo. Ogni cellula epatica contiene diverse migliaia di enzimi che catalizzano le reazioni di numerose vie metaboliche. Pertanto, il fegato svolge una serie di funzioni metaboliche nel corpo. I più importanti sono:

• biosintesi di sostanze che funzionano o sono utilizzate in altri organi. Queste sostanze includono proteine ​​plasmatiche, glucosio, lipidi, corpi chetonici e molti altri composti;
• biosintesi del prodotto finale del metabolismo dell'azoto nel corpo - urea;
• partecipazione ai processi di digestione - la sintesi degli acidi biliari, la formazione e l'escrezione della bile;
• biotrasformazione (modifica e coniugazione) di metaboliti endogeni, farmaci e veleni;
• il rilascio di alcuni prodotti metabolici (pigmenti biliari, colesterolo in eccesso, prodotti di disintossicazione).

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è quello di mantenere un livello costante di glucosio nel sangue. Questo viene fatto regolando il rapporto tra i processi di formazione e l'utilizzo del glucosio nel fegato.

Le cellule del fegato contengono l'enzima glucochinasi, catalizzando la reazione della fosforilazione del glucosio con la formazione di glucosio-6-fosfato. Il glucosio-6-fosfato è un metabolita chiave del metabolismo dei carboidrati; le modalità principali della sua trasformazione sono mostrate in Figura 1.

31.2.1. Modi di utilizzazione del glucosio. Dopo aver mangiato, una grande quantità di glucosio entra nel fegato attraverso la vena porta. Questo glucosio viene utilizzato principalmente per la sintesi del glicogeno (lo schema di reazione è mostrato nella Figura 2). Il contenuto di glicogeno nel fegato delle persone sane varia solitamente dal 2 all'8% della massa di questo organo.

La glicolisi e la via del pentoso fosfato di ossidazione del glucosio nel fegato servono principalmente come fornitori di metaboliti precursori per la biosintesi di aminoacidi, acidi grassi, glicerolo e nucleotidi. In misura minore, le vie ossidative per la conversione del glucosio nel fegato sono fonti di energia per i processi biosintetici.

Figura 1. Principali vie di conversione del glucosio-6-fosfato nel fegato. I numeri indicano: 1 - fosforilazione del glucosio; 2 - idrolisi del glucosio-6-fosfato; 3 - sintesi del glicogeno; 4 - mobilitazione del glicogeno; 5 - via del pentoso fosfato; 6 - glicolisi; 7 - gluconeogenesi.

Figura 2. Schema delle reazioni di sintesi del glicogeno nel fegato.

Figura 3. Schema delle reazioni di mobilizzazione del glicogeno nel fegato.

31.2.2. Modi di formazione del glucosio. In alcune condizioni (digiuno, dieta a basso contenuto di carboidrati, attività fisica prolungata), il fabbisogno di carboidrati dell'organismo supera la quantità che viene assorbita dal tratto gastrointestinale. In questo caso, la formazione di glucosio viene eseguita utilizzando glucosio-6-fosfatasi, catalizzando l'idrolisi del glucosio-6-fosfato nelle cellule del fegato. La fonte immediata di glucosio-6-fosfato è il glicogeno. Lo schema di mobilitazione del glicogeno è mostrato nella Figura 3.

La mobilitazione del glicogeno fornisce il fabbisogno di glucosio del corpo umano durante le prime 12-24 ore di digiuno. In periodi successivi, la gluconeogenesi, biosintesi da fonti non di carboidrati, diventa la principale fonte di glucosio.

I principali substrati per la gluconeogenesi sono lattato, glicerolo e aminoacidi (ad eccezione della leucina). Questi composti vengono prima convertiti in piruvato o ossalacetato, metaboliti chiave della gluconeogenesi.

La gluconeogenesi è il processo inverso della glicolisi. Allo stesso tempo, le barriere create dalle reazioni di glicolisi irreversibili vengono superate con l'aiuto di enzimi speciali che catalizzano le reazioni di bypass (vedi Figura 4).

Tra le altre vie del metabolismo dei carboidrati nel fegato, va notato la conversione di altri monosaccaridi alimentari in glucosio - fruttosio e galattosio.

Figura 4. Glicolisi e gluconeogenesi nel fegato.

Enzimi che catalizzano le reazioni irreversibili della glicolisi: 1 - glucochinasi; 2 - fosfofruttochinasi; 3 - piruvato chinasi.

Enzimi che catalizzano le reazioni di bypass della gluconeogenesi: 4 - piruvato carbossilasi; 5 - fosfoenolpiruvato carbossichinasi; 6-fruttosio-1,6-difosfatasi; 7 - glucosio-6-fosfatasi.

92. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi.

Gli epatociti contengono quasi tutti gli enzimi coinvolti nel metabolismo dei lipidi. Pertanto, le cellule parenchimali del fegato controllano in gran parte il rapporto tra consumo e sintesi di lipidi nel corpo. Il catabolismo lipidico nelle cellule del fegato si verifica principalmente nei mitocondri e nei lisosomi, nella biosintesi - nel citosol e nel reticolo endoplasmatico. Il metabolita chiave del metabolismo dei lipidi nel fegato è acetil-CoA, le principali modalità di formazione e fruizione delle quali sono mostrate in Figura 5.

Figura 5. Produzione e uso di acetil-CoA nel fegato.

31.3.1. Metabolismo degli acidi grassi nel fegato. I grassi alimentari sotto forma di chilomicroni entrano nel fegato attraverso il sistema dell'arteria epatica. Sotto l'influenza lipasi lipoproteica, situati nell'endotelio capillare, sono scomposti in acidi grassi e glicerolo. Gli acidi grassi che penetrano negli epatociti possono essere ossidati, modificati (accorciando o allungando la catena del carbonio, formando doppi legami) e utilizzati per la sintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi endogeni.

31.3.2. Sintesi dei corpi chetonici. Durante la β-ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri del fegato, si forma acetil-CoA, che subisce un'ulteriore ossidazione nel ciclo di Krebs. Se c'è una carenza di ossalacetato nelle cellule del fegato (ad esempio, durante la fame, il diabete mellito), si verifica la condensazione dei gruppi acetilici con la formazione di corpi chetonici (acetoacetato, β-idrossibutirrato, acetone). Queste sostanze possono fungere da substrati energetici in altri tessuti del corpo (muscoli scheletrici, miocardio, reni e durante la fame prolungata - il cervello). Il fegato non utilizza i corpi chetonici. Con un eccesso di corpi chetonici nel sangue, si sviluppa acidosi metabolica. Lo schema per la formazione dei corpi chetonici è in Figura 6.

Figura 6. Sintesi dei corpi chetonici nei mitocondri del fegato.

31.3.3. Formazione e modalità di utilizzo dell'acido fosfatidico. Il precursore comune dei triacilgliceroli e dei fosfolipidi nel fegato è l'acido fosfatidico. È sintetizzato da glicerolo-3-fosfato e due acil-CoA - forme attive di acidi grassi (Figura 7). Il glicerolo-3-fosfato può essere formato dal diidrossiacetone fosfato (un metabolita della glicolisi) o dal glicerolo libero (un prodotto della lipolisi).

Figura 7. Formazione di acido fosfatidico (schema).

Per la sintesi dei fosfolipidi (fosfatidilcolina) dall'acido fosfatidico è necessaria una sufficiente assunzione di cibo fattori lipotropici(sostanze che impediscono lo sviluppo della degenerazione grassa del fegato). Questi fattori includono colina, metionina, vitamina B12, acido folico e alcune altre sostanze. I fosfolipidi sono incorporati nei complessi lipoproteici e partecipano al trasporto dei lipidi sintetizzati negli epatociti ad altri tessuti e organi. La mancanza di fattori lipotropici (con abuso di cibi grassi, alcolismo cronico, diabete mellito) contribuisce al fatto che l'acido fosfatidico viene utilizzato per la sintesi dei triacilgliceroli (insolubili in acqua). La violazione della formazione di lipoproteine ​​​​porta al fatto che un eccesso di TAG si accumula nelle cellule del fegato (degenerazione grassa) e la funzione di questo organo è compromessa. Le modalità di utilizzo dell'acido fosfatidico negli epatociti e il ruolo dei fattori lipotropici sono mostrati nella Figura 8.

Figura 8. Uso dell'acido fosfatidico per la sintesitriacilgliceroli e fosfolipidi. I fattori lipotropici sono contrassegnati con *.

31.3.4. formazione di colesterolo. Il fegato è il sito principale per la sintesi del colesterolo endogeno. Questo composto è necessario per la costruzione delle membrane cellulari, è un precursore di acidi biliari, ormoni steroidei, vitamina D3. Le prime due reazioni della sintesi del colesterolo assomigliano alla sintesi dei corpi chetonici, ma procedono nel citoplasma dell'epatocita. L'enzima chiave nella sintesi del colesterolo è β -idrossi-β -metilglutaril-CoA reduttasi (HMG-CoA reduttasi) inibito dall'eccesso di colesterolo e acidi biliari secondo il principio del feedback negativo (Figura 9).

Figura 9. Sintesi del colesterolo nel fegato e sua regolazione.

31.3.5. formazione di lipoproteine. Le lipoproteine ​​sono complessi proteico-lipidici, che includono fosfolipidi, triacilgliceroli, colesterolo e suoi esteri, nonché proteine ​​(apoproteine). Le lipoproteine ​​trasportano i lipidi insolubili in acqua ai tessuti. Negli epatociti si formano due classi di lipoproteine: lipoproteine ​​ad alta densità (HDL) e lipoproteine ​​a densità molto bassa (VLDL).

93. Il ruolo del fegato nel metabolismo dell'azoto. Modi per utilizzare il fondo di aminoacidi nel fegato. Caratteristiche nell'infanzia .

Il fegato è un organo che regola l'assunzione di sostanze azotate nel corpo e la loro escrezione. Nei tessuti periferici le reazioni di biosintesi avvengono costantemente utilizzando aminoacidi liberi, oppure vengono rilasciati nel sangue durante la scomposizione delle proteine ​​tissutali. Nonostante ciò, il livello di proteine ​​e aminoacidi liberi nel plasma sanguigno rimane costante. Ciò è dovuto al fatto che le cellule del fegato hanno un insieme unico di enzimi che catalizzano reazioni specifiche del metabolismo delle proteine.

31.4.1. Modi di utilizzo degli aminoacidi nel fegato. Dopo l'ingestione di alimenti proteici, una grande quantità di aminoacidi entra nelle cellule del fegato attraverso la vena porta. Questi composti possono subire una serie di trasformazioni nel fegato prima di entrare nella circolazione generale. Queste reazioni includono (Figura 10):

a) l'uso di aminoacidi per la sintesi proteica;

b) transaminazione - un percorso per la sintesi di amminoacidi non essenziali; svolge inoltre il rapporto del metabolismo degli aminoacidi con la gluconeogenesi e il percorso generale del catabolismo;

c) deaminazione - la formazione di α-chetoacidi e ammoniaca;

d) sintesi dell'urea - il modo di neutralizzare l'ammoniaca (vedere lo schema nella sezione "Scambio proteico");

e) sintesi di sostanze azotate non proteiche (colina, creatina, nicotinamide, nucleotidi, ecc.).

Figura 10. Scambio di aminoacidi nel fegato (schema).

31.4.2. Biosintesi delle proteine. Molte proteine ​​plasmatiche sono sintetizzate nelle cellule del fegato: albumine(circa 12 g al giorno), la maggior parte α- e β-globuline, comprese le proteine ​​di trasporto (ferritina, ceruloplasmina, transcortina, proteina legante il retinolo e così via.). Molti fattori di coagulazione (fibrinogeno, protrombina, proconvertina, proaccelerina ecc.) sono anche sintetizzati nel fegato.

94. Compartimentazione dei processi metabolici nel fegato. Regolazione della direzione del flusso dei metaboliti attraverso le membrane delle strutture intracellulari (subcellulari). Significato nell'integrazione del metabolismo.

Una cellula è un complesso sistema funzionale che regola il suo supporto vitale. La varietà delle funzioni cellulari è fornita dalla regolazione spaziale e temporale (principalmente, a seconda del ritmo della nutrizione) di alcune vie metaboliche. La regolazione spaziale è associata alla rigida localizzazione di alcuni enzimi in vari

Tabella 2-3. Tipi di vie metaboliche

organelli. Quindi, nel nucleo ci sono enzimi associati alla sintesi di molecole di DNA e RNA, nel citoplasma - enzimi di glicolisi, nei lisosomi - enzimi idrolitici, nella matrice mitocondriale - enzimi TCA, nella membrana interna dei mitocondri - enzimi dell'elettrone catena di trasporto, ecc. (Figura 2-29). Tale localizzazione subcellulare degli enzimi contribuisce all'ordine dei processi biochimici e aumenta il tasso metabolico.

95. Il ruolo del fegato nella neutralizzazione degli xenobiotici. Meccanismi di neutralizzazione delle sostanze nel fegato. Fasi (fasi) della modificazione chimica. Il ruolo delle reazioni di coniugazione nella disintossicazione dei prodotti metabolici e dei farmaci (esempi). Metabolismo dei farmaci nei bambini piccoli.

Il principale rappresentante dei sistemi di trasporto del sangue aspecifici è il siero albume. Questa proteina può legare quasi tutte le sostanze esogene ed endogene a basso peso molecolare, il che è in gran parte dovuto alla sua capacità di cambiare facilmente la conformazione della sua molecola e un gran numero di regioni idrofobiche nella molecola.

Varie sostanze si legano all'albumina del sangue mediante legami non covalenti: idrogeno, ionico, idrofobo. Allo stesso tempo, vari gruppi di sostanze interagiscono con determinati gruppi di albumina, provocando cambiamenti caratteristici nella conformazione della sua molecola. C'è un'idea che le sostanze che sono fortemente associate alle proteine ​​del sangue siano solitamente escrete dal fegato con la bile e le sostanze che formano complessi deboli con le proteine ​​​​vengono escrete dai reni con l'urina.

Il legame dei farmaci alle proteine ​​del sangue riduce la velocità del loro utilizzo nei tessuti e ne crea una certa riserva nel flusso sanguigno. È interessante notare che nei pazienti con ipoalbuminemia, le reazioni avverse sono più comuni quando i farmaci vengono somministrati a causa di una violazione del loro trasporto verso le cellule bersaglio.

33.4.3. sistemi di trasporto intracellulare. Nel citoplasma delle cellule epatiche e di altri organi ci sono proteine ​​​​vettrici, che in precedenza erano designate come Y- e proteine ​​Z o ligandini.È stato ora stabilito che queste proteine ​​sono diversi isoenzimi della glutatione-S-transferasi. Queste proteine ​​legano un gran numero di composti diversi: bilirubina, acidi grassi, tiroxina, steroidi, agenti cancerogeni, antibiotici (benzilpenicillina, cefazolina, cloramfenicolo, gentamicina). È noto che queste transferasi svolgono un ruolo nel trasporto di queste sostanze dal plasma sanguigno attraverso gli epatociti al fegato.

5. Fasi del metabolismo xenobiotico.

Il metabolismo degli xenobiotici comprende due fasi (fasi):

1) fase di modifica- il processo di modifica della struttura di uno xenobiotico, a seguito del quale vengono rilasciati o compaiono nuovi gruppi polari (idrossile, carbossilammina). Ciò si verifica a causa di reazioni di ossidazione, riduzione, idrolisi. I prodotti risultanti diventano più idrofili dei materiali di partenza.

2) fase di coniugazione- il processo di legame di varie biomolecole a una molecola di uno xenobiotico modificato mediante legami covalenti. Ciò facilita l'eliminazione degli xenobiotici dal corpo.

96. Catena di ossidazione delle monoossigenasi nelle membrane del reticolo endoplasmatico delle cellule epatiche, componenti, sequenza di reazioni, ruolo nel metabolismo degli xenobiotici e dei composti naturali. Citocromo P 450. Induttori e inibitori delle monoossigenasi microsomiali.

Il principale tipo di reazioni di questa fase di biotrasformazione è ossidazione microsomiale. Si verifica con la partecipazione di enzimi della catena di trasporto degli elettroni della monoossigenasi. Questi enzimi sono incorporati nelle membrane del reticolo endoplasmatico degli epatociti (Figura 1).

La fonte di elettroni e protoni in questa catena è NADPH + H + , che si forma nelle reazioni della via del pentoso fosfato di ossidazione del glucosio. L'accettore intermedio di H+ ed e- è una flavoproteina contenente il coenzima FAD. L'ultimo anello della catena di ossidazione microsomiale - citocromo P-450.

Il citocromo P-450 è una proteina complessa, una cromoproteina, contenente eme come gruppo protesico. Il citocromo P-450 ha preso il nome dal fatto che forma un forte complesso con monossido di carbonio CO, che ha un assorbimento massimo a 450 nm. Il citocromo P-450 ha una bassa specificità del substrato. Può interagire con un gran numero di substrati. La proprietà comune di tutti questi substrati è la non polarità.

Il citocromo P-450 attiva l'ossigeno molecolare e il substrato ossidato, modificandone la struttura elettronica e facilitando il processo di idrossilazione. Il meccanismo di idrossilazione del substrato che coinvolge il citocromo P-450 è mostrato nella Figura 2.

Figura 2. Il meccanismo di idrossilazione del substrato con la partecipazione del citocromo P-450.

In questo meccanismo si possono distinguere condizionatamente 5 fasi principali:

1. La sostanza ossidata (S) forma un complesso con la forma ossidata del citocromo P-450;

2. Questo complesso è ridotto di un elettrone con NADPH;

3. Il complesso ridotto si combina con la molecola di O2;

4. Circa 2 nel complesso aggiunge un altro elettrone con NADPH;

5. Il complesso si decompone con la formazione della molecola di H2O, della forma ossidata del citocromo P-450 e del substrato idrossilato (S-OH).

A differenza della catena respiratoria mitocondriale, il trasferimento di elettroni nella catena della monoossigenasi non immagazzina energia sotto forma di ATP. Pertanto, l'ossidazione microsomiale è ossidazione libera.

Nella maggior parte dei casi, l'idrossilazione di sostanze estranee riduce la loro tossicità. Tuttavia, in alcuni casi, possono formarsi prodotti con proprietà citotossiche, mutagene e cancerogene.

97. Il ruolo dei reni nel mantenimento dell'omeostasi del corpo. Meccanismi di ultrafiltrazione, riassorbimento tubulare e secrezione. Ormoni che influenzano la diuresi. Proteinuria fisiologica e creatinuria nei bambini .

La funzione principale dei reni è quella di mantenere la costanza dell'ambiente interno del corpo umano. L'abbondante afflusso di sangue (in 5 minuti tutto il sangue che circola nei vasi passa attraverso i reni) determina l'efficace regolazione della composizione del sangue da parte dei reni. Grazie a ciò, viene mantenuta anche la composizione del fluido intracellulare. Con la partecipazione dei reni vengono effettuati:

• rimozione (escrezione) dei prodotti finali del metabolismo. I reni sono coinvolti nell'escrezione di sostanze dall'organismo che, se accumulate, inibiscono l'attività enzimatica. I reni rimuovono anche le sostanze estranee idrosolubili o i loro metaboliti dal corpo.
• regolazione della composizione ionica dei fluidi corporei. I cationi minerali e gli anioni presenti nei fluidi corporei sono coinvolti in molti processi fisiologici e biochimici. Se la concentrazione di ioni non viene mantenuta entro limiti relativamente ristretti, questi processi saranno disturbati.
• regolazione del contenuto di acqua nei fluidi corporei (osmoregolazione). Questo è di grande importanza per mantenere la pressione osmotica e il volume dei fluidi a un livello stabile.
• regolazione della concentrazione di ioni idrogeno (pH) nei fluidi corporei. Il pH delle urine può fluttuare in un ampio intervallo, il che garantisce la costanza del pH di altri fluidi biologici. Ciò determina il funzionamento ottimale degli enzimi e la possibilità delle reazioni da essi catalizzate.
• regolazione della pressione sanguigna. I reni sintetizzano e rilasciano nel sangue l'enzima renina, che è coinvolto nella formazione dell'angiotensina, un potente fattore vasocostrittore.
• regolazione dei livelli di glucosio nel sangue. Nello strato corticale dei reni si verifica la gluconeogenesi, la sintesi del glucosio da composti non carboidrati. Il ruolo di questo processo aumenta in modo significativo con la fame prolungata e altri effetti estremi.
• Attivazione della vitamina D. Il metabolita biologicamente attivo della vitamina D, il calcitriolo, si forma nei reni.
• regolazione dell'eritropoiesi. I reni sintetizzano l'eritropoietina, che aumenta il numero di globuli rossi nel sangue.

34.2. Meccanismi dei processi di ultrafiltrazione, riassorbimento tubulare e secrezione renale.

1. ultrafiltrazione attraverso i capillari del glomerulo;
2. riassorbimento selettivo del fluido nel tubulo prossimale, nell'ansa di Henle, nel tubulo distale e nel dotto collettore;
3. secrezione selettiva nel lume dei tubuli prossimale e distale, spesso associata a riassorbimento.

34.2.2. Ultrafiltrazione. Come risultato dell'ultrafiltrazione che si verifica nei glomeruli, tutte le sostanze con un peso molecolare inferiore a 68.000 Da vengono rimosse dal sangue e si forma un liquido, chiamato filtrato glomerulare. Le sostanze vengono filtrate dal sangue nei capillari glomerulari attraverso pori con un diametro di circa 5 nm. La velocità di ultrafiltrazione è abbastanza stabile ed è di circa 125 ml di ultrafiltrato al minuto. La composizione chimica del filtrato glomerulare è simile al plasma sanguigno. Contiene glucosio, aminoacidi, vitamine idrosolubili, alcuni ormoni, urea, acido urico, creatina, creatinina, elettroliti e acqua. Le proteine ​​con peso molecolare superiore a 68.000 Da sono praticamente assenti. L'ultrafiltrazione è un processo passivo e non selettivo, poiché insieme ai “rifiuti” vengono rimosse dal sangue anche le sostanze “di scarto” necessarie alla vita. L'ultrafiltrazione dipende solo dalla dimensione delle molecole.

34.2.3. riassorbimento tubulare. Il riassorbimento, o assorbimento inverso delle sostanze che possono essere utilizzate dall'organismo, avviene nei tubuli. Nei tubuli contorti prossimali, oltre l'80% delle sostanze viene riassorbito, compreso tutto il glucosio, quasi tutti gli aminoacidi, vitamine e ormoni, circa l'85% di cloruro di sodio e acqua. Il meccanismo di assorbimento può essere descritto usando il glucosio come esempio.

Con la partecipazione di Na + , K + -ATPasi, situata sulla membrana basolaterale delle cellule del tubulo, gli ioni Na + vengono trasferiti dalle cellule allo spazio intercellulare e da lì al sangue ed escreti dal nefrone. Di conseguenza, si crea un gradiente di concentrazione di Na+ tra il filtrato glomerulare e il contenuto delle cellule tubulari. Attraverso la diffusione facilitata, il Na+ del filtrato penetra nelle cellule e, contemporaneamente ai cationi, il glucosio entra nelle cellule (contro il gradiente di concentrazione!). Pertanto, la concentrazione di glucosio nelle cellule dei tubuli renali diventa più alta che nel liquido extracellulare e le proteine ​​​​carrier effettuano una diffusione facilitata del monosaccaride nello spazio intercellulare, da dove entra nel sangue.

Figura 34.2. Il meccanismo di riassorbimento del glucosio nei tubuli prossimali dei reni.

Composti ad alto peso molecolare - proteine ​​con un peso molecolare inferiore a 68.000, nonché sostanze esogene (ad esempio preparazioni radiopache) che entrano nel lume del tubulo durante l'ultrafiltrazione, vengono rimosse dal filtrato mediante pinocitosi che si verifica alla base dei microvilli. Sono all'interno delle vescicole pinocitiche, a cui sono attaccati i lisosomi primari. Gli enzimi idrolitici dei lisosomi scompongono le proteine ​​in amminoacidi, che vengono utilizzati dalle stesse cellule dei tubuli o passano per diffusione nei capillari peritubulari.

34.2.4. secrezione tubulare. Il nefrone ha diversi sistemi specializzati che secernono sostanze nel lume del tubulo trasportandole dal plasma sanguigno. I più studiati sono quei sistemi che sono responsabili della secrezione di K+, H+, NH4+, acidi organici e basi organiche.

Secrezione di K + nei tubuli distali - un processo attivo associato al riassorbimento di ioni Na +. Questo processo impedisce la ritenzione di K+ nel corpo e lo sviluppo di iperkaliemia. I meccanismi di secrezione di protoni e ioni ammonio sono principalmente associati al ruolo dei reni nella regolazione dello stato acido-base. Il sistema coinvolto nella secrezione di acidi organici è correlato all'escrezione di farmaci e altre sostanze estranee dal corpo. Ciò è dovuto apparentemente alla funzione del fegato, che assicura la modifica di queste molecole e la loro coniugazione con acido glucuronico o solfato. I due tipi di coniugati così formati sono attivamente trasportati da un sistema che riconosce e secerne gli acidi organici. Poiché le molecole coniugate hanno un'elevata polarità, dopo essere state trasferite nel lume del nefrone, non possono più diffondersi all'indietro e vengono escrete nelle urine.

34.3. Meccanismi ormonali di regolazione della funzione renale

34.3.1. Nella regolazione della formazione di urina in risposta a segnali osmotici e di altro tipo, sono coinvolti:

a) ormone antidiuretico;

b) sistema renina-angiotensina-aldosterone;

c) sistema dei fattori natriuretici atriali (sistema atriopeptidico).

34.3.2. Ormone antidiuretico (ADH, vasopressina). L'ADH è sintetizzato prevalentemente nell'ipotalamo come proteina precursore, si accumula nelle terminazioni nervose della ghiandola pituitaria posteriore, da cui l'ormone viene secreto nel flusso sanguigno.

Il segnale per la secrezione di ADH è un aumento della pressione osmotica del sangue. Ciò può verificarsi quando l'assunzione di acqua è insufficiente, sudorazione eccessiva o dopo aver ingerito grandi quantità di sale. Le cellule bersaglio dell'ADH sono le cellule tubulari renali, le cellule muscolari lisce vascolari e le cellule del fegato.

L'effetto dell'ADH sui reni è di trattenere l'acqua nel corpo stimolandone il riassorbimento nei tubuli distali e nei dotti collettori. L'interazione dell'ormone con il recettore attiva l'adenilato ciclasi e stimola la formazione di cAMP. Sotto l'azione della protein chinasi cAMP-dipendente, le proteine ​​della membrana di fronte al lume del tubulo vengono fosforilate. Ciò conferisce alla membrana la capacità di trasportare acqua priva di ioni nelle cellule. L'acqua entra lungo un gradiente di concentrazione, perché l'urina tubulare è ipotonica in relazione al contenuto della cellula.

Dopo aver assunto una grande quantità di acqua, la pressione osmotica del sangue diminuisce e la sintesi di ADH si interrompe. Le pareti dei tubuli distali diventano impermeabili all'acqua, il riassorbimento dell'acqua diminuisce e, di conseguenza, viene escreto un grande volume di urina ipotonica.

Viene chiamata la malattia causata da carenza di ADH diabete insipido. Può svilupparsi con infezioni virali neurotropiche, lesioni cerebrali traumatiche, tumori dell'ipotalamo. Il sintomo principale di questa malattia è un forte aumento della diuresi (fino a 10 o più litri al giorno) con una densità relativa ridotta (1.001-1.005) delle urine.

34.3.3. Renina-angiotensina-aldosterone. Il mantenimento di una concentrazione stabile di ioni sodio nel sangue e del volume del sangue circolante è regolato dal sistema renina-angiotensina-aldosterone, che influisce anche sul riassorbimento dell'acqua. La diminuzione del volume del sangue causata dalla perdita di sodio stimola un gruppo di cellule situate nelle pareti delle arteriole afferenti - l'apparato iuxtaglomerulare (JGA). Include recettori specializzati e cellule secretorie. L'attivazione di JGA porta al rilascio dell'enzima proteolitico renina dalle sue cellule secretorie. La renina viene anche rilasciata dalle cellule in risposta a una diminuzione della pressione sanguigna.

La renina agisce sull'angiotensinogeno (una proteina della frazione α2-globulina) e lo scinde per formare il decapeptide dell'angiotensina I. Quindi un altro enzima proteolitico scinde due residui di amminoacidi terminali dall'angiotensina I per formare l'angiotensina II. Questo ottapeptide è uno dei mezzi più attivi per restringere i vasi sanguigni, comprese le arteriole. Di conseguenza, la pressione sanguigna aumenta, il flusso sanguigno renale e la filtrazione glomerulare diminuiscono.

Inoltre, l'angiotensina II stimola la secrezione dell'ormone aldosterone da parte delle cellule della corteccia surrenale. L'aldosterone è un ormone ad azione diretta che agisce sul tubulo contorto distale del nefrone. Questo ormone induce la sintesi nelle cellule bersaglio:

a) proteine ​​coinvolte nel trasporto di Na+ attraverso la superficie luminale della membrana cellulare;

b) Na + ,K+ -ATPasi, che si integra nella membrana controluminale e partecipa al trasporto di Na+ dalle cellule tubulari al sangue;

c) enzimi mitocondriali, ad esempio citrato sintasi;

d) enzimi coinvolti nella formazione dei fosfolipidi di membrana, che facilitano il trasporto di Na+ nelle cellule dei tubuli.

Pertanto, l'aldosterone aumenta la velocità di riassorbimento di Na + dai tubuli renali (gli ioni Na + sono seguiti passivamente dagli ioni Cl -) e, infine, il riassorbimento osmotico dell'acqua, stimola il trasferimento attivo di K + dal plasma sanguigno alle urine.

34.3.4. fattori natriuretici atriali. Le cellule muscolari atriali sintetizzano e secernono nel sangue gli ormoni peptidici che regolano la diuresi, l'escrezione di elettroliti urinari e il tono vascolare. Questi ormoni sono chiamati atriopeptidi (dalla parola atrio - atrio).

Gli atriopeptidi dei mammiferi, indipendentemente dalle dimensioni molecolari, hanno una struttura caratteristica comune. In tutti questi peptidi, il legame disolfuro tra i due residui di cisteina forma una struttura ad anello a 17 membri. Questa struttura ad anello è essenziale per la manifestazione dell'attività biologica: la riduzione del gruppo disolfuro porta alla perdita delle proprietà attive. Dai residui di cisteina si dipartono due catene peptidiche, che rappresentano le regioni N- e C-terminali della molecola. Il numero di residui di amminoacidi in queste aree e differiscono gli uni dagli altri atriopeptidi.

Figura 34.3. Schema della struttura del peptide α-natriuretico.

Proteine ​​recettoriali specifiche per gli atriopeptidi si trovano sulla membrana plasmatica del fegato, dei reni e delle ghiandole surrenali, sull'endotelio vascolare. L'interazione degli atriopeptidi con i recettori è accompagnata dall'attivazione della guanilato ciclasi legata alla membrana, che converte il GTP in guanosina monofosfato ciclico (cGMP).

Nei reni, sotto l'influenza degli atriopeptidi, aumentano la filtrazione glomerulare e la diuresi, aumenta l'escrezione di Na + nelle urine. Allo stesso tempo, la pressione sanguigna diminuisce, il tono degli organi muscolari lisci diminuisce e la secrezione di aldosterone viene inibita.

Pertanto, nella norma, entrambi i sistemi regolatori - atriopeptide e renina-angiotensina - si equilibrano a vicenda. Le condizioni patologiche più gravi sono associate alla violazione di questo equilibrio: ipertensione arteriosa dovuta a stenosi delle arterie renali, insufficienza cardiaca.

Negli ultimi anni, ci sono state sempre più segnalazioni sull'uso degli ormoni atriopeptidici nell'insufficienza cardiaca, già nelle prime fasi di cui c'è una diminuzione della produzione di questo ormone.

98. I più importanti biopolimeri del tessuto connettivo e della matrice intercellulare (collagene, elastina, proteoglicani), composizione, struttura spaziale, biosintesi, funzioni.

I componenti principali della matrice extracellulare sono le proteine ​​strutturali collagene ed elastina, glicosaminoglicani, proteoglicani, nonché proteine ​​strutturali non collagene (fibronectina, laminina, tenascina, osteonectina, ecc.). I collageni sono una famiglia di proteine ​​fibrillari correlate secrete dalle cellule del tessuto connettivo. I collageni sono le proteine ​​più comuni non solo nella matrice intercellulare, ma anche nell'organismo nel suo insieme; costituiscono circa 1/4 di tutte le proteine ​​del corpo umano. Le molecole di collagene sono costituite da tre catene polipeptidiche chiamate catene α. Sono state identificate più di 20 catene α, la maggior parte delle quali ha 1000 residui di amminoacidi nella loro composizione, ma le catene differiscono leggermente nella sequenza di amminoacidi. Il collagene può contenere tre catene identiche o diverse. La struttura primaria delle catene α del collagene è insolita, poiché ogni terzo amminoacido nella catena polipeptidica è rappresentato dalla glicina, circa 1/4 residui di amminoacidi sono prolina o 4-idrossiprolina, circa l'11% è alanina. La struttura primaria della catena α del collagene contiene anche un insolito aminoacido: l'idrossilisina. Le catene polipeptidiche spiralizzate, che si intrecciano l'una sull'altra, formano una molecola superavvolgimento destrorsa a tre filamenti: il tropocollagene. Sintesi e maturazione: idrossilazione di prolina e lisina per formare idrossiprolina (Hyp) e idrossilisina (Hyl); glicosilazione dell'idrossilisina; proteolisi parziale - scissione del peptide "segnale", nonché propeptidi N- e C-terminali; formazione di una tripla elica. I collageni sono i principali componenti strutturali di organi e tessuti soggetti a stress meccanico (ossa, tendini, cartilagine, dischi intervertebrali, vasi sanguigni) e partecipano anche alla formazione dello stroma degli organi parenchimali.

L'elastina ha proprietà simili alla gomma. I filamenti di elastina contenuti nei tessuti dei polmoni, nelle pareti dei vasi sanguigni, nei legamenti elastici, possono essere allungati più volte rispetto alla loro lunghezza abituale, ma dopo che il carico è stato rimosso, tornano a una conformazione piegata. L'elastina contiene circa 800 residui di amminoacidi, tra i quali predominano amminoacidi con radicali non polari, come glicina, valina, alanina. L'elastina contiene parecchia prolina e lisina, ma solo poca idrossiprolina; l'idrossilisina è completamente assente. I proteoglicani sono composti macromolecolari costituiti da proteine ​​(5-10%) e glicosaminoglicani (90-95%). Costituiscono la sostanza principale della matrice intercellulare del tessuto connettivo e possono rappresentare fino al 30% della massa secca del tessuto. Il principale proteoglicano della matrice cartilaginea è chiamato agrecan. Questa è una molecola molto grande, in cui fino a 100 catene di condroitin solfati e circa 30 catene di cheratan solfati (spazzola) sono attaccate a una catena polipeptidica. Nel tessuto cartilagineo, le molecole di agrecan si assemblano in aggregati con acido haaluronico e una piccola proteina legante.

I piccoli proteoglicani sono proteoglicani a basso peso molecolare. Si trovano nella cartilagine, tendini, legamenti, menischi, pelle e altri tipi di tessuto connettivo. Questi proteoglicani hanno una piccola proteina centrale a cui sono attaccate una o due catene di glicosaminoglicani. I più studiati sono decorin, biglycan, fibromodulin, lumican, perlecan. Possono legarsi ad altri componenti del tessuto connettivo e influenzare la loro struttura e funzione. Ad esempio, decorina e fibromodulina si attaccano alle fibrille di collagene di tipo II e ne limitano il diametro. I proteoglicani della membrana basale sono altamente eterogenei. Questi sono prevalentemente proteoglicani contenenti eparan solfato (SHPG).

99. Caratteristiche del metabolismo nei muscoli scheletrici e nel miocardio: caratteristiche delle principali proteine, meccanismi molecolari di contrazione muscolare, apporto energetico di contrazione muscolare.

Il tessuto muscolare costituisce il 40-42% del peso corporeo. La principale funzione dinamica dei muscoli è quella di fornire mobilità attraverso la contrazione e il successivo rilassamento. Quando i muscoli si contraggono, viene svolto un lavoro relativo alla conversione dell'energia chimica in energia meccanica.

Esistono tre tipi di tessuto muscolare: tessuto muscolare scheletrico, cardiaco e liscio.

C'è anche una divisione in muscoli lisci e striati (striati). I muscoli striati, oltre a quelli scheletrici, comprendono i muscoli della lingua e il terzo superiore dell'esofago, i muscoli esterni del bulbo oculare e alcuni altri. Morfologicamente, il miocardio appartiene ai muscoli striati, ma in molti altri modi occupa una posizione intermedia tra i muscoli lisci e striati.

ORGANIZZAZIONE MORFOLOGICA DEL MUSCOLO RIGATO

Il muscolo striato è costituito da numerose fibre allungate o cellule muscolari. I nervi motori entrano nella fibra muscolare in vari punti e le trasmettono un impulso elettrico, provocando la contrazione. Una fibra muscolare è generalmente considerata come una cellula multinucleata gigante ricoperta da una membrana elastica - un sarcolemma (Fig. 20.1). Il diametro di una fibra muscolare striata funzionalmente matura è generalmente compreso tra 10 e 100 µm e la lunghezza della fibra corrisponde spesso alla lunghezza del muscolo.

In ogni fibra muscolare nel sarcoplasma semiliquido, lungo la fibra, ci sono molte formazioni filamentose - miofibrille (solitamente spesse meno di 1 micron), che, come l'intera fibra nel suo insieme, hanno una striatura trasversale, spesso sotto forma di fasci. La striatura trasversale della fibra, che dipende dall'eterogeneità ottica delle sostanze proteiche localizzate in tutte le miofibrille allo stesso livello, è facilmente rilevabile esaminando le fibre muscolari scheletriche al microscopio polarizzatore oa contrasto di fase.

Il tessuto muscolare degli animali adulti e dell'uomo contiene dal 72 all'80% di acqua. Circa il 20-28% della massa muscolare cade sul residuo secco, principalmente proteine. Oltre alle proteine, la composizione del residuo secco comprende glicogeno e altri carboidrati, vari lipidi, sostanze estrattive contenenti azoto, sali di acidi organici e inorganici e altri composti chimici.

L'elemento ripetitivo della miofibrilla striata è il sarcomero, una sezione della miofibrilla, i cui confini sono strette linee Z. Ogni miofibrilla è composta da diverse centinaia di sarcomeri. La lunghezza media del sarcomero è di 2,5-3,0 μm. Al centro del sarcomero c'è una zona con una lunghezza di 1,5-1,6 μm, che è scura al microscopio a contrasto di fase. In luce polarizzata, dà una forte birifrangenza. Questa zona è solitamente chiamata disco A (disco anisotropico). Al centro del disco A c'è la linea M, che può essere osservata solo con un microscopio elettronico. La parte centrale del disco A è occupata da una zona H a più debole birifrangenza. Infine, ci sono i dischi isotropici, o I dischi, con birifrangenza molto bassa. In un microscopio a contrasto di fase, appaiono più chiari dei dischi A. La lunghezza dei dischi I è di circa 1 µm. Ciascuno di essi è diviso in due metà uguali da una membrana Z, o linea Z.

Le proteine ​​che compongono il sarcoplasma sono proteine ​​solubili in mezzi salini con bassa forza ionica. La divisione precedentemente accettata delle proteine ​​​​sarcoplasmatiche in miogeno, globulina X, mioalbumina e proteine ​​​​del pigmento ha in gran parte perso il suo significato, poiché l'esistenza della globulina X e del miogeno come singole proteine ​​è attualmente negata. È stato stabilito che la globulina X è una miscela di varie sostanze proteiche con le proprietà delle globuline. Il termine "miogeno" è anche un termine collettivo. In particolare, la composizione delle proteine ​​del gruppo miogeno comprende una serie di proteine ​​dotate di attività enzimatica: ad esempio gli enzimi della glicolisi. Le proteine ​​sarcoplasmatiche comprendono anche la mioglobina del pigmento respiratorio e varie proteine ​​enzimatiche localizzate principalmente nei mitocondri e che catalizzano i processi di respirazione tissutale, fosforilazione ossidativa, nonché molti aspetti del metabolismo dell'azoto e dei lipidi. Recentemente è stato scoperto un gruppo di proteine ​​sarcoplasmatiche, le paravalbumine, in grado di legare ioni Ca2+. Il loro ruolo fisiologico non è ancora chiaro.

Il gruppo delle proteine ​​miofibrillari comprende miosina, actina e actomiosina - proteine ​​solubili in mezzi salini ad alta forza ionica, e le cosiddette proteine ​​regolatrici: tropomiosina, troponina, α- e β-actinina, che formano un unico complesso con l'actomiosina nel muscolo. Le proteine ​​miofibrillari elencate sono strettamente correlate alla funzione contrattile dei muscoli.

Considera a cosa si riducono le idee sul meccanismo di contrazione e rilassamento muscolare alternati. È attualmente accettato che il ciclo biochimico della contrazione muscolare sia costituito da 5 fasi (Fig. 20.8):

1) la "testa" della miosina può idrolizzare l'ATP in ADP e H3PO4 (Pi), ma non garantisce il rilascio di prodotti di idrolisi. Pertanto, questo processo è di natura più stechiometrica che catalitica (vedi Fig.);

3) questa interazione assicura il rilascio di ADP e H3PO4 dal complesso actina-miosina. Il legame dell'attomiosina ha l'energia più bassa ad un angolo di 45°; pertanto, l'angolo della miosina con l'asse della fibrilla cambia da 90° a 45° (circa) e l'actina avanza (di 10-15 nm) verso il centro del sarcomero (vedi Fig.);

4) una nuova molecola di ATP si lega al complesso miosina-F-actina

5) il complesso miosina-ATP ha una bassa affinità per l'actina, e quindi si verifica la separazione della “testa” della miosina (ATP) dall'F-actina. L'ultimo stadio è in realtà il rilassamento, che dipende chiaramente dal legame dell'ATP al complesso actina-miosina (vedi Fig. 20.8, e). Poi il ciclo riprende.

100. Caratteristiche del metabolismo nel tessuto nervoso. Molecole biologicamente attive del tessuto nervoso.

Caratteristiche del metabolismo nel tessuto nervoso: molti lipidi, pochi carboidrati, nessuna riserva, alto metabolismo degli acidi dicarbossilici, il glucosio è la principale fonte di energia, poco glicogeno, quindi il cervello dipende dall'apporto di glucosio dal sangue, intensivo metabolismo respiratorio, l'ossigeno viene utilizzato costantemente e il livello non cambia, i processi metabolici sono isolati a causa della barriera ematoencefalica, l'elevata sensibilità all'ipossia e all'ipoglicemia. proteine ​​neurospecifiche (NSP) - molecole biologicamente attive specifiche dei tessuti nervosi e che svolgono funzioni caratteristiche del sistema nervoso. Proteina di base della mielina. Enolasi neurone specifica. Proteina S-100, ecc.

101. La relazione tra il metabolismo degli aminoacidi, dei grassi e dei carboidrati. Lo schema delle trasformazioni del glucosio e degli amminoacidi in grassi. Schema per la sintesi del glucosio dagli aminoacidi. Schema di formazione dello scheletro di carbonio degli amminoacidi da carboidrati e glicerolo.

Nel fegato avviene la trasformazione più importante degli acidi grassi, da cui vengono sintetizzati i grassi caratteristici di questo tipo di animale. Sotto l'azione dell'enzima lipasi, i grassi vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. L'ulteriore destino del glicerolo è simile al destino del glucosio. La sua trasformazione inizia con la partecipazione dell'ATP e termina con la decomposizione in acido lattico, seguita dall'ossidazione in anidride carbonica e acqua. A volte, se necessario, il fegato può sintetizzare il glicogeno dall'acido lattico.Il fegato sintetizza anche grassi e fosfatidi, che entrano nel flusso sanguigno e vengono trasportati in tutto il corpo. Svolge un ruolo significativo nella sintesi del colesterolo e dei suoi esteri. Quando il colesterolo viene ossidato nel fegato, si formano acidi biliari, che vengono escreti nella bile e partecipano al processo digestivo.

102. Valore diagnostico di determinazione di metabolites in sangue e urina.

Il glucosio si trova normalmente nelle urine di una persona sana in dosi estremamente piccole, circa 0,03-0,05 g/l. Glicosuria patologica: diabete renale, diabete mellito, pancreatite acuta, ipertiroidismo, diabete steroideo, sindrome da dumping, infarto del miocardio, ustioni, danno renale tubulo-interstiziale, sindrome di Cushing. Le proteine ​​non dovrebbero essere presenti nelle urine di una persona sana. Proteinuria patologica: con malattia delle vie urinarie (essudazione infiammatoria), con patologia renale (danno ai glomeruli), diabete, malattie infettive varie, intossicazioni, ecc. Normalmente il contenuto di urea varia da 333 a 587 mmol/giorno (da 20 a 35 g/giorni). Quando l'urea viene superata, vengono diagnosticate febbre, iperfunzione della tiroide, anemia perniciosa, dopo alcuni farmaci. Una diminuzione dell'urea si osserva con tossiemia, ittero, cirrosi epatica, malattie renali, durante la gravidanza, con insufficienza renale, durante una dieta povera di proteine. L'analisi delle urine per l'acido urico è prescritta per sospetta carenza di acido folico, diagnosi di disturbi del metabolismo delle purine, malattie del sangue, diagnosi di malattie endocrine, ecc. Con valori ridotti di acido urico nel test delle urine, aumento dell'atrofia muscolare, xantinuria, intossicazione da piombo, sono determinati ioduro di potassio, chinino, atropina, con carenza di acido folico. Valori elevati di acido urico si osservano in epilapsia, epatite virale, cistinosi, sindrome di Lesch-Nigan, polmonite lobare, anemia falciforme, malattia di Wilson-Konovalov, vera licitemia. L'analisi della creatinina nelle urine negli adulti varia da 5,3 nelle donne e da 7,1 negli uomini a 15,9 e 17,7 mmol/die, rispettivamente. Questo indicatore viene utilizzato nella valutazione della funzione renale, è anche prescritto per gravidanza, diabete, malattie delle ghiandole endocrine, perdita di peso e malattie renali acute e croniche. Valori aumentati rispetto alla norma si verificano durante lo sforzo fisico, il diabete mellito, una dieta proteica, anemia, aumento del metabolismo, infezioni, gravidanza, ustioni, ipotiroidismo, avvelenamento da monossido di carbonio, ecc. malattie infiammatorie che coinvolgono i muscoli, ecc. Viene prescritta l'analisi delle urine per il fosforo per malattie dell'apparato scheletrico, reni, paratiroidi, immobilizzazione e trattamento con vitamina D. Se il livello viene superato dalla norma, viene diagnosticata la leucemia, una predisposizione alla formazione di calcoli urinari, rachitismo, danni ai tubuli renali, non -acidosi renale, iperparatiroidismo, ipofosfatemia familiare. Quando il livello scende, diagnosticano: varie malattie infettive (es. tubercolosi), paratiroidectomia, metastasi ossee, acromegalia, ipoparatiroidismo, atrofia gialla acuta, ecc. L'analisi è prescritta per la patologia del sistema cardiovascolare, patologia neurologica e insufficienza renale. Con un aumento del contenuto di magnesio dalla norma, determinano: alcolismo, sindrome di Bartter, morbo di Addison, fasi iniziali della malattia renale cronica, ecc. Diminuzione: contenuto di magnesio insufficiente negli alimenti, pancreatite, diarrea acuta o cronica, disidratazione, sindrome da malassorbimento , ecc. L'analisi del calcio è prescritta per la valutazione delle ghiandole paratiroidi, la diagnosi di rachitismo, osteoporosi, malattie delle ossa, malattie della tiroide e dell'ipofisi. L'attività normale è 10-1240 U/L. L'analisi è prescritta per infezioni virali, lesioni del pancreas e delle ghiandole parotidee, diabete scompensato.

Esame del sangue biochimico standard.

Il glucosio può essere abbassato in alcune malattie endocrine, funzionalità epatica compromessa. Nel diabete mellito si osserva un aumento del contenuto di glucosio. La bilirubina, può determinare come funziona il fegato. Un aumento del livello di bilirubina totale è un sintomo di ittero, epatite, blocco dei dotti biliari. Se il contenuto di bilirubina legata aumenta, molto probabilmente il fegato è malato. Il livello di proteine ​​totali diminuisce con malattie del fegato, reni, processi infiammatori prolungati, fame. Un aumento del contenuto di proteine ​​totali può essere osservato in alcune malattie del sangue, malattie e condizioni accompagnate da disidratazione. Un calo dei livelli di albumina può indicare malattie del fegato, dei reni o dell'intestino. Di solito questa cifra è ridotta nel diabete mellito, nelle allergie gravi, nelle ustioni e nei processi infiammatori. L'albumina elevata è un segnale di disturbi del sistema immunitario o del metabolismo. Un aumento del livello di γ-globuline indica la presenza di infezioni e infiammazioni nel corpo. Una diminuzione può indicare immunodeficienza. Un aumento del contenuto di α1-globuline si osserva nei processi infiammatori acuti. Il livello di α2-globuline può aumentare nei processi infiammatori e neoplastici, nelle malattie renali e diminuire nella pancreatite e nel diabete mellito. Un cambiamento nella quantità di β-globuline si osserva solitamente nei disturbi del metabolismo dei grassi. Proteina C-reattiva nei processi infiammatori, infezioni, tumori, il suo contenuto aumenta. La definizione di questo indicatore è di grande importanza nei reumatismi e nell'artrite reumatoide. Un aumento dei livelli di colesterolo segnala lo sviluppo di aterosclerosi, malattie coronariche, malattie vascolari e ictus. I livelli di colesterolo aumentano anche con il diabete, la malattia renale cronica e la funzione tiroidea ridotta. Il colesterolo diventa inferiore al normale con un aumento della funzione tiroidea, insufficienza cardiaca cronica, malattie infettive acute, tubercolosi, pancreatite acuta e malattie del fegato, alcuni tipi di anemia e esaurimento. Se il contenuto di β-lipoproteine ​​è inferiore al normale, ciò indica una funzionalità epatica compromessa. Un livello elevato di questo indicatore indica aterosclerosi, alterato metabolismo dei grassi e diabete mellito. I trigliceridi aumentano con la malattia renale, la funzione tiroidea ridotta. Un forte aumento di questo indicatore indica un'infiammazione del pancreas. Un aumento dell'urea indica una malattia renale. Un aumento del livello di creatinina indica una violazione dei reni, del diabete, delle malattie dei muscoli scheletrici. Il livello di acido urico nel sangue può aumentare con gotta, leucemia, infezioni acute, malattie del fegato, calcoli renali, diabete, eczema cronico, psoriasi Un cambiamento nel livello di amilasi indica la patologia del pancreas. Un aumento della fosfatasi alcalina indica malattie del fegato e dei dotti biliari. Un aumento di indicatori come ALT, AST, γ-GT indica una violazione della funzionalità epatica. Un cambiamento nella concentrazione di fosforo e calcio nel sangue indica una violazione del metabolismo minerale, che si verifica con malattie renali, rachitismo e alcuni disturbi ormonali.

L'ormone paratiroideo (PTH) è un polipeptide a catena singola costituito da 84 residui di amminoacidi (circa 9,5 kDa), la cui azione è mirata ad aumentare la concentrazione di ioni calcio e ridurre la concentrazione di fosfati nel plasma sanguigno.

Sintesi e secrezione di PTH . Il PTH è sintetizzato nelle ghiandole paratiroidi come precursore, un preproormone contenente 115 residui di amminoacidi. Durante il trasferimento al pronto soccorso, un peptide segnale contenente 25 residui di amminoacidi viene scisso dal preproormone. Il proormone risultante viene trasportato all'apparato di Golgi, dove il precursore viene convertito in un ormone maturo, che comprende 84 residui di amminoacidi (PTH 1-84). L'ormone paratiroideo è confezionato e conservato in granuli secretori (vescicole). L'ormone paratiroideo intatto può essere scisso in brevi peptidi: frammenti N-terminale, C-terminale e medio. I peptidi N-terminali contenenti 34 residui di amminoacidi hanno piena attività biologica e sono secreti dalle ghiandole insieme all'ormone paratiroideo maturo. È il peptide N-terminale responsabile del legame ai recettori sulle cellule bersaglio. Il ruolo del frammento C-terminale non è stato chiaramente stabilito. Il tasso di degradazione dell'ormone diminuisce con basse concentrazioni di ioni calcio e aumenta con alte concentrazioni di ioni calcio. Secrezione di PTH regolato dal livello di ioni calcio nel plasma: l'ormone viene secreto in risposta ad una diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue.

Il ruolo dell'ormone paratiroideo nella regolazione del metabolismo del calcio e del fosfato. organi bersaglio per PTH - ossa e reni. Nelle cellule dei reni e del tessuto osseo sono localizzati recettori specifici che interagiscono con l'ormone paratiroideo, a seguito dei quali si innesca una cascata di eventi che porta all'attivazione dell'adenilato ciclasi. All'interno della cellula aumenta la concentrazione di molecole di cAMP, la cui azione stimola la mobilitazione degli ioni calcio dalle riserve intracellulari. Gli ioni calcio attivano chinasi che fosforilano proteine ​​specifiche che inducono la trascrizione di geni specifici. Nel tessuto osseo, i recettori del PTH sono localizzati sugli osteoblasti e sugli osteociti, ma non sugli osteoclasti. Quando l'ormone paratiroideo si lega ai recettori cellulari bersaglio, gli osteoblasti iniziano a secernere intensamente il fattore di crescita insulino-simile 1 e le citochine. Queste sostanze stimolano l'attività metabolica degli osteoclasti. In particolare viene accelerata la formazione di enzimi come la fosfatasi alcalina e la collagenasi che, agendo sui componenti della matrice ossea, ne provocano la rottura, determinando la mobilizzazione del Ca 2+ e dei fosfati dall'osso nel liquido extracellulare. Nei reni, il PTH stimola il riassorbimento del calcio nei tubuli contorti distali e quindi riduce l'escrezione urinaria di calcio, riduce il riassorbimento del fosfato Inoltre, l'ormone paratiroideo induce la sintesi del calcitriolo (1,25 (OH) 2 D 3), che migliora l'assorbimento del calcio nell'intestino. Pertanto, l'ormone paratiroideo ripristina il normale livello di ioni calcio nel liquido extracellulare, sia per azione diretta su ossa e reni, sia agendo indirettamente (attraverso la stimolazione della sintesi di calcitriolo) sulla mucosa intestinale, aumentando in questo caso l'efficienza di assorbimento di Ca 2+ nell'intestino. Riducendo il riassorbimento del fosfato dai reni, l'ormone paratiroideo aiuta a ridurre la concentrazione di fosfato nel liquido extracellulare.

calcitonina - un polipeptide costituito da 32 residui di amminoacidi con un legame disolfuro. L'ormone è secreto dai linfociti K parafollicolari della tiroide o dai linfociti C paratiroidei come proteina precursore ad alto peso molecolare. La secrezione di calcitonina aumenta con l'aumento della concentrazione di Ca 2+ e diminuisce con la diminuzione della concentrazione di Ca 2+ nel sangue. La calcitonina è un antagonista dell'ormone paratiroideo. Inibisce il rilascio di Ca 2+ dall'osso, riducendo l'attività degli osteoclasti. Inoltre, la calcitonina inibisce il riassorbimento tubulare degli ioni calcio nei reni, stimolando così la loro escrezione da parte dei reni nelle urine. Il tasso di secrezione di calcitonina nelle donne dipende fortemente dai livelli di estrogeni. Con una mancanza di estrogeni, la secrezione di calcitonina diminuisce. Ciò provoca un'accelerazione della mobilizzazione del calcio dal tessuto osseo, che porta allo sviluppo dell'osteoporosi.

Iperparatiroidismo. Nell'iperparatiroidismo primario, il meccanismo di soppressione della secrezione dell'ormone paratiroideo in risposta all'ipercalcemia è interrotto. Questa malattia si verifica con una frequenza di 1:1000. Le cause possono essere un tumore della ghiandola paratiroidea (80%) o un'iperplasia diffusa delle ghiandole, in alcuni casi, cancro della paratiroide (meno del 2%). Un'eccessiva secrezione di ormone paratiroideo porta ad una maggiore mobilizzazione di calcio e fosfato dal tessuto osseo, ad un aumento del riassorbimento del calcio e all'escrezione di fosfato nei reni. Di conseguenza, si verifica ipercalcemia, che può portare a una diminuzione dell'eccitabilità neuromuscolare e dell'ipotensione muscolare. I pazienti sviluppano debolezza generale e muscolare, affaticamento e dolore in alcuni gruppi muscolari e aumenta il rischio di fratture della colonna vertebrale, dei femori e delle ossa dell'avambraccio. Un aumento della concentrazione di ioni fosfato e calcio nei tubuli renali può causare la formazione di calcoli renali e portare a iperfosfaturia e ipofosfatemia . Iperparatiroidismo secondario si verifica nell'insufficienza renale cronica e carenza di vitamina D 3 ed è accompagnata da ipocalcemia, associata principalmente a un ridotto assorbimento del calcio nell'intestino a causa dell'inibizione della formazione di calcitriolo da parte dei reni colpiti. In questo caso, aumenta la secrezione dell'ormone paratiroideo. Tuttavia, un livello elevato di ormone paratiroideo non può normalizzare la concentrazione di ioni calcio nel plasma sanguigno a causa di una violazione della sintesi del calcitriolo e di una diminuzione dell'assorbimento del calcio nell'intestino. Insieme all'ipocalcemia, si osserva spesso iperfostatemia. I pazienti sviluppano danni scheletrici (osteoporosi) a causa della maggiore mobilizzazione del calcio dal tessuto osseo. In alcuni casi (con lo sviluppo di adenoma o iperplasia delle ghiandole paratiroidi), l'ipersecrezione autonoma dell'ormone paratiroideo compensa l'ipocalcemia e porta all'ipercalcemia. (iperparatiroidismo terziario ).

Ipoparatiroidismo. Il sintomo principale dell'ipoparatiroidismo dovuto all'insufficienza delle ghiandole paratiroidi è l'ipocalcemia. Una diminuzione della concentrazione di ioni calcio nel sangue può causare disturbi neurologici, oftalmici e cardiovascolari, nonché danni al tessuto connettivo. In un paziente con ipoparatiroidismo si notano un aumento della conduzione neuromuscolare, attacchi di convulsioni toniche, convulsioni dei muscoli respiratori e del diaframma e laringospasmo.

126. Struttura, biosintesi e meccanismo d'azione del calcitriolo. Cause e manifestazioni del rachitismo