паратхормон и калцитонин. Химическа природа. Механизъм на действие на молекулярно ниво. Влияние при. Паратироидни хормони (паратиреоидни хормони) Тест за паратироиден хормон

Референтната концентрация (норма) на паратироидния хормон в кръвния серум при възрастни е 8-24 ng / l (RIA, N-терминален PTH); интактна PTH молекула - 10-65 ng/l.

Паратироидният хормон - полипептид, състоящ се от 84 аминокиселинни остатъка, се образува и секретира от паращитовидните жлези под формата на прохормон с високо молекулно тегло. Прохормонът след напускане на клетките претърпява протеолиза с образуването на паратироиден хормон. Производството, секрецията и хидролитичното разцепване на паратироидния хормон регулират концентрацията на калций в кръвта. Намаляването му води до стимулиране на синтеза и освобождаването на хормона, а намаляването предизвиква обратния ефект. Паратироидният хормон повишава концентрацията на калций и фосфат в кръвта. Паратироидният хормон действа върху остеобластите, причинявайки увеличаване на деминерализацията на костите. Активен е не само самият хормон, но и неговият амино-терминален пептид (1-34 аминокиселини). Той се образува по време на хидролизата на паратироидния хормон в хепатоцитите и бъбреците в толкова по-голямо количество, колкото по-ниска е концентрацията на калций в кръвта. В остеокластите се активират ензими, които разрушават костния междинен продукт, а в клетките на проксималните тубули на бъбреците се инхибира обратната реабсорбция на фосфати. Усвояването на калция се подобрява в червата.

Калцият е един от необходимите елементи в живота на бозайниците. Той участва в редица важни извънклетъчни и вътреклетъчни функции.

Концентрацията на извънклетъчен и вътреклетъчен калций е строго регулирана чрез насочен транспорт през клетъчната мембрана и мембраната на вътреклетъчните органели. Такъв селективен транспорт води до огромна разлика в концентрациите на извънклетъчния и вътреклетъчния калций (повече от 1000 пъти). Такава значителна разлика прави калция удобен вътреклетъчен пратеник. По този начин, в скелетните мускули, временно повишаване на цитозолната концентрация на калций води до неговото взаимодействие с калций-свързващи протеини - тропонин С и калмодулин, инициирайки мускулна контракция. Процесът на възбуждане и съкращение в миокардиоцитите и гладката мускулатура също е зависим от калций. В допълнение, вътреклетъчната концентрация на калций регулира редица други клетъчни процеси чрез активиране на протеин кинази и ензимно фосфорилиране. Калцият също така участва в действието на други клетъчни посланици - цикличен аденозин монофосфат (cAMP) и инозитол-1,4,5-трифосфат и по този начин медиира клетъчния отговор към много хормони, включително епинефрия, глюкагон, вазопресин, холецистокинин.

Общо човешкото тяло съдържа около 27 000 mmol (приблизително 1 kg) калций под формата на хидроксиапатит в костите и само 70 mmol във вътреклетъчната и извънклетъчната течност. Извънклетъчният калций е представен от три форми: нейонизиран (или свързан с протеини, главно албумин) - около 45-50%, йонизиран (двувалентни катиони) - около 45% и като част от калциево-анионни комплекси - около 5%. Следователно общата концентрация на калций се влияе значително от съдържанието на албумин в кръвта (при определяне на концентрацията на общ калций винаги се препоръчва този показател да се коригира в зависимост от съдържанието на албумин в серума). Физиологичните ефекти на калция се дължат на йонизиран калций (Ca++).

Концентрацията на йонизиран калций в кръвта се поддържа в много тесен диапазон - 1,0-1,3 mmol / l чрез регулиране на потока на Ca ++ в и извън скелета, както и през епитела на бъбречните тубули и червата. Освен това, както може да се види на диаграмата, такава стабилна концентрация на Ca ++ в извънклетъчната течност може да се поддържа, въпреки значителни количества калций, доставяни с храната, мобилизирани от костите и филтрирани от бъбреците (например от 10 g Ca ++ в първичния бъбречен филтрат, той се реабсорбира обратно в кръвта 9,8 g).

Калциевата хомеостаза е много сложен, балансиран и многокомпонентен механизъм, чиито основни звена са калциевите рецептори на клетъчните мембрани, които разпознават минимални колебания в нивата на калций и задействат механизми за клетъчен контрол (например, намаляването на калция води до повишаване на паратироидния хормон секреция и намаляване на секрецията на калцитонин) и ефекторни органи и тъкани (кости, бъбреци, черва), които реагират на калциево-тропните хормони чрез съответна промяна в транспорта на Ca ++.

Обмяната на калция е тясно свързана с обмяната на фосфора (главно фосфат - -PO4), а концентрациите им в кръвта са в обратна зависимост. Тази връзка е особено актуална за неорганичните калциево-фосфатни съединения, които представляват непосредствена опасност за организма поради тяхната неразтворимост в кръвта. По този начин продуктът на концентрациите на общ калций и общ фосфат в кръвта се поддържа в много строг диапазон, който не надвишава нормата от 4 (когато се измерва в mmol / l), тъй като при стойност на този показател над 5, активното утаяване на започва калциево-фосфатни соли, което води до увреждане на кръвоносните съдове (и бързо развитие на атеросклероза), калцификация на меките тъкани и блокада на малките артерии.

Основните хормонални медиатори на калциевата хомеостаза са паратироидният хормон, витамин D и калцитонин.

Паратироидният хормон, произвеждан от секреторните клетки на паращитовидните жлези, играе централна роля в калциевата хомеостаза. Неговото координирано действие върху костите, бъбреците и червата води до увеличаване на транспорта на калций в извънклетъчната течност и повишаване на концентрацията на калций в кръвта.

Паратироидният хормон е протеин от 84 аминокиселини с маса 9500 Da, кодиран от ген, разположен на късото рамо на 11-та хромозома. Образува се като 115-аминокиселинен пре-пропаратиреоиден хормон, който, когато навлезе в ендоплазмения ретикулум, губи 25-аминокиселинното място. Междинният пропаратироиден хормон се транспортира до апарата на Голджи, където хексапептидният N-терминален фрагмент се отцепва от него и се образува крайната хормонална молекула. Паратироидният хормон има изключително кратък циркулиращ полуживот (2-3 минути), в резултат на което се разцепва на С-крайни и N-крайни фрагменти. Само N-терминалният фрагмент (1-34 аминокиселинни остатъка) запазва физиологичната активност. Директният регулатор на синтеза и секрецията на паратироидния хормон е концентрацията на Ca ++ в кръвта. Паратироидният хормон се свързва със специфични рецептори на целевите клетки: бъбречни и костни клетки, фибробласти. хондроцити, съдови миоцити, мастни клетки и плацентарни трофобласти.

Действието на паратироидния хормон върху бъбреците

Както рецепторите на паратироидния хормон, така и калциевите рецептори са разположени в дисталния нефрон, което позволява на извънклетъчния Ca ++ да има не само директен (чрез калциеви рецептори), но и индиректен (чрез модулиране на нивото на паратироидния хормон в кръвта) ефект върху бъбречният компонент на калциевата хомеостаза. Вътреклетъчният медиатор на действието на паратироидния хормон е c-AMP, екскрецията на който в урината е биохимичен маркер за активността на паращитовидните жлези. Бъбречните ефекти на паратироидния хормон включват:

1. повишена реабсорбция на Ca ++ в дисталните тубули (в същото време, с прекомерно освобождаване на паратиреоиден хормон, екскрецията на Ca ++ в урината се увеличава поради повишена калциева филтрация поради хиперкалцемия);
2. повишена екскреция на фосфат (действайки върху проксималните и дисталните тубули, паратироидният хормон инхибира Na-зависимия фосфатен транспорт);
3. увеличаване на екскрецията на бикарбонат поради инхибиране на неговата реабсорбция в проксималните тубули, което води до алкализиране на урината (и при прекомерна секреция на паратироиден хормон, до определена форма на тубулна ацидоза поради интензивно отделяне на алкален анион от тубулите);
4. увеличен клирънс на свободната вода и следователно обема на урината;
5. повишаване на активността на витамин D-la-хидроксилазата, която синтезира активната форма на витамин D3, която катализира механизма на абсорбция на калций в червата, като по този начин засяга храносмилателния компонент на калциевия метаболизъм.

Съответно, с горното, с първичен хиперпаратироидизъм, поради прекомерно действие на паратироидния хормон, неговите бъбречни ефекти ще се проявят под формата на хиперкалциурия, хипофосфатемия, хиперхлоремична ацидоза, полиурия, полидипсия и повишена екскреция на нефрогенната фракция на сАМР.

Действието на паратироидния хормон върху костите

Паратироидният хормон има както анаболни, така и катаболни ефекти върху костната тъкан, които могат да бъдат разграничени като ранна фаза на действие (мобилизиране на Са++ от костите за бързо възстановяване на баланса с извънклетъчната течност) и късна фаза, по време на която синтезът на костни ензими (като напр. лизозомни ензими), насърчаване на костната резорбция и ремоделиране. Остеобластите са основното място на приложение на паратироидния хормон в костите, тъй като изглежда, че остеокластите нямат рецептори за паратироиден хормон. Под действието на паратироидния хормон остеобластите произвеждат различни медиатори, сред които специално място заемат провъзпалителният цитокин интерлевкин-6 и факторът на диференциация на остеокластите, които имат мощен стимулиращ ефект върху диференциацията и пролиферацията на остеокластите. Остеобластите могат също да инхибират функцията на остеокластите, като произвеждат остеопротегерин. По този начин костната резорбция от остеокластите се стимулира индиректно чрез остеобластите. В същото време се увеличава освобождаването на алкална фосфатаза и уринарната екскреция на хидроксипролин, маркер за разрушаване на костния матрикс.

Уникалният двоен ефект на паратиреоидния хормон върху костната тъкан е открит още през 30-те години на XX век, когато е възможно да се установи не само неговият резорбтивен, но и анаболен ефект върху костната тъкан. Въпреки това, само 50 години по-късно, въз основа на експериментални изследвания с рекомбинантен паратиреоиден хормон, стана известно, че дългосрочното постоянно въздействие на излишния паратиреоиден хормон има остеорезорбтивен ефект и неговото импулсно периодично навлизане в кръвта стимулира ремоделирането на костната тъкан. Към днешна дата само лекарството на синтетичния паратироиден хормон (терипаратид) има терапевтичен ефект върху остеопорозата (а не само спира нейното прогресиране) сред одобрените за употреба от FDA на САЩ.

Действието на паратироидния хормон върху червата

Пратхормонът няма директен ефект върху стомашно-чревната абсорбция на калций. Тези ефекти се медиират чрез регулирането на синтеза на активния (1,25(OH)2D3) витамин D в бъбреците.

Други ефекти на паратироидния хормон

При опити in vitro са открити и други ефекти на паратироидния хормон, чиято физиологична роля все още не е напълно изяснена. По този начин е изяснена възможността за промяна на кръвния поток в чревните съдове, засилване на липолизата в адипоцитите и увеличаване на глюконеогенезата в черния дроб и бъбреците.

Витамин D3, вече споменат по-горе, е вторият силен хуморален агент в системата за регулиране на калциевата хомеостаза. Неговото мощно еднопосочно действие, предизвикващо повишаване на абсорбцията на калций в червата и повишаване на концентрацията на Ca ++ в кръвта, оправдава другото име на този фактор - хормон D. Биосинтезата на витамин D е сложен многоетапен процес. Около 30 метаболита, производни или прекурсори на най-активната 1,25(OH)2-дихидроксилирана форма на хормона могат да присъстват едновременно в човешката кръв. Първата стъпка в синтеза е хидроксилиране в позиция 25 на въглеродния атом на стиреновия пръстен на витамин D, който или идва от храната (ергокалциферол), или се образува в кожата под въздействието на ултравиолетови лъчи (холекалциферол). На втория етап молекулата в позиция 1а се ре-хидроксилира от специфичен ензим на проксималните бъбречни тубули - витамин D-la-хидроксилаза. Сред многото производни и изоформи на витамин D, само три имат изразена метаболитна активност - 24,25(OH)2D3, l,24,25(OH)3D3 и l,25(OH)2D3, но само последният действа еднопосочно и е 100 пъти по-силен от другите варианти на витамина. Въздействайки върху специфични рецептори в ентероцитното ядро, витамин Dg стимулира синтеза на транспортен протеин, който пренася калция и фосфата през клетъчните мембрани в кръвта. Отрицателната обратна връзка между концентрацията на 1,25(OH)2 витамин Dg и активността на la-хидроксилазата осигурява авторегулация, която предотвратява излишък на активен витамин D4.

Има и умерен остеорезорбтивен ефект на витамин D, който се проявява само в присъствието на паратиреоиден хормон. Витамин Dg също има дозозависим инхибиторен обратим ефект върху синтеза на паратироиден хормон от паращитовидните жлези.

Калцитонинът е третият от основните компоненти на хормоналната регулация на калциевия метаболизъм, но ефектът му е много по-слаб от предишните два агента. Калцитонинът е протеин от 32 аминокиселини, секретиран от парафоликуларните С-клетки на щитовидната жлеза в отговор на повишаване на извънклетъчния Са++. Неговото хипокалциемично действие се медиира чрез инхибиране на активността на остеокластите и повишена екскреция на калций в урината. Досега физиологичната роля на калцитонина при хората не е окончателно установена, тъй като ефектът му върху метаболизма на калция е незначителен и се припокрива с други механизми. Пълната липса на калцитонин след тотална тиреоидектомия не е придружена от физиологични аномалии и не изисква заместителна терапия. Значителен излишък на този хормон, например при пациенти с медуларен рак на щитовидната жлеза, не води до значителни нарушения в калциевата хомеостаза.

Нормална регулация на секрецията на паратиреоиден хормон

Основният регулатор на скоростта на секрецията на паратироидния хормон е извънклетъчният калций. Дори леко намаляване на концентрацията на Ca ++ в кръвта предизвиква незабавно повишаване на секрецията на паратироидния хормон. Този процес зависи от тежестта и продължителността на хипокалциемията. Първичното краткосрочно намаляване на концентрацията на Са ++ води до освобождаване на паратиреоиден хормон, натрупан в секреторните гранули през първите няколко секунди. След 15-30 минути от продължителността на хипокалцемията се увеличава и истинският синтез на паратиреоиден хормон. Ако стимулът продължи да действа, тогава през първите 3-12 часа (при плъхове) се наблюдава умерено повишаване на концентрацията на информационна РНК на гена на паратироидния хормон. Продължителната хипокалциемия стимулира хипертрофия и пролиферация на паратироидни клетки, откриваеми след няколко дни до седмици.

Калцият действа върху паращитовидните жлези (и други ефекторни органи) чрез специфични калциеви рецептори. Браун пръв предполага съществуването на такива структури през 1991 г., а по-късно рецепторът е изолиран, клониран, изследвани са неговите функции и разпространение. Това е първият рецептор, открит при хора, който разпознава директно йон, а не органична молекула.

Човешкият Са++ рецептор е кодиран от ген на хромозома 3ql3-21 и се състои от 1078 аминокиселини. Рецепторната протеинова молекула се състои от голям N-терминален извънклетъчен сегмент, централно (мембранно) ядро ​​и къса С-терминална интрацитоплазмена опашка.

Откриването на рецептора позволи да се обясни произходът на фамилната хипокалциурична хиперкалциемия (вече са открити повече от 30 различни мутации на рецепторния ген при носители на това заболяване). Са++ рецептор-активиращи мутации, водещи до фамилен хипопаратироидизъм, също бяха идентифицирани наскоро.

Ca++ рецепторът е широко експресиран в тялото, не само в органите, участващи в калциевия метаболизъм (паращитовидни жлези, бъбреци, С-клетки на щитовидната жлеза, клетки на костната тъкан), но и в други органи (хипофиза, плацента, кератиноцити, млечни жлези). , гастрин-секретиращи клетки).

Наскоро беше открит друг мембранен калциев рецептор, разположен върху паратироидните клетки, плацентата, проксималните бъбречни тубули, чиято роля все още изисква по-нататъшно изследване на калциевия рецептор.

Сред другите модулатори на секрецията на паратироидния хормон трябва да се отбележи магнезият. Йонизираният магнезий има ефект върху секрецията на паратироиден хормон, подобен на този на калция, но много по-слабо изразен. Високото ниво на Mg ++ в кръвта (може да възникне при бъбречна недостатъчност) води до инхибиране на секрецията на паратироиден хормон. В същото време хипомагнезиемията не предизвиква увеличаване на секрецията на паратироидния хормон, както може да се очаква, а неговото парадоксално намаляване, което очевидно е свързано с вътреклетъчно инхибиране на синтеза на паратироиден хормон с липса на магнезиеви йони.

Витамин D, както вече беше споменато, също влияе пряко върху синтеза на паратироиден хормон чрез генетични транскрипционни механизми. В допълнение, 1,25-(OH) D потиска секрецията на паратироиден хормон при нисък серумен калций и увеличава вътреклетъчното разграждане на неговата молекула.

Други човешки хормони имат известен модулиращ ефект върху синтеза и секрецията на паратироидния хормон. И така, катехоламините, действащи главно чрез 6-адренергичните рецептори, повишават секрецията на паратироидния хормон. Това е особено изразено при хипокалцемия. Антагонистите на 6-адренергичните рецептори обикновено намаляват концентрацията на паратироидния хормон в кръвта, но при хиперпаратироидизъм този ефект е минимален поради промени в чувствителността на паратироидните клетки.

Глюкокортикоидите, естрогените и прогестеронът стимулират секрецията на паратироиден хормон. В допълнение, естрогените могат да модулират чувствителността на паратироидните клетки към Ca ++, да имат стимулиращ ефект върху транскрипцията на гена на паратироидния хормон и неговия синтез.

Секрецията на паратироидния хормон също се регулира от ритъма на освобождаването му в кръвта. Така освен стабилна тонизираща секреция се установява и нейното импулсно излъчване, което заема общо 25% от общия обем. При остра хипокалцемия или хиперкалцемия, първо реагира пулсовият компонент на секрецията, а след това, след първите 30 минути, реагира и тоничната секреция.

81. Йодтиронини - структура, синтез, механизъм на действие, биологична роля. Хипо- и хипертиреоидизъм.

Щитовидната жлеза секретирайодотиронини - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Това са йодирани производни на аминокиселината тирозин (виж Фигура 8).

Фигура 8Формули на тиреоидни хормони (йодтиронини).

Предшественикът на Т4 и Т3 е протеинът тиреоглобулин, съдържащ се в извънклетъчния колоид на щитовидната жлеза. Това е голям протеин, съдържащ около 10% въглехидрати и много тирозинови остатъци (Фигура 9). Щитовидната жлеза има способността да натрупва йодни йони (I-), от които се образува "активен йод". Тирозиновите радикали в тиреоглобулина са изложени на йодиране “активен йод” - образуват се монойодтирозин (MIT) и дийодтирозин (DIT). Тогава идва кондензация два йодирани тирозинови остатъка за образуване на Т4 и Т3, включени в полипептидната верига. Като резултат хидролиза йодиран тиреоглобулин под действието на лизозомни протеази се образуват и навлизат в кръвта свободни Т4 и Т3. Секрецията на йодтиронини се регулира от тироид стимулиращия хормон (TSH) на хипофизната жлеза (виж таблица 2). Катаболизмът на тиреоидните хормони се осъществява чрез разцепване на йод и дезаминиране на страничната верига.

Фигура 9Схема за синтеза на йодтиронини.

Тъй като Т 3 и Т4 са практически неразтворими във вода, присъстват в кръвта под формата на комплекси с протеини, главно с тироксин-свързващ глобулин (α1-глобулинова фракция).

Йодотиронините са хормони с пряко действие. Вътреклетъчните рецептори за тях присъстват във всички тъкани и органи, с изключение на мозъка и половите жлези. Т4 и Т3 са индуктори на над 100 различни ензимни протеини. Под действието на йодтиронините в целевите тъкани се осъществява следното:

1) регулиране на клетъчния растеж и диференциация;

2) регулиране на енергийния метаболизъм (увеличаване на броя на ензимите на окислителното фосфорилиране, Na +, K + -ATPase, увеличаване на консумацията на кислород, увеличаване на производството на топлина).

Под въздействието на хормоните на щитовидната жлеза се ускорява абсорбцията на глюкоза в червата, засилва се абсорбцията и окисляването на глюкозата в мускулите и черния дроб; гликолизата се активира, съдържанието на гликоген в органите намалява. Йодотиронините увеличават отделянето на холестерол, така че съдържанието му в кръвта намалява. Съдържанието на триацилглицероли в кръвта също намалява, което се обяснява с активирането на окислението на мастните киселини.

29.3.2. Нарушения на хормоналната функция на щитовидната жлеза.Хиперфункция на щитовидната жлеза ( тиреотоксикоза или болест на Грейвс ) се характеризира с ускорено разграждане на въглехидрати и мазнини, увеличаване на консумацията на O2 от тъканите. Симптоми на заболяването: повишен основен метаболизъм, повишена телесна температура, загуба на тегло, ускорен пулс, повишена нервна възбудимост, изпъкнали очи (екзофталмос).

Хипотиреоидизмът, който се развива в детството, се нарича кретинизъм (изразена физическа и умствена изостаналост, джудже растеж, непропорционално телосложение, понижен основен метаболизъм и телесна температура). Хипотиреоидизмът при възрастни се проявява като микседем . Това заболяване се характеризира със затлъстяване, оток на лигавицата, нарушение на паметта, психични разстройства. Основният метаболизъм и телесната температура са намалени. Хормонозаместителната терапия (йодтиронини) се използва за лечение на хипотиреоидизъм.

Също известен ендемична гуша - увеличаване на размера на щитовидната жлеза. Заболяването се развива поради липса на йод във водата и храната.

82. Паратироиден хормон и калцитонин, структура, механизъм на действие, биологична роля. Хипер- и хипопаратироидизъм.

Нивото на калциеви и фосфатни йони в организма се контролира от хормоните на щитовидната жлеза и четирите паращитовидни жлези, разположени в непосредствена близост до нея. Тези жлези произвеждат калцитонин и паратироиден хормон.

29.4.1. Калцитонин- хормон с пептидна природа, синтезиран в парафоликуларните клетки на щитовидната жлеза под формата на препрохормон. Активирането става чрез частична протеолиза. Секрецията на калцитонин се стимулира при хиперкалцемия и намалява при хипокалцемия. Целта на хормона е костната тъкан. Механизмът на действие е дистанционен, медииран от сАМР. Под въздействието на калцитонин се отслабва активността на остеокластите (клетки, разрушаващи костите) и се активира активността на остеобластите (клетки, участващи в образуването на костна тъкан). В резултат на това се инхибира резорбцията на костния материал - хидроксиапатит и се засилва отлагането му в органичния матрикс на костта. Заедно с това калцитонинът предпазва органичната основа на костта - колагена - от разпад и стимулира неговия синтез. Това води до намаляване на нивото на Ca2+ и фосфати в кръвта и намаляване на отделянето на Ca2+ в урината (Фигура 10).

29.4.2. Паратхормон- хормон с пептидна природа, синтезиран от клетките на паращитовидните жлези под формата на прекурсорен протеин. Частична протеолиза на прохормона и секреция на хормона в кръвта настъпва с намаляване на концентрацията на Са2+ в кръвта; напротив, хиперкалциемията намалява секрецията на паратироиден хормон. Целевите органи на паратироидния хормон са бъбреците, костите и стомашно-чревния тракт. Механизмът на действие е дистанционен, cAMP-зависим. Паратироидният хормон има активиращ ефект върху остеокластите на костната тъкан и инхибира активността на остеобластите. В бъбреците паратироидният хормон повишава способността за образуване на активния метаболит на витамин D3 - 1,25-дихидроксихолекалциферол (калцитриол). Това вещество повишава чревната абсорбция на Ca2+ и H2PO4 - йони, мобилизира Ca2+ и неорганичния фосфат от костната тъкан и повишава реабсорбцията на Ca2+ в бъбреците. Всички тези процеси водят до повишаване на нивото на Са2+ в кръвта (Фигура 10). Нивото на неорганичния фосфат в кръвта не се повишава, тъй като паратироидният хормон инхибира реабсорбцията на фосфат в тубулите на бъбреците и води до загуба на фосфат в урината (фосфатурия).

Фигура 10.Биологични ефекти на калцитонин и паратироиден хормон.

29.4.3. Нарушения на хормоналната функция на паращитовидните жлези.

Хиперпаратироидизъм - повишено производство на паратироиден хормон от паращитовидните жлези. Придружен от масивна мобилизация на Ca2+ от костната тъкан, което води до фрактури на костите, калцификация на кръвоносните съдове, бъбреците и други вътрешни органи.

Хипопаратироидизъм - намалено производство на паратироиден хормон от паращитовидните жлези. Придружен от рязко намаляване на съдържанието на Ca2 + в кръвта, което води до повишаване на мускулната възбудимост, конвулсивни контракции.

83. Ренин-ангиотензинова система, роля в регулацията на водно-електролитния метаболизъм.

Ренин-ангиотензин-алдостерон.

б) Na

84. Полови хормони - механизъм на действие, биологична роля, образуване , структура,

Женски полови хормони (естрогени).Те включват естрон, естрадиол и естриол. Това са стероидни хормони, синтезирани от холестерол главно в яйчниците. Секрецията на естрогени се регулира от фоликулостимулиращи и лутеинизиращи хормони на хипофизната жлеза (виж таблица 2). Прицелни тъкани - тялото на матката, яйчниците, фалопиевите тръби, млечните жлези. Механизмът на действие е директен. Основната биологична роля на естрогените е да осигурят репродуктивната функция в тялото на жената.

29.5.2. Мъжки полови хормони (андрогени).Основните представители са андростерон и тестостерон. Предшественикът на андрогените е холестеролът, те се синтезират главно в тестисите. Биосинтезата на андрогените се регулира от гонадотропни хормони (FSH и LH). Андрогените са хормони с директно действие, те насърчават протеиновия синтез във всички тъкани, особено в мускулите. Биологичната роля на андрогените в мъжкото тяло е свързана с диференциацията и функционирането на репродуктивната система. Разграждането на мъжките полови хормони се извършва в черния дроб, крайните продукти на разграждането са 17-кетостероиди.

85. Нарушения на функциите на жлезите с вътрешна секреция: хипер- и хипопродукция на хормони. Примери за заболявания, свързани с дисфункция на ендокринните жлези.

(Разгледано в предишни въпроси)

86. Белтъци на кръвната плазма - биологична роля. Хипо- и хиперпротеинемия, диспротеинемия. Албумин — функции, причини за хипоалбуминемия и нейните прояви. Възрастови характеристики на протеина състав на кръвната плазма. Имуноглобулини. Протеини в острата фаза. Диагностична стойност на определянето на протеиновите фракции на кръвната плазма.

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

30.2.1. протеинови фракции.Чрез изсоляване на плазмените протеини могат да се изолират фракции албумин и глобулин. Обикновено съотношението на тези фракции е 1,5 - 2,5. Използването на метода на електрофореза върху хартия ви позволява да идентифицирате 5 протеинови фракции (в низходящ ред на скоростта на миграция): албумини, α1 -, α2 -, β- и γ-глобулини. Когато се използват по-фини методи за фракциониране във всяка фракция, с изключение на албумин, могат да се изолират редица протеини (съдържанието и съставът на протеиновите фракции на кръвния серум, вижте Фигура 1).

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

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

α 1-глобулини:

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

α 2-глобулини:

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

β-глобулини:

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

γ-глобулини:

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

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

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

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

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

Скоростта на синтеза на тези протеини се увеличава главно поради намаляване на образуването на албумини, трансферин и албумини (малка част от плазмените протеини с най-висока подвижност по време на дискова електрофореза и която съответства на лента на електроферограмата пред албумините ), чиято концентрация намалява по време на остро възпаление.

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

30.2.5. Защитни плазмени протеини.Защитните протеини включват имуноглобулини и интерферони.

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

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

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

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

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

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

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

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

Чрез свързване с клетъчните рецептори интерфероните индуцират синтеза на два ензима, 2,5"-олигоаденилат синтетаза и протеин киназа, вероятно поради инициирането на транскрипцията на съответните гени. И двата получени ензима показват своята активност в присъствието на двойноверижни РНК, а именно такива РНК са продукти на репликация на много вируси или се съдържат в техните вириони. Първият ензим синтезира 2,5"-олигоаденилати (от АТФ), които активират клетъчната рибонуклеаза I; вторият ензим фосфорилира фактора за иницииране на транслацията IF2. Крайният резултат от тези процеси е инхибирането на биосинтезата на протеини и възпроизвеждането на вируса в заразена клетка (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Нискомолекулни азотсъдържащи кръвни субстанции ("остатъчен азот") и диагностичната стойност на тяхното определяне. Хиперазотемия (задържане и продукция).

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

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

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

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

• урея -основният краен продукт на протеиновия метаболизъм в човешкото тяло. Образува се в резултат на неутрализацията на амоняка в черния дроб, отделян от тялото чрез бъбреците. Следователно съдържанието на урея в кръвта намалява при чернодробни заболявания и се увеличава при бъбречна недостатъчност.
• Аминокиселини- влизат в кръвта, когато се абсорбират от стомашно-чревния тракт или са продукти от разграждането на тъканните протеини. В кръвта на здрави хора аминокиселините са доминирани от аланин и глутамин, които заедно с участието си в биосинтезата на протеини са транспортни форми на амоняка.
• Пикочна киселинае крайният продукт на катаболизма на пуриновите нуклеотиди. Съдържанието му в кръвта се увеличава с подагра (в резултат на повишено образование) и с нарушена бъбречна функция (поради недостатъчна екскреция).
• креатин- синтезиран в бъбреците и черния дроб, в мускулите се превръща в креатин фосфат - източник на енергия за процесите на мускулна контракция. При заболявания на мускулната система съдържанието на креатин в кръвта се увеличава значително.
• Креатинин- крайният продукт на азотния метаболизъм, образуван в резултат на дефосфорилиране на креатин фосфат в мускулите, екскретиран от тялото чрез бъбреците. Съдържанието на креатинин в кръвта намалява при заболявания на мускулната система, увеличава се при бъбречна недостатъчност.
• индиански -продукт за детоксикация на индол, образуван в черния дроб, екскретиран от бъбреците. Съдържанието му в кръвта намалява с чернодробни заболявания, увеличава се - с повишени процеси на разпадане на протеини в червата, с бъбречни заболявания.
• Билирубин (директен и индиректен)са продукти на катаболизма на хемоглобина. Съдържанието на билирубин в кръвта се увеличава с жълтеница: хемолитична (поради индиректен билирубин), обструктивна (поради директен билирубин), паренхимна (поради двете фракции).

88. Буферни системи на кръвта и киселинно-алкалното състояние (CBS). Ролята на дихателната и отделителната системи за поддържане на CBS. Нарушения на киселинно-базовия баланс. Характеристики на регулирането на CBS при деца .

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

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

Разграничават се следните кръвни буферни системи:

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

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

30.6.3. Бъбречна регулация КОСОсъществява се основно чрез три механизма:

• реабсорбция на бикарбонати (в клетките на бъбречните тубули се образува въглеродна киселина H2CO3 от H2O и CO2; тя се дисоциира, H + се екскретира в урината, HCO3 се реабсорбира в кръвта);
• реабсорбция на Na + от гломерулния филтрат в замяна на H + (в този случай Na2HPO4 във филтрата се превръща в NaH2PO4 и киселинността на урината се повишава) ;
• секреция на NH4+ (при хидролизата на глутамин в клетките на тубулите се образува NH3; той взаимодейства с Н+, образуват се NH4+ йони, които се екскретират с урината.

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

• pH на кръвта;
• парциално налягане на CO2 (pCO2) кръв;
• парциално налягане на O2 (pO2) кръв;
• съдържанието на бикарбонати в кръвта при дадени стойности на pH и pCO2 ( действителен или истински бикарбонат, AB );
• съдържанието на бикарбонати в кръвта на пациента при стандартни условия, т.е. при рСО2=40 mm Hg. ( стандартен бикарбонат, SB );
• сбор от бази всички буферни системи на кръвта ( BB );
• излишък или базов дефицит кръв в сравнение с нормалния за този пациент показател ( БЪДА , от английски. база излишък).

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

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

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

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

89. Метаболизъм на еритроцитите: ролята на гликолизата и пентозофосфатния път. Метхемоглобинемия. Ензимна антиоксидантна система на клетката . Причини и последствия от дефицит на еритроцитна глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа.

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

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

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

2) в реакцията на дехидрогениране глицералдехид-3-фосфатобразувани при гликолиза NADH. Този коензим е ензимен кофактор метхемоглобин редуктаза участва в възстановяването на метхемоглобина до хемоглобин съгласно следната схема:

Тази реакция предотвратява натрупването на метхемоглобин в еритроцитите.

3) метаболит на гликолизата 1, 3-дифосфоглицератспособен на с участието на ензима дифосфоглицерат мутаза в присъствието на 3-фосфоглицерат, който да се превърне в 2, 3-дифосфоглицерат:

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

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

30.8.3. Механизми за неутрализиране на реактивни кислородни видове в еритроцитите.Молекулярният кислород при определени условия може да се превърне в активни форми, които включват супероксиден анион O2 -, водороден пероксид H2 O2, OH хидроксилен радикал. и синглетен кислород 1 O2. Тези форми на кислород са силно реактивни, могат да имат увреждащ ефект върху протеините и липидите на биологичните мембрани и да причинят разрушаване на клетките. Колкото по-високо е съдържанието на О2, толкова повече се образуват неговите активни форми. Следователно еритроцитите, които постоянно взаимодействат с кислорода, съдържат ефективни антиоксидантни системи, способни да неутрализират активните метаболити на кислорода.

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

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

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

Червените кръвни клетки също съдържат ензими супероксид дисмутаза и каталаза извършване на следните трансформации:

Антиоксидантните системи са от особено значение за еритроцитите, тъй като еритроцитите не обновяват протеините чрез синтез.

90. Характеристика на основните фактори на хемокоагулацията. Коагулацията на кръвта като каскада от реакции на проензимно активиране чрез протеолиза. Биологичната роля на витамин К. Хемофилия.

съсирване на кръвта- набор от молекулярни процеси, които водят до спиране на кървенето от увреден съд в резултат на образуването на кръвен съсирек (тромб). Общата схема на процеса на кръвосъсирване е показана на фигура 7.

Фигура 7Обща схема на кръвосъсирването.

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

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

Характеристики на каскадния механизъмса както следва:

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

2) факторите, действащи в началните етапи на кръвосъсирването, са необходими в много малки количества. Във всяка връзка на каскадата ефектът им се засилва значително ( се усилва), което води до бърза реакция при повреда.

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

30.7.2. Механизмът на протромбиновото активиране.Неактивен прекурсор на тромбин - протромбин - синтезира се в черния дроб. В синтеза му участва витамин К. Протромбинът съдържа остатъци от рядка аминокиселина - γ-карбоксиглутамат (съкратено обозначение - Gla). Тромбоцитните фосфолипиди, Ca2+ йони и коагулационните фактори Va и Xa участват в процеса на активиране на протромбина. Механизмът на активиране е представен по следния начин (Фигура 8).

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

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

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

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

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

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

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

Стабилизирането на фибриновия съсирек става под действието на ензима трансглутаминаза (фактор XIIIa). Този фактор също се активира от тромбина. Трансглутаминазата образува напречни връзки между фибриновите мономери, използвайки ковалентни изопептидни връзки.

91. Ролята на черния дроб във въглехидратната обмяна. Източници на кръвна глюкоза и пътища на метаболизма на глюкозата в черния дроб. Нивата на кръвната захар в ранна детска възраст .

Черният дроб е орган, който заема уникално място в метаболизма. Всяка чернодробна клетка съдържа няколко хиляди ензима, които катализират реакциите на множество метаболитни пътища. Следователно черният дроб изпълнява редица метаболитни функции в тялото. Най-важните от тях са:

• биосинтеза на вещества, които функционират или се използват в други органи. Тези вещества включват протеини на кръвната плазма, глюкоза, липиди, кетонови тела и много други съединения;
• биосинтеза на крайния продукт на азотния метаболизъм в организма - урея;
• участие в процесите на храносмилане - синтез на жлъчни киселини, образуване и отделяне на жлъчка;
• биотрансформация (модификация и конюгация) на ендогенни метаболити, лекарства и отрови;
• отделянето на някои метаболитни продукти (жлъчни пигменти, излишен холестерол, продукти за детоксикация).

Основната роля на черния дроб в метаболизма на въглехидратите е да поддържа постоянно ниво на глюкоза в кръвта. Това става чрез регулиране на съотношението на процесите на образуване и използване на глюкоза в черния дроб.

Чернодробните клетки съдържат ензима глюкокиназа, катализиращ реакцията на глюкозно фосфорилиране с образуването на глюкозо-6-фосфат. Глюкозо-6-фосфатът е ключов метаболит на въглехидратния метаболизъм; основните начини за неговата трансформация са показани на фигура 1.

31.2.1. Начини за използване на глюкозата.След хранене голямо количество глюкоза навлиза в черния дроб през порталната вена. Тази глюкоза се използва предимно за синтеза на гликоген (реакционната схема е показана на фигура 2). Съдържанието на гликоген в черния дроб на здрави хора обикновено варира от 2 до 8% от масата на този орган.

Гликолизата и пентозофосфатният път на окисление на глюкозата в черния дроб служат предимно като доставчици на прекурсорни метаболити за биосинтезата на аминокиселини, мастни киселини, глицерол и нуклеотиди. В по-малка степен окислителните пътища за преобразуване на глюкозата в черния дроб са източници на енергия за биосинтетичните процеси.

Фигура 1. Основни пътища на превръщане на глюкозо-6-фосфат в черния дроб. Цифрите показват: 1 - фосфорилиране на глюкоза; 2 - хидролиза на глюкозо-6-фосфат; 3 - синтез на гликоген; 4 - мобилизация на гликоген; 5 - пентозофосфатен път; 6 - гликолиза; 7 - глюконеогенеза.

Фигура 2. Схема на реакциите на синтез на гликоген в черния дроб.

Фигура 3. Схема на реакциите на мобилизиране на гликоген в черния дроб.

31.2.2. Начини за образуване на глюкоза.При някои състояния (при гладуване, нисковъглехидратна диета, продължителна физическа активност) нуждата на организма от въглехидрати надвишава количеството, което се абсорбира от стомашно-чревния тракт. В този случай образуването на глюкоза се извършва с помощта на глюкозо-6-фосфатаза, катализиращ хидролизата на глюкозо-6-фосфат в чернодробните клетки. Непосредственият източник на глюкозо-6-фосфат е гликогенът. Схемата за мобилизиране на гликоген е показана на фигура 3.

Мобилизирането на гликоген осигурява нуждите на човешкото тяло от глюкоза през първите 12-24 часа от гладуването. В по-късните периоди глюконеогенезата, биосинтезата от невъглехидратни източници, става основният източник на глюкоза.

Основните субстрати за глюконеогенезата са лактат, глицерол и аминокиселини (с изключение на левцин). Тези съединения първо се превръщат в пируват или оксалоацетат, ключови метаболити на глюконеогенезата.

Глюконеогенезата е процес, обратен на гликолизата. В същото време бариерите, създадени от необратими реакции на гликолиза, се преодоляват с помощта на специални ензими, които катализират байпас реакциите (виж Фигура 4).

От другите пътища на въглехидратния метаболизъм в черния дроб трябва да се отбележи превръщането на други хранителни монозахариди в глюкоза - фруктоза и галактоза.

Фигура 4. Гликолиза и глюконеогенеза в черния дроб.

Ензими, които катализират необратими реакции на гликолиза: 1 - глюкокиназа; 2 - фосфофруктокиназа; 3 - пируват киназа.

Ензими, които катализират байпас реакциите на глюконеогенезата: 4 - пируват карбоксилаза; 5 - фосфоенолпируват карбоксикиназа; 6-фруктоза-1,6-дифосфатаза; 7 - глюкозо-6-фосфатаза.

92. Ролята на черния дроб в липидния метаболизъм.

Хепатоцитите съдържат почти всички ензими, участващи в липидния метаболизъм. Следователно паренхимните клетки на черния дроб до голяма степен контролират съотношението между консумацията и синтеза на липиди в организма. Липидният катаболизъм в чернодробните клетки се извършва главно в митохондриите и лизозомите, биосинтезата - в цитозола и ендоплазмения ретикулум. Ключовият метаболит на липидния метаболизъм в черния дроб е ацетил-КоА,основните начини за формиране и използване на които са показани на фигура 5.

Фигура 5. Производство и използване на ацетил-КоА в черния дроб.

31.3.1. Метаболизъм на мастни киселини в черния дроб.Хранителните мазнини под формата на хиломикрони навлизат в черния дроб през системата на чернодробната артерия. Под влиянието липопротеинова липаза,разположени в капилярния ендотел, те се разграждат до мастни киселини и глицерол. Мастните киселини, проникващи в хепатоцитите, могат да претърпят окисление, модификация (скъсяване или удължаване на въглеродната верига, образуване на двойни връзки) и да се използват за синтеза на ендогенни триацилглицероли и фосфолипиди.

31.3.2. Синтез на кетонни тела.По време на β-окислението на мастни киселини в митохондриите на черния дроб се образува ацетил-КоА, който претърпява по-нататъшно окисление в цикъла на Кребс. Ако има дефицит на оксалоацетат в чернодробните клетки (например по време на гладуване, захарен диабет), тогава възниква кондензация на ацетилови групи с образуването на кетонни тела (ацетоацетат, β-хидроксибутират, ацетон).Тези вещества могат да служат като енергийни субстрати в други тъкани на тялото (скелетни мускули, миокард, бъбреци, а при продължително гладуване - мозък). Черният дроб не използва кетонни тела. При излишък на кетонови тела в кръвта се развива метаболитна ацидоза. Схемата за образуване на кетонни тела е на фигура 6.

Фигура 6. Синтез на кетонни тела в митохондриите на черния дроб.

31.3.3. Образуване и начини на използване на фосфатидна киселина.Общият прекурсор на триацилглицероли и фосфолипиди в черния дроб е фосфатидната киселина. Синтезира се от глицерол-3-фосфат и две ацил-КоА - активни форми на мастни киселини (Фигура 7). Глицерол-3-фосфатът може да се образува или от дихидроксиацетон фосфат (метаболит на гликолизата), или от свободен глицерол (продукт на липолизата).

Фигура 7. Образуване на фосфатидна киселина (схема).

За синтеза на фосфолипиди (фосфатидилхолин) от фосфатидна киселина е необходим достатъчен прием на храна липотропни фактори(вещества, които предотвратяват развитието на мастна дегенерация на черния дроб). Тези фактори включват холин, метионин, витамин В12, фолиева киселинаи някои други вещества. Фосфолипидите са включени в липопротеиновите комплекси и участват в транспорта на липидите, синтезирани в хепатоцитите, до други тъкани и органи. Липсата на липотропни фактори (със злоупотреба с мазни храни, хроничен алкохолизъм, захарен диабет) допринася за факта, че фосфатидната киселина се използва за синтеза на триацилглицероли (неразтворими във вода). Нарушаването на образуването на липопротеини води до натрупване на излишък от TAG в чернодробните клетки (мастна дегенерация) и функцията на този орган е нарушена. Начините за използване на фосфатидната киселина в хепатоцитите и ролята на липотропните фактори са показани на фигура 8.

Фигура 8. Използване на фосфатидна киселина за синтезтриацилглицероли и фосфолипиди. Липотропните фактори са отбелязани с *.

31.3.4. образуване на холестерол.Черният дроб е основното място за синтеза на ендогенния холестерол. Това съединение е необходимо за изграждането на клетъчните мембрани, е предшественик на жлъчни киселини, стероидни хормони, витамин D3. Първите две реакции на синтеза на холестерол приличат на синтеза на кетонни тела, но протичат в цитоплазмата на хепатоцита. Ключовият ензим в синтеза на холестерола е β -хидрокси-β -метилглутарил-CoA редуктаза (HMG-CoA редуктаза)инхибирани от излишния холестерол и жлъчни киселини съгласно принципа на отрицателната обратна връзка (Фигура 9).

Фигура 9. Синтез на холестерол в черния дроб и неговата регулация.

31.3.5. образуване на липопротеини.Липопротеините са протеиново-липидни комплекси, които включват фосфолипиди, триацилглицероли, холестерол и неговите естери, както и протеини (апопротеини). Липопротеините транспортират водонеразтворимите липиди до тъканите. В хепатоцитите се образуват два класа липопротеини - липопротеини с висока плътност (HDL) и липопротеини с много ниска плътност (VLDL).

93. Ролята на черния дроб в азотната обмяна. Начини за използване на фонда от аминокиселини в черния дроб. Характеристики в детството .

Черният дроб е орган, който регулира приема на азотни вещества в тялото и тяхното отделяне. В периферните тъкани непрекъснато протичат реакции на биосинтеза с помощта на свободни аминокиселини или те се освобождават в кръвта по време на разграждането на тъканните протеини. Въпреки това нивото на протеините и свободните аминокиселини в кръвната плазма остава постоянно. Това се дължи на факта, че чернодробните клетки имат уникален набор от ензими, които катализират специфични реакции на протеиновия метаболизъм.

31.4.1. Начини за използване на аминокиселини в черния дроб.След поглъщане на протеинови храни голямо количество аминокиселини навлиза в чернодробните клетки през порталната вена. Тези съединения могат да претърпят редица трансформации в черния дроб, преди да навлязат в общото кръвообращение. Тези реакции включват (Фигура 10):

а) използването на аминокиселини за синтеза на протеини;

б) трансаминиране - път за синтез на неесенциални аминокиселини; също така осъществява връзката на метаболизма на аминокиселините с глюконеогенезата и общия път на катаболизма;

в) дезаминиране - образуване на α-кето киселини и амоняк;

г) синтез на урея - начинът за неутрализиране на амоняка (виж схемата в раздел "Обмен на протеини");

д) синтез на непротеинови азотсъдържащи вещества (холин, креатин, никотинамид, нуклеотиди и др.).

Фигура 10. Обмен на аминокиселини в черния дроб (схема).

31.4.2. Биосинтеза на протеини.Много плазмени протеини се синтезират в чернодробните клетки: албумини(около 12 г на ден), повечето α- и β-глобулини,включително транспортни протеини (феритин, церулоплазмин, транскортин, ретинол-свързващ протеини т.н.). Много фактори на кръвосъсирването (фибриноген, протромбин, проконвертин, проакселерини др.) също се синтезират в черния дроб.

94. Компартментализация на метаболитните процеси в черния дроб. Регулиране на посоката на потока на метаболитите през мембраните на вътреклетъчните (субклетъчни) структури. Значение в интегрирането на метаболизма.

Клетката е сложна функционална система, която регулира поддържането на живота. Разнообразието от клетъчни функции се осигурява от пространствено и времево (предимно в зависимост от ритъма на хранене) регулиране на определени метаболитни пътища. Пространствената регулация е свързана със стриктното локализиране на определени ензими в различни

Таблица 2-3. Видове метаболитни пътища

органели. И така, в ядрото има ензими, свързани със синтеза на ДНК и РНК молекули, в цитоплазмата - гликолизни ензими, в лизозомите - хидролитични ензими, в митохондриалната матрица - ТСА ензими, във вътрешната мембрана на митохондриите - ензими на електрона транспортна верига и др. (Фигура 2-29). Такава субклетъчна локализация на ензимите допринася за организирането на биохимичните процеси и повишава скоростта на метаболизма.

95. Ролята на черния дроб в неутрализирането на ксенобиотиците. Механизми на неутрализиране на веществата в черния дроб. Етапи (фази) на химична модификация. Ролята на реакциите на конюгиране в детоксикацията на метаболитни продукти и лекарства (примери). Лекарствен метаболизъм при малки деца.

Основният представител на неспецифичните кръвни транспортни системи е серумът албумин.Този протеин може да свързва почти всички екзогенни и ендогенни вещества с ниско молекулно тегло, което до голяма степен се дължи на способността му лесно да променя конформацията на своята молекула и голям брой хидрофобни области в молекулата.

Чрез нековалентни връзки с кръвния албумин се свързват различни вещества: водородни, йонни, хидрофобни. В същото време различни групи вещества взаимодействат с определени групи албумин, причинявайки характерни промени в конформацията на неговата молекула. Има идея, че веществата, които са силно свързани с кръвните протеини, обикновено се екскретират от черния дроб с жлъчката, а веществата, които образуват слаби комплекси с протеини, се екскретират от бъбреците с урината.

Свързването на лекарства с кръвните протеини намалява скоростта на тяхното използване в тъканите и създава известен резерв от тях в кръвния поток. Интересно е да се отбележи, че при пациенти с хипоалбуминемия нежеланите реакции са по-чести, когато се прилагат лекарства поради нарушение на транспорта им до таргетните клетки.

33.4.3. вътреклетъчни транспортни системи.В цитоплазмата на чернодробните клетки и други органи има протеини-носители, които преди са били обозначени като Y- и Z протеиниили лигандини.Сега е установено, че тези протеини са различни изоензими на глутатион-S-трансфераза. Тези протеини свързват голям брой различни съединения: билирубин, мастни киселини, тироксин, стероиди, канцерогени, антибиотици (бензилпеницилин, цефазолин, хлорамфеникол, гентамицин). Известно е, че тези трансферази играят роля в транспорта на тези вещества от кръвната плазма през хепатоцитите до черния дроб.

5. Фази на метаболизма на ксенобиотиците.

Метаболизмът на ксенобиотиците включва два етапа (фази):

1) фаза на модификация- процес на промяна на структурата на ксенобиотика, в резултат на което се освобождават или появяват нови полярни групи (хидроксил, карбоксил амин). Това се случва в резултат на реакции на окисление, редукция, хидролиза. Получените продукти стават по-хидрофилни от изходните материали.

2) фаза на конюгация- процес на свързване на различни биомолекули към молекула на модифициран ксенобиотик с помощта на ковалентни връзки. Това улеснява елиминирането на ксенобиотиците от тялото.

96. Монооксигеназна окислителна верига в мембраните на ендоплазмения ретикулум на чернодробните клетки, компоненти, последователност от реакции, роля в метаболизма на ксенобиотици и природни съединения. Цитохром Р 450. Индуктори и инхибитори на микрозомални монооксигенази.

Основният тип реакции на тази фаза на биотрансформация е микрозомално окисление.Това се случва с участието на ензими от монооксигеназната електротранспортна верига. Тези ензими са вградени в мембраните на ендоплазмения ретикулум на хепатоцитите (Фигура 1).

Източникът на електрони и протони в тази верига е NADPH + H + , който се образува в реакциите на пентозофосфатния път на окисление на глюкозата. Междинният акцептор на Н+ и е- е флавопротеин, съдържащ коензима FAD. Последната връзка във веригата на микрозомалното окисление - цитохром Р-450.

Цитохром Р-450 е сложен протеин, хромопротеин, съдържащ хем като простетична група. Цитохром P-450 получи името си поради факта, че образува силен комплекс с въглероден окис CO, който има максимум на абсорбция при 450 nm. Цитохром Р-450 има ниска субстратна специфичност. Може да взаимодейства с голям брой субстрати. Общото свойство на всички тези субстрати е неполярността.

Цитохром Р-450 активира молекулярния кислород и окисления субстрат, като променя тяхната електронна структура и улеснява процеса на хидроксилиране. Механизмът на субстратно хидроксилиране, включващ цитохром Р-450, е ​​показан на фигура 2.

Фигура 2. Механизмът на хидроксилиране на субстрата с участието на цитохром Р-450.

В този механизъм могат условно да се разграничат 5 основни етапа:

1. Окисленото вещество (S) образува комплекс с окислената форма на цитохром Р-450;

2. Този комплекс се редуцира от електрон с NADPH;

3. Редуцираният комплекс се свързва с молекулата на О2;

4. Относно 2 в комплекса добавя още един електрон с NADPH;

5. Комплексът се разлага с образуването на молекулата H2O, окислената форма на цитохром Р-450 и хидроксилирания субстрат (S-OH).

За разлика от митохондриалната дихателна верига, преносът на електрони в монооксигеназната верига не съхранява енергия под формата на АТФ. Следователно микрозомалното окисление е свободно окисляване.

В повечето случаи хидроксилирането на чужди вещества намалява тяхната токсичност. В някои случаи обаче могат да се образуват продукти с цитотоксични, мутагенни и канцерогенни свойства.

97. Ролята на бъбреците за поддържане на хомеостазата на организма. Механизми на ултрафилтрация, тубулна реабсорбция и секреция. Хормони, които влияят на диурезата. Физиологична протеинурия и креатинурия при деца .

Основната функция на бъбреците е да поддържат постоянството на вътрешната среда на човешкото тяло. Обилното кръвоснабдяване (за 5 минути цялата кръв, циркулираща в съдовете, преминава през бъбреците) определя ефективното регулиране на кръвния състав от бъбреците. Благодарение на това се поддържа и съставът на вътреклетъчната течност. С участието на бъбреците се извършват:

• отстраняване (отделяне) на крайните продукти на метаболизма.Бъбреците участват в отделянето на вещества от тялото, които, ако се натрупат, инхибират ензимната активност. Бъбреците също отстраняват водоразтворимите чужди вещества или техните метаболити от тялото.
• регулиране на йонния състав на телесните течности.Минералните катиони и аниони, присъстващи в телесните течности, участват в много физиологични и биохимични процеси. Ако концентрацията на йони не се поддържа в относително тесни граници, тези процеси ще бъдат нарушени.
• регулиране на водното съдържание в телесните течности (осморегулация).Това е от голямо значение за поддържане на осмотичното налягане и обема на течностите на стабилно ниво.
• регулиране на концентрацията на водородни йони (pH) в телесните течности. pH на урината може да варира в широк диапазон, което гарантира постоянството на pH на други биологични течности. Това определя оптималното функциониране на ензимите и възможността за катализираните от тях реакции.
• регулиране на кръвното налягане.Бъбреците синтезират и освобождават в кръвта ензима ренин, който участва в образуването на ангиотензин, мощен вазоконстрикторен фактор.
• регулиране на нивата на кръвната глюкоза.В кортикалния слой на бъбреците се осъществява глюконеогенезата - синтезът на глюкоза от невъглехидратни съединения. Ролята на този процес се увеличава значително при продължително гладуване и други екстремни ефекти.
• Активиране на витамин D.Биологично активният метаболит на витамин D, калцитриол, се образува в бъбреците.
• регулиране на еритропоезата.Бъбреците синтезират еритропоетин, който увеличава броя на червените кръвни клетки в кръвта.

34.2. Механизми на процесите на ултрафилтрация, тубулна реабсорбция и секреция в бъбреците.

1. ултрафилтрация през капилярите на гломерула;
2. селективна реабсорбция на течности в проксималния тубул, бримката на Henle, дисталния тубул и събирателния канал;
3. селективна секреция в лумена на проксималните и дисталните тубули, често свързана с реабсорбция.

34.2.2. Ултрафилтрация.В резултат на ултрафилтрация, протичаща в гломерулите, всички вещества с молекулно тегло под 68 000 Da се отстраняват от кръвта и се образува течност, наречена гломерулен филтрат. Веществата се филтрират от кръвта в гломерулните капиляри през пори с диаметър около 5 nm. Скоростта на ултрафилтрация е доста стабилна и е около 125 ml ултрафилтрат на минута. Химичният състав на гломерулния филтрат е подобен на кръвната плазма. Съдържа глюкоза, аминокиселини, водоразтворими витамини, определени хормони, урея, пикочна киселина, креатин, креатинин, електролити и вода. Практически липсват протеини с молекулно тегло над 68 000 Da. Ултрафилтрацията е пасивен и неселективен процес, тъй като заедно с „отпадъчните“ вещества от кръвта се отстраняват и необходимите за живота вещества. Ултрафилтрацията зависи само от размера на молекулите.

34.2.3. тубулна реабсорбция.Реабсорбцията или обратната абсорбция на вещества, които могат да бъдат използвани от тялото, се случва в тубулите. В проксималните извити тубули повече от 80% от веществата се абсорбират обратно, включително цялата глюкоза, почти всички аминокиселини, витамини и хормони, около 85% натриев хлорид и вода. Механизмът на абсорбция може да бъде описан с помощта на глюкоза като пример.

С участието на Na +, K + -АТФаза, разположена върху базолатералната мембрана на тубулните клетки, Na + йони се прехвърлят от клетките в междуклетъчното пространство, а оттам в кръвта и се екскретират от нефрона. В резултат на това се създава концентрационен градиент на Na+ между гломерулния филтрат и съдържанието на тубулните клетки. Чрез улеснена дифузия Na+ от филтрата прониква в клетките, а едновременно с катионите в клетките навлиза и глюкозата (срещу концентрационния градиент!). По този начин концентрацията на глюкоза в клетките на тубулите на бъбреците става по-висока, отколкото в извънклетъчната течност, а протеините-носители осъществяват улеснена дифузия на монозахарида в междуклетъчното пространство, откъдето той навлиза в кръвта.

Фигура 34.2. Механизмът на реабсорбция на глюкоза в проксималните тубули на бъбреците.

Високомолекулни съединения - протеини с молекулно тегло по-малко от 68 000, както и екзогенни вещества (например рентгеноконтрастни препарати), които навлизат в лумена на тубулите по време на ултрафилтрация, се екстрахират от филтрата чрез пиноцитоза, протичаща в основата на микровилите. Те са вътре в пиноцитните везикули, към които са прикрепени първичните лизозоми. Хидролитичните ензими на лизозомите разграждат протеините до аминокиселини, които или се използват от самите тубулни клетки, или преминават чрез дифузия в перитубулните капиляри.

34.2.4. тубулна секреция.Нефронът има няколко специализирани системи, които секретират вещества в лумена на тубула, като ги транспортират от кръвната плазма. Най-изследвани са тези системи, които са отговорни за секрецията на K + , H + , NH4 + , органични киселини и органични основи.

Секрецията на К + в дисталните тубули - активен процес, свързан с реабсорбцията на Na + йони. Този процес предотвратява задържането на К+ в организма и развитието на хиперкалиемия. Механизмите на секреция на протони и амониеви йони се свързват главно с ролята на бъбреците в регулирането на киселинно-алкалния статус. Системата, участваща в секрецията на органични киселини, е свързана с екскрецията на лекарства и други чужди вещества от тялото. Това очевидно се дължи на функцията на черния дроб, който осигурява модификацията на тези молекули и тяхното свързване с глюкуронова киселина или сулфат. Образуваните по този начин два вида конюгати се транспортират активно от система, която разпознава и отделя органични киселини. Тъй като конюгираните молекули имат висока полярност, след като бъдат прехвърлени в лумена на нефрона, те вече не могат да дифундират обратно и се екскретират в урината.

34.3. Хормонални механизми на регулация на бъбречната функция

34.3.1. В регулирането на образуването на урина в отговор на осмотични и други сигнали участват:

а) антидиуретичен хормон;

б) система ренин-ангиотензин-алдостерон;

в) система от предсърдни натриуретични фактори (атриопептидна система).

34.3.2. Антидиуретичен хормон (ADH, вазопресин). ADH се синтезира предимно в хипоталамуса като прекурсорен протеин, натрупва се в нервните окончания на задната хипофизна жлеза, откъдето хормонът се секретира в кръвта.

Сигналът за секрецията на ADH е повишаването на осмотичното налягане на кръвта. Това може да се случи при недостатъчен прием на вода, прекомерно изпотяване или след поглъщане на големи количества сол. Прицелните клетки за ADH са бъбречните тубулни клетки, съдовите гладкомускулни клетки и чернодробните клетки.

Ефектът на ADH върху бъбреците е да задържа вода в тялото чрез стимулиране на нейната реабсорбция в дисталните тубули и събирателните канали. Взаимодействието на хормона с рецептора активира аденилатциклазата и стимулира образуването на сАМР. Под действието на cAMP-зависима протеин киназа, протеините на мембраната, обърната към лумена на тубулите, се фосфорилират. Това дава на мембраната способността да транспортира вода без йони в клетките. Водата навлиза по концентрационен градиент, т.к тубулната урина е хипотонична по отношение на съдържанието на клетката.

След прием на голямо количество вода, осмотичното налягане на кръвта намалява и синтезът на ADH спира. Стените на дисталните тубули стават непропускливи за вода, реабсорбцията на вода намалява и в резултат на това се отделя голям обем хипотонична урина.

Заболяването, причинено от дефицит на ADH, се нарича безвкусен диабет. Може да се развие при невротропни вирусни инфекции, травматични мозъчни наранявания, тумори на хипоталамуса. Основният симптом на това заболяване е рязко увеличаване на диурезата (до 10 или повече литра на ден) с намалена (1,001-1,005) относителна плътност на урината.

34.3.3. Ренин-ангиотензин-алдостерон.Поддържането на стабилна концентрация на натриеви йони в кръвта и обема на циркулиращата кръв се регулира от системата ренин-ангиотензин-алдостерон, която също влияе върху реабсорбцията на вода. Намаляването на обема на кръвта, причинено от загубата на натрий, стимулира група клетки, разположени в стените на аферентните артериоли - юкстагломеруларния апарат (JGA). Той включва специализирани рецепторни и секреторни клетки. Активирането на JGA води до освобождаване на протеолитичния ензим ренин от неговите секреторни клетки. Ренинът също се освобождава от клетките в отговор на понижаване на кръвното налягане.

Ренинът действа върху ангиотензиногена (протеин от α2-глобулиновата фракция) и го разцепва, за да образува декапептид на ангиотензин I. След това друг протеолитичен ензим разцепва два крайни аминокиселинни остатъка от ангиотензин I, за да образува ангиотензин II. Този октапептид е едно от най-активните средства за свиване на кръвоносните съдове, включително артериолите. В резултат на това кръвното налягане се повишава, бъбречният кръвоток и гломерулната филтрация намаляват.

В допълнение, ангиотензин II стимулира секрецията на хормона алдостерон от клетките на надбъбречната кора. Алдостеронът е хормон с директно действие, който действа върху дисталния извит тубул на нефрона. Този хормон индуцира синтеза в целевите клетки:

а) протеини, участващи в транспорта на Na+ през луминалната повърхност на клетъчната мембрана;

б) Na + ,K+ -ATPase, която се интегрира в контралуминалната мембрана и участва в транспорта на Na+ от тубулните клетки в кръвта;

в) митохондриални ензими, например цитрат синтаза;

г) ензими, участващи в образуването на мембранни фосфолипиди, което улеснява транспортирането на Na + в тубулните клетки.

По този начин алдостеронът увеличава скоростта на реабсорбция на Na + от бъбречните тубули (Na + йони са пасивно последвани от Cl - йони) и в крайна сметка, осмотичната реабсорбция на вода, стимулира активния трансфер на K + от кръвната плазма в урината.

34.3.4. предсърдни натриуретични фактори.Предсърдните мускулни клетки синтезират и секретират в кръвта пептидни хормони, които регулират диурезата, отделянето на електролити в урината и съдовия тонус. Тези хормони се наричат ​​атриопептиди (от думата atrium - предсърдие).

Атриопептидите на бозайниците, независимо от размера на молекулата, имат обща характерна структура. Във всички тези пептиди дисулфидната връзка между двата цистеинови остатъка образува 17-членна пръстенна структура. Тази пръстенна структура е от съществено значение за проявата на биологична активност: намаляването на дисулфидната група води до загуба на активни свойства. Две пептидни вериги се отклоняват от цистеиновите остатъци, представляващи N- и С-терминалните области на молекулата. Броят на аминокиселинните остатъци в тези области и атриопептидите се различават един от друг.

Фигура 34.3. Схема на структурата на α-натриуретичен пептид.

Специфични рецепторни протеини за атриопептиди са разположени върху плазмената мембрана на черния дроб, бъбреците и надбъбречните жлези, върху съдовия ендотел. Взаимодействието на атриопептидите с рецепторите е придружено от активиране на мембранно свързана гуанилат циклаза, която превръща GTP в цикличен гуанозин монофосфат (cGMP).

В бъбреците, под влияние на атриопептидите, се увеличава гломерулната филтрация и диурезата, увеличава се екскрецията на Na + в урината. В същото време кръвното налягане намалява, тонусът на гладкомускулните органи намалява и секрецията на алдостерон се инхибира.

Така в норма и двете регулаторни системи - атриопептид и ренин-ангиотензин - взаимно се балансират. Най-тежките патологични състояния са свързани с нарушение на този баланс - артериална хипертония поради стеноза на бъбречните артерии, сърдечна недостатъчност.

През последните години се появяват все повече съобщения за употребата на атриопептидни хормони при сърдечна недостатъчност, в ранните етапи на която се наблюдава намаляване на производството на този хормон.

98. Най-важните биополимери на съединителната тъкан и междуклетъчния матрикс (колаген, еластин, протеогликани), състав, пространствена структура, биосинтеза, функции.

Основните компоненти на екстрацелуларния матрикс са структурните протеини колаген и еластин, гликозаминогликани, протеогликани, както и неколагенови структурни протеини (фибронектин, ламинин, тенасцин, остеонектин и др.). Колагените са семейство от свързани фибриларни протеини, секретирани от клетки на съединителната тъкан. Колагените са най-често срещаните протеини не само в междуклетъчния матрикс, но и в организма като цяло, те съставляват около 1/4 от всички протеини в човешкото тяло. Молекулите на колагена са изградени от три полипептидни вериги, наречени α-вериги. Идентифицирани са повече от 20 α-вериги, повечето от които имат 1000 аминокиселинни остатъка в състава си, но веригите се различават донякъде в аминокиселинната последователност. Колагенът може да съдържа три еднакви или различни вериги. Първичната структура на колагеновите α-вериги е необичайна, тъй като всяка трета аминокиселина в полипептидната верига е представена от глицин, около 1/4 аминокиселинни остатъци са пролин или 4-хидроксипролин, около 11% е аланин. Първичната структура на α-веригата на колагена също съдържа необичайна аминокиселина - хидроксилизин. Спирализираните полипептидни вериги, преплитащи се една около друга, образуват триверижна дясната суперспирална молекула - тропоколаген. Синтез и узряване: хидроксилиране на пролин и лизин до образуване на хидроксипролин (Hyp) и хидроксилизин (Hyl); гликозилиране на хидроксилизин; частична протеолиза - разцепване на "сигналния" пептид, както и N- и C-терминални пропептиди; образуване на тройна спирала. Колагените са основните структурни компоненти на органи и тъкани, които изпитват механичен стрес (кости, сухожилия, хрущяли, междупрешленни дискове, кръвоносни съдове), а също така участват в образуването на стромата на паренхимните органи.

Еластинът има подобни на каучук свойства. Еластиновите нишки, съдържащи се в белодробните тъкани, в стените на съдовете, в еластичните връзки, могат да бъдат разтегнати до няколко пъти нормалната си дължина, но след премахване на натоварването те се връщат в сгъната конформация. Еластинът съдържа около 800 аминокиселинни остатъка, сред които преобладават аминокиселини с неполярни радикали, като глицин, валин, аланин. Еластинът съдържа доста много пролин и лизин, но само малко хидроксипролин; хидроксилизинът напълно липсва. Протеогликаните са високомолекулни съединения, състоящи се от протеин (5-10%) и глюкозаминогликани (90-95%). Те образуват основното вещество на междуклетъчния матрикс на съединителната тъкан и могат да представляват до 30% от сухата маса на тъканта. Основният протеогликан на хрущялната матрица се нарича агрекан. Това е много голяма молекула, в която към една полипептидна верига са прикрепени до 100 вериги от хондроитин сулфати и около 30 вериги от кератан сулфати (четка). В хрущялната тъкан молекулите на агрекан се събират в агрегати с хаалуронова киселина и малък свързващ протеин.

Малките протеогликани са протеогликани с ниско молекулно тегло. Те се намират в хрущялите, сухожилията, връзките, менискусите, кожата и други видове съединителна тъкан. Тези протеогликани имат малък основен протеин, към който са прикрепени една или две гликозаминогликанови вериги. Най-изследвани са декорин, бигликан, фибромодулин, лумикан, перлекан. Те могат да се свържат с други компоненти на съединителната тъкан и да повлияят на тяхната структура и функция. Например декоринът и фибромодулинът се прикрепват към колагенови фибрили тип II и ограничават техния диаметър. Протеогликаните на базалната мембрана са силно хетерогенни. Това са предимно протеогликани, съдържащи хепаран сулфат (SHPG).

99. Характеристики на метаболизма в скелетните мускули и миокарда: характеристики на основните протеини, молекулярни механизми на мускулна контракция, енергийно осигуряване на мускулна контракция.

Мускулната тъкан съставлява 40-42% от телесното тегло. Основната динамична функция на мускулите е да осигурят мобилност чрез свиване и последващо отпускане. Когато мускулите се свиват, се извършва работа, свързана с преобразуването на химическата енергия в механична.

Има три вида мускулна тъкан: скелетна, сърдечна и гладка мускулна тъкан.

Съществува и разделение на гладки и набраздени (набраздени) мускули. Набраздените мускули, в допълнение към скелетните, включват мускулите на езика и горната трета на хранопровода, външните мускули на очната ябълка и някои други. Морфологично миокардът принадлежи към набраздената мускулатура, но в редица други аспекти заема междинно положение между гладката и набраздената мускулатура.

МОРФОЛОГИЧНА ОРГАНИЗАЦИЯ НА ИВИЧЕСТИЯ МУСКУЛ

Набраздения мускул се състои от множество удължени влакна или мускулни клетки. Двигателните нерви влизат в мускулното влакно в различни точки и предават електрически импулс към него, причинявайки свиване. Мускулното влакно обикновено се разглежда като гигантска многоядрена клетка, покрита с еластична мембрана - сарколема (фиг. 20.1). Диаметърът на функционално зряло набраздено мускулно влакно обикновено е между 10 и 100 µm, а дължината на влакното често съответства на дължината на мускула.

Във всяко мускулно влакно в полутечната саркоплазма по дължината на влакното има много нишковидни образувания - миофибрили (обикновено с дебелина под 1 микрон), които, подобно на цялото влакно като цяло, имат напречна ивица, често под формата на снопчета. Напречната набразденост на влакното, която зависи от оптичната хетерогенност на протеиновите вещества, локализирани във всички миофибрили на едно и също ниво, лесно се открива при изследване на скелетните мускулни влакна в поляризационен или фазово-контрастен микроскоп.

Мускулната тъкан на възрастни животни и хора съдържа от 72 до 80% вода. Около 20-28% от масата на мускула пада върху сухия остатък, главно протеини. В допълнение към протеините, сухият остатък включва гликоген и други въглехидрати, различни липиди, екстрактивни азотсъдържащи вещества, соли на органични и неорганични киселини и други химични съединения.

Повтарящият се елемент на набраздената миофибрила е саркомерът, участък от миофибрилата, чиито граници са тесни Z-линии. Всяка миофибрила се състои от няколкостотин саркомери. Средната дължина на саркомера е 2,5-3,0 μm. В средата на саркомера има зона с дължина 1,5-1,6 μm, която във фазово-контрастен микроскоп е тъмна. При поляризирана светлина дава силно двойно пречупване. Тази зона обикновено се нарича диск А (анизотропен диск). В центъра на диск А е линията М, която може да се наблюдава само с електронен микроскоп. Средната част на диск А е заета от зона Н с по-слабо двойно пречупване. И накрая, има изотропни дискове или I дискове с много ниско двойно пречупване. Във фазово-контрастен микроскоп те изглеждат по-леки от дискове A. Дължината на дискове I е около 1 µm. Всяка от тях е разделена на две равни половини от Z-мембрана или Z-линия.

Протеините, които изграждат саркоплазмата, са протеини, които са разтворими в солена среда с ниска йонна сила. По-рано приетото разделение на саркоплазмените протеини на миоген, глобулин X, миоалбумин и пигментни протеини до голяма степен е загубило значението си, тъй като съществуването на глобулин X и миоген като отделни протеини в момента се отрича. Установено е, че глобулин X е смес от различни протеинови вещества със свойствата на глобулини. Терминът "миоген" също е сборен термин. По-специално, съставът на протеините от миогенната група включва редица протеини, надарени с ензимна активност: например гликолизни ензими. Саркоплазмените протеини включват също дихателния пигмент миоглобин и различни ензимни протеини, локализирани главно в митохондриите и катализиращи процесите на тъканно дишане, окислително фосфорилиране, както и много аспекти на азотния и липидния метаболизъм. Наскоро беше открита група саркоплазмени протеини, паравалбумини, които са способни да свързват Ca2+ йони. Физиологичната им роля все още е неясна.

Групата на миофибриларните протеини включва миозин, актин и актомиозин - протеини, разтворими в солна среда с висока йонна сила, и така наречените регулаторни протеини: тропомиозин, тропонин, α- и β-актинин, които образуват един комплекс с актомиозина в мускул. Изброените миофибриларни протеини са тясно свързани с контрактилната функция на мускулите.

Помислете до какво се свеждат идеите за механизма на променливо свиване и отпускане на мускулите. Понастоящем се приема, че биохимичният цикъл на мускулна контракция се състои от 5 етапа (фиг. 20.8):

1) миозиновата "глава" може да хидролизира АТФ до ADP и H3PO4 (Pi), но не осигурява освобождаването на хидролизни продукти. Следователно този процес е по-скоро стехиометричен, отколкото каталитичен по природа (виж фиг.);

3) това взаимодействие осигурява освобождаването на ADP и H3PO4 от комплекса актин-миозин. Актомиозиновата връзка има най-ниска енергия при ъгъл от 45 °, следователно ъгълът на миозина с оста на фибрила се променя от 90 ° на 45 ° (приблизително) и актинът се придвижва (с 10-15 nm) към центъра на саркомера (виж фиг.);

4) нова молекула АТФ се свързва с комплекса миозин-F-актин

5) комплексът миозин-АТФ има нисък афинитет към актин и следователно се получава отделяне на "главата" на миозина (АТФ) от F-актина. Последният етап всъщност е релаксация, която ясно зависи от свързването на АТФ към комплекса актин-миозин (виж фиг. 20.8, д). След това цикълът се възобновява.

100. Особености на метаболизма в нервната тъкан. Биологично активни молекули на нервната тъкан.

Характеристики на метаболизма в нервната тъкан: много липиди, малко въглехидрати, без резерв, висок обмен на дикарбоксилни киселини, глюкозата е основният източник на енергия, малко гликоген, така че мозъкът зависи от доставката на глюкоза от кръвта, интензивно респираторен метаболизъм, кислородът се използва постоянно и нивото не се променя, метаболитните процеси са изолирани поради кръвно-мозъчната бариера, висока чувствителност към хипоксия и хипогликемия. невроспецифични протеини (NSP) - биологично активни молекули, специфични за нервните тъкани и изпълняващи функции, характерни за нервната система. Миелинов основен протеин. Неврон-специфична енолаза. Протеин S-100 и др.

101. Връзката между метаболизма на аминокиселините, мазнините и въглехидратите. Схемата за превръщане на глюкоза и аминокиселини в мазнини. Схема за синтез на глюкоза от аминокиселини. Схема на образуване на въглеродния скелет на аминокиселините от въглехидрати и глицерол.

В черния дроб се извършва най-важната трансформация на мастни киселини, от които се синтезират мазнини, характерни за този вид животни. Под действието на ензима липаза мазнините се разграждат до мастни киселини и глицерол. По-нататъшната съдба на глицерина е подобна на съдбата на глюкозата. Трансформацията му започва с участието на АТФ и завършва с разлагане до млечна киселина, последвано от окисление до въглероден диоксид и вода. Понякога, ако е необходимо, черният дроб може да синтезира гликоген от млечна киселина.Черният дроб също синтезира мазнини и фосфатиди, които влизат в кръвния поток и се транспортират в тялото. Той играе важна роля в синтеза на холестерол и неговите естери. При окисляването на холестерола в черния дроб се образуват жлъчни киселини, които се отделят в жлъчката и участват в храносмилателния процес.

102. Диагностична стойност на определяне на метаболити в кръвта и урината.

Глюкозата обикновено се намира в урината на здрав човек в изключително малки дози, приблизително 0,03-0,05 g / l. Патологична глюкозурия: бъбречен диабет, захарен диабет, остър панкреатит, хипертиреоидизъм, стероиден диабет, дъмпинг синдром, миокарден инфаркт, изгаряния, тубулоинтерстициално увреждане на бъбреците, синдром на Кушинг. Протеинът не трябва да присъства в урината на здрав човек. Патологична протеинурия: при заболявания на пикочните пътища (възпалителна ексудация), при патология на бъбреците (увреждане на гломерулите), диабет, различни инфекциозни заболявания, интоксикации и др. Обикновено съдържанието на урея варира от 333 до 587 mmol / ден ( от 20 до 35 g / ден). При надвишаване на уреята се диагностицира треска, хиперфункция на щитовидната жлеза, пернициозна анемия след определени лекарства. Намаляване на уреята се наблюдава при токсемия, жълтеница, цироза на черния дроб, бъбречно заболяване, по време на бременност, с бъбречна недостатъчност, по време на диета с ниско съдържание на протеини. Анализът на урината за пикочна киселина се предписва при подозрение за дефицит на фолиева киселина, диагностика на нарушения на пуриновия метаболизъм, кръвни заболявания, диагностика на ендокринни заболявания и др. прием на калиев йодид, хинин , атропин, с дефицит на фолиева киселина. Повишени стойности на пикочната киселина се наблюдават при епилапсия, вирусен хепатит, цистиноза, синдром на Lesch-Nigan, лобарна пневмония, сърповидно-клетъчна анемия, болест на Уилсън-Коновалов, истинска лицитемия. Креатининът в анализа на урината при възрастни варира от 5,3 при жените и от 7,1 при мъжете до съответно 15,9 и 17,7 mmol / ден. Този показател се използва при оценка на бъбречната функция, предписва се и при бременност, диабет, ендокринни заболявания, загуба на тегло и остри и хронични бъбречни заболявания. Повишени стойности от нормата се наблюдават при физическо натоварване, захарен диабет, протеинова диета, анемия, повишен метаболизъм, инфекции, бременност, изгаряния, хипотиреоидизъм, отравяне с въглероден окис и др. Намалени стойности на креатинина при вегетарианска диета, левкемия, парализа, мускулна дистрофия, различни видове възпалителни заболявания, засягащи мускулите и др. Анализ на урината за фосфор се предписва при заболявания на скелетната система, бъбреците, паращитовидните жлези, обездвижване и лечение с витамин D. Ако нивото е превишено от нормата, левкемия е диагностицирана предразположеност към образуване на пикочни камъни, рахит, увреждане на бъбречните тубули, небъбречна ацидоза, хиперпаратироидизъм, фамилна хипофосфатемия. Когато нивото спадне, те диагностицират: различни инфекциозни заболявания (например туберкулоза), паратироидектомия, костни метастази, акромегалия, хипопаратироидизъм, остра жълта атрофия и др. Анализът се предписва за патология на сърдечно-съдовата система, неврологична патология и бъбречна недостатъчност. При повишаване на съдържанието на магнезий от нормата се определят: алкохолизъм, синдром на Бартер, болест на Адисон, ранни стадии на хронично бъбречно заболяване и др. Намаляване: недостатъчно съдържание на магнезий в храната, панкреатит, остра или хронична диария, дехидратация, синдром на малабсорбция и др. Калциевият анализ се предписва за оценка на паращитовидните жлези, диагностика на рахит, остеопороза, костни заболявания, заболявания на щитовидната жлеза и хипофизата. Нормалната активност е 10-1240 U/L. Анализът се предписва за вирусни инфекции, лезии на панкреаса и паротидните жлези, декомпенсиран диабет.

Стандартен биохимичен кръвен тест.

Глюкозата може да се понижи при някои ендокринни заболявания, нарушена чернодробна функция. Увеличаване на съдържанието на глюкоза се наблюдава при захарен диабет. Билирубин, може да определи как работи черният дроб. Увеличаването на нивото на общия билирубин е симптом на жълтеница, хепатит, запушване на жлъчните пътища. Ако съдържанието на свързания билирубин се повиши, тогава най-вероятно черният дроб е болен. Нивото на общия протеин пада при заболявания на черния дроб, бъбреците, продължителни възпалителни процеси, глад. Увеличаване на съдържанието на общия протеин може да се наблюдава при някои кръвни заболявания, заболявания и състояния, придружени от дехидратация. Намаляването на нивата на албумин може да показва заболявания на черния дроб, бъбреците или червата. Обикновено тази цифра се намалява при захарен диабет, тежки алергии, изгаряния и възпалителни процеси. Повишеният албумин е сигнал за нарушения в имунната система или метаболизма. Увеличаването на нивото на γ-глобулините показва наличието на инфекция и възпаление в организма. Намаляването може да означава имунен дефицит. При остри възпалителни процеси се наблюдава повишаване на съдържанието на α1-глобулини. Нивото на α2-глобулините може да се повиши при възпалителни и неопластични процеси, бъбречни заболявания и да се понижи при панкреатит и захарен диабет. Промяна в количеството на β-глобулините обикновено се наблюдава при нарушения на метаболизма на мазнините. С-реактивен протеин при възпалителни процеси, инфекции, тумори съдържанието му се повишава. Определянето на този показател е от голямо значение при ревматизъм и ревматоиден артрит. Увеличаването на нивата на холестерола е сигнал за развитие на атеросклероза, коронарна болест на сърцето, съдови заболявания и инсулт. Нивата на холестерола също се повишават при диабет, хронично бъбречно заболяване и намалена функция на щитовидната жлеза. Холестеролът става по-нисък от нормалното при повишена функция на щитовидната жлеза, хронична сърдечна недостатъчност, остри инфекциозни заболявания, туберкулоза, остър панкреатит и чернодробни заболявания, някои видове анемия и изтощение. Ако съдържанието на β-липопротеини е по-малко от нормалното, това показва нарушена чернодробна функция. Повишеното ниво на този показател показва атеросклероза, нарушен метаболизъм на мазнините и захарен диабет. Триглицеридите се повишават при бъбречно заболяване, намалена функция на щитовидната жлеза. Рязкото увеличение на този показател показва възпаление на панкреаса. Увеличаването на уреята показва бъбречно заболяване. Увеличаването на нивото на креатинина показва нарушение на бъбреците, диабет, заболявания на скелетната мускулатура. Нивото на пикочната киселина в кръвта може да се повиши при подагра, левкемия, остри инфекции, чернодробни заболявания, нефролитиаза, захарен диабет, хронична екзема, псориазис.Промяната в нивото на амилазата показва патология на панкреаса. Увеличаването на алкалната фосфатаза показва заболявания на черния дроб и жлъчните пътища. Увеличаването на показатели като ALT, AST, γ-GT показва нарушение на чернодробната функция. Промяната в концентрацията на фосфор и калций в кръвта показва нарушение на минералния метаболизъм, което се случва при бъбречни заболявания, рахит и някои хормонални нарушения.

Вещество, произведено от паращитовидните жлези, което е от протеинова природа, включващо няколко части (фрагменти), които се различават една от друга в последователността на аминокиселинните остатъци (I, II, III), заедно образуват паратиреоиден хормон.

Паратиреокрин, паратирин, С-терминал, ПТХ, ПТХ и накрая паратиреоиден хормон или паратхормон - под такива имена и съкращения в медицинската литература можете да намерите хормон, секретиран от малки (с размер на грахово зърно) сдвоени жлези (горни и долни двойки), които обикновено се намират на повърхността на най-голямата човешка ендокринна жлеза - "щитовидната жлеза".

Паратиреоидният хормон, произвеждан от тези паращитовидни жлези, контролира регулацията на метаболизма на калций (Ca) и (P), под негово влияние съдържанието на такъв важен за костната система (и не само) макроелемент се увеличава в кръвта.

Той дори не е на 50...

аминокиселинна последователност на човешки ПТХ и някои животни

Предположения за значението на паращитовидните жлези и веществото, което те произвеждат, са направени в зората на 20 век (1909 г.) от американския професор по биохимия Макколъм. При наблюдение на животни с отстранени паращитовидни жлези беше отбелязано, че в условия на значително намаляване на калция в кръвта те се преодоляват от тетанични конвулсии, което в крайна сметка причинява смъртта на организма. Въпреки това, инжекциите с калциеви солеви разтвори, дадени на експерименталните „по-малки братя“, страдащи от конвулсии, по неизвестна по това време причина, допринесоха за намаляване на конвулсивната активност и им помогнаха не само да оцелеят, но и да се върнат към почти нормално съществуване .

Някои разяснения относно мистериозното вещество се появяват 16 години по-късно (1925 г.), когато е открит екстракт, който има биологично активни (хормонални) свойства и повишава нивото на Ca в кръвната плазма.

Минават обаче много години и едва през 1970 г. чист паратироиден хормон е изолиран от паращитовидните жлези на бик. В същото време беше посочена атомната структура на новия хормон заедно с неговите връзки (първична структура). Освен това се оказа, че PTH молекулите се състоят от 84 аминокиселини, подредени в определена последователност, и една полипептидна верига.

Що се отнася до самата „фабрика“ за паратиреоиден хормон, тя може да се нарече фабрика с много голяма тежест, толкова е малка. Броят на "грах" в горната и долната част общо варира от 2 до 12 парчета, но класическият вариант се счита за 4. Теглото на всяко парче желязо също е много малко - от 25 до 40 милиграма. Когато щитовидната жлеза (TG) се отстрани поради развитието на онкологичния процес, паращитовидните жлези (PTG) като правило напускат тялото на пациента заедно с него. В други случаи, по време на операции на щитовидната жлеза, тези "грах" се отстраняват погрешно поради техния размер.

Нормата на паратироидния хормон

Скоростта на паратироидния хормон в кръвния тест се измерва в различни единици: μg / l, ng / l, pmol / l, pg / ml и има много малки цифрови стойности. С възрастта количеството на произведения хормон се увеличава, така че при възрастните хора съдържанието му може да бъде два пъти по-високо, отколкото при младите хора. Но за по-лесно разбиране от читателя е по-целесъобразно да представим най-често използваните мерни единици на паратиреоидния хормон и границите на нормата според възрастта в таблицата:

Очевидно е, че не е възможно да се определи нито една (точна) норма на паратироидния хормон, тъй като всяка клинична диагностична лаборатория, която изследва този лабораторен показател, използва свои собствени методи, единици за измерване и референтни стойности.

Междувременно също така е ясно, че няма разлики между мъжките и женските паращитовидни жлези и ако функционират правилно, нивата на ПТХ при мъжете и жените се променят само с възрастта. И дори в такива важни периоди от живота като бременността, паратироидният хормон трябва ясно да следва калция и да не излиза извън границите на общоприетите норми. Въпреки това, при жени с латентна патология (нарушение на калциевия метаболизъм), по време на бременност нивото на ПТХ може да се повиши. И този не е нормален вариант.

Какво е паратироиден хормон?

В момента се знае доста, ако не и всичко, за този интересен и важен хормон.

Едноверижен полипептид, съдържащ 84 аминокиселинни остатъка, секретиран от епителните клетки на паращитовидните жлези, се нарича непокътнат паратироиден хормон. По време на образуването обаче първо се появява не самият ПТХ, а неговият предшественик (препрохормон) - той се състои от 115 аминокиселини и едва след като влезе в апарата на Голджи, се трансформира в пълноценен паратиреоиден хормон, който се установява в опакована форма и се съхранява известно време в секреторни везикули, за да излезе оттам, когато концентрацията на Ca 2+ спадне.

Интактният хормон (PTH 1-84) може да се разпадне на по-къси пептиди (фрагменти), които имат различно функционално и диагностично значение:

• N-терминал, N-терминал, N-терминал (фрагменти 1 - 34) - пълноценен фрагмент, тъй като не е по-нисък по своята биологична активност от пептид, съдържащ 84 аминокиселини, той намира целевите клетъчни рецептори и взаимодейства с тях ;
• Средна част (44 - 68 фрагмента);
• С-терминал, С-терминална част, С-терминал (53–84 фрагмента).

Най-често, за да се идентифицират нарушения на ендокринната система в лабораторията, те прибягват до изследване на непокътнат хормон. Сред трите части С-терминалът е признат за най-значим в диагностичния план, той значително надминава другите две (среден и N-терминал) и следователно се използва за определяне на заболявания, свързани с нарушен метаболизъм на фосфор и калций.

Калций, фосфор и паратхормон

Скелетната система е основната структура, отлагаща калций, съдържа до 99% от общата маса на елемента в тялото, останалото, сравнително малко количество (около 1%), се концентрира в кръвната плазма, която е наситена с Ca, получавайки го от червата (където постъпва с храната и водата) и костите (при тяхното разграждане). Все пак трябва да се отбележи, че в костната тъкан калцият е предимно в слабо разтворима форма (кристали на хидроксиапатит) и само 1% от общия Ca на костите е фосфорно-калциеви съединения, които лесно се разлагат и отиват в кръвта.

Известно е, че съдържанието на калций не позволява специални дневни колебания в кръвта, оставайки на повече или по-малко постоянно ниво (от 2,2 до 2,6 mmol / l). Но все пак основната роля в много процеси (коагулационна функция на кръвта, нервно-мускулна проводимост, активност на много ензими, пропускливост на клетъчните мембрани), които осигуряват не само нормалното функциониране, но и самия живот на тялото, принадлежи на калция. йонизиран, чиято норма в кръвта е 1,1 - 1,3 mmol / l.

При липса на този химичен елемент в организма (или той не идва с храната, или преминава през чревния тракт?), Естествено, ще започне засилен синтез на паратиреоиден хормон, целта на което с всякакви средстваповишаване на нивото на Ca 2+ в кръвта. Във всеки случай, тъй като това увеличение ще се случи главно поради отстраняването на елемента от фосфорно-калциевите съединения на костното вещество, откъдето той напуска доста бързо, тъй като тези съединения не се различават по особена сила.

Увеличаването на плазмения калций намалява производството на ПТХ и обратно: веднага щом количеството на този химичен елемент в кръвта спадне, производството на паратиреоиден хормон веднага започва да показва тенденция към увеличаване. Повишаването на концентрацията на калциеви йони в такива случаи, паратиреоидният хормон се осъществява както поради директен ефект върху целевите органи - бъбреците, костите, дебелото черво, така и чрез индиректен ефект върху физиологичните процеси (стимулиране на производството на калцитриол, повишаване на ефективността на абсорбцията на калциеви йони в чревния тракт).

Действието на ПТХ

Клетките на прицелните органи носят рецептори, подходящи за ПТХ, и взаимодействието на паратиреоидния хормон с тях води до поредица от реакции, които водят до движение на Ca от клетъчните депа в извънклетъчната течност.

В костната тъкан PTH рецепторите се намират върху млади (остеобласти) и зрели (остеоцити) клетки. Основната роля в разтварянето на костните минерали обаче играе остеокласти- гигантски многоядрени клетки, принадлежащи към системата на макрофагите? Всичко е просто: тяхната метаболитна активност се стимулира от вещества, произведени от остеобластите. Паратиреоидният хормон кара остеокластите да работят интензивно, което води до увеличаване на производството на алкална фосфатаза и колагеназа, които чрез своето влияние причиняват разрушаване на основната субстанция на костите и по този начин подпомагат движението на Ca и P в извънклетъчното пространство. пространство от костната тъкан.

Мобилизирането на Ca от костите в кръвта, стимулирано от PTH, повишава реабсорбцията (реабсорбцията) на този макроелемент в бъбречните тубули, което намалява екскрецията му в урината и абсорбцията в чревния тракт. В бъбреците паратиреоидният хормон стимулира образуването на калцитриол, който заедно с паратиреоидния хормон и калцитонин също участва в регулацията на калциевия метаболизъм.

Паратиреоидният хормон намалява реабсорбцията на фосфор в бъбречните тубули, което допринася за повишеното му отстраняване през бъбреците и намаляване на съдържанието на фосфати в извънклетъчната течност, което от своя страна води до повишаване на концентрацията на Ca 2+ в кръвната плазма.

По този начин паратироидният хормон е регулатор на връзката между фосфор и калций (възстановява концентрацията на йонизиран калций на нивото на физиологичните стойности), като по този начин осигурява нормално състояние:

1. нервно-мускулна проводимост;
2. Функции на калциевата помпа;
3. ензимна активност;
4. Регулиране на метаболитните процеси под въздействието на хормони.

Разбира се, ако съотношението Ca / P се отклонява от нормалните граници, има признаци на заболяването.

Кога възниква заболяването?

Липсата на паращитовидните жлези (операция) или тяхната недостатъчност по някаква причина води до патологично състояние, т.нар. хипопаратироидизъм (Нивата на ПТХ в кръвта са ниски). Основният симптом на това състояние е неприемливо ниско ниво на калций в кръвния тест (хипокалцемия), което носи различни сериозни проблеми на тялото:

• неврологични разстройства;
• Заболявания на органите на зрението (катаракта);
• Патология на сърдечно-съдовата система;
• Болести на съединителната тъкан.

Пациент с хипотиреоидизъм има повишена нервно-мускулна проводимост, той се оплаква от тонични конвулсии, както и спазми (ларингоспазъм, бронхоспазъм) и конвулсии на мускулния апарат на дихателната система.

Междувременно повишеното производство на паратиреоиден хормон създава на пациента още повече проблеми, отколкото ниското му ниво.

Както бе споменато по-горе, под въздействието на паратиреоидния хормон се наблюдава ускорено образуване на гигантски клетки (остеокласти), които имат функцията да разтварят костните минерали и да я разрушават. („поглъщане“ на костна тъкан).

В случаите на неадекватно производство на паратироиден хормон (високи нива на хормона в кръвния тест) и, следователно, повишено образуване на остеокласти, тези клетки не се ограничават до фосфорно-калциевите съединения и „храната“, която би осигурила нормално съотношение на калций и фосфор в организма. Остеокластите могат да доведат до разрушаване на сложни съединения (мукополизахариди), които са част от основното вещество на костната тъкан. Тези гигантски клетки, тъй като са в голям брой, се заблуждават за слабо разтворими калциеви соли и започват да ги "изяждат", което води до декалцификация на костите. Костите, изпитващи големи страдания, стават изключително уязвими, тъй като такъв химичен елемент, необходим за тяхната здравина, като калций, напуска костната тъкан. Разбира се, нивото на калций в кръвта ще започне да се покачва нагоре.

Ясно е, че намаляването на Ca 2+ в кръвната плазма дава сигнал на паращитовидните жлези да увеличат производството на хормона, те „мислят“, че не е достатъчно, и започват да работят активно. Следователно възстановяването на нормалното ниво на калций в кръвта също трябва да служи като сигнал за спиране на такава енергична дейност. Това обаче не винаги е така.

Висок PTH

Патологичното състояние, при което производството на паратироиден хормон в отговор на повишаване на нивата на калций в кръвта се нарича хиперпаратироидизъм(в кръвния тест паратироидният хормон е повишен). Болестта може да бъде първично, вторично и дори третично.

Причини за първичен хиперпаратироидизъмможе да бъде:

1. Туморни процеси, засягащи пряко паращитовидните жлези (включително рак на панкреаса);
2. Дифузна хиперплазия на жлезите.

Прекомерното производство на паратироиден хормон води до повишено движение на калций и фосфати от костите, ускоряване на реабсорбцията на Ca и увеличаване на екскрецията на фосфорни соли през пикочната система (с урината). В кръвта в такива случаи, на фона на повишаване на PTH, се наблюдава високо ниво на калций (хиперкалциемия). Такива състояния са придружени от редица клинични симптоми:

• Обща слабост, летаргия на мускулния апарат, което се дължи на намаляване на нервно-мускулната проводимост и мускулна хипотония;
• Намалена физическа активност, бърза поява на чувство на умора след незначително усилие;
• Болезнени усещания, локализирани в отделни мускули;
• Повишен риск от фрактури в различни части на скелетната система (гръбначен стълб, бедро, предмишница);
• Развитието на уролитиаза (поради повишаване на нивото на фосфор и калций в тубулите на бъбреците);
• Намаляване на количеството фосфор в кръвта (хипофосфатемия) и поява на фосфати в урината (хиперфосфатурия).

Причини за повишена секреция на паратхормон в вторичен хиперпаратироидизъм, като правило, действат други патологични състояния:

1. ХБН (хронична бъбречна недостатъчност);
2. Липса на калциферол (витамин D);
3. Малабсорбция на калций в червата (поради факта, че болните бъбреци не са в състояние да осигурят адекватно образуване на калцитриол).

В този случай ниското ниво на калций в кръвта насърчава паращитовидните жлези да произвеждат активно своя хормон. Въпреки това, излишъкът от PTH все още не може да доведе до нормално съотношение фосфор-калций, тъй като синтезът на калцитриол оставя много да се желае и Ca 2+ се абсорбира много слабо в червата. Ниското ниво на калций при тези обстоятелства често е придружено от повишаване на фосфора в кръвта (хиперфосфатемия) и се проявява с развитие на остеопороза (увреждане на скелета поради повишено движение на Ca 2+ от костите).

Рядък вариант на хиперпаратироидизъм е третичен, се образува в някои случаи на тумор на панкреаса (аденоми) или хиперпластичен процес, локализиран в жлезите. Независимо повишеното производство на ПТХ елиминира хипокалциемията (нивото на Ca в кръвния тест се понижава) и води до увеличаване на съдържанието на този макроелемент, т.е. вече до хиперкалцемия.

Всички причини за промени в нивата на ПТХ в кръвен тест

Обобщавайки действията на паратироидния хормон в човешкото тяло, бих искал да улесня читателите, които търсят причини за повишаване или намаляване на стойностите на индикатора (PTH, PTH) в собствените си кръвен тест и отново избройте възможните варианти.

По този начин се наблюдава повишаване на концентрацията на хормона в кръвната плазма при:

• Засилена функция на панкреаса (първична), придружена от хиперплазия на паращитовидната жлеза, причинена от туморен процес (рак, карцином, аденом);
• Вторична хиперфункция на паращитовидните жлези, причината за която може да бъде тумор на островната тъкан на панкреаса, рак, хронична бъбречна недостатъчност, синдром на малабсорбция;
• Освобождаването на вещества, подобни на паратироидния хормон, от тумори на други локализации (освобождаването на тези вещества е най-характерно за бронхогенен рак и рак на бъбреците);
• Високи нива на калций в кръвта.

Трябва да се помни, че прекомерното натрупване на Ca 2+ в кръвта е изпълнено с отлагането на фосфорно-калциеви съединения в тъканите (предимно образуването на камъни в бъбреците).

Ниско ниво на ПТХ в кръвен тест възниква в следните случаи:

1. Вродена патология;
2. Погрешно отстраняване на паращитовидните жлези по време на хирургична операция на "щитовидната жлеза" (болест на Олбрайт);
3. Тиреоидектомия (пълно отстраняване както на щитовидната жлеза, така и на паращитовидните жлези поради злокачествен процес);
4. Излагане на радиоактивно лъчение (радиойодтерапия);
5. Възпалителни заболявания на панкреаса;
6. Автоимунен хипопаратироидизъм;
7. саркоидоза;
8. Прекомерна консумация на млечни продукти ("млечен алкален синдром");
9. мултиплен миелом (понякога);
10. тежка тиреотоксикоза;
11. Идиопатична хиперкалцемия (при деца);
12. Предозиране на калциферол (витамин D);
13. Повишаване функционалните способности на щитовидната жлеза;
14. Атрофия на костната тъкан след дълъг престой в неподвижно състояние;
15. Злокачествени новообразувания, които се характеризират с производството на простагландини или фактори, които активират костното разтваряне (остеолиза);
16. Остър възпалителен процес, локализиран в панкреаса;
17. Намалени нива на калций в кръвта.

Ако нивото на паратироидния хормон в кръвта е понижено и няма реакция към намаляване на концентрацията на калций в него, е възможно да се развие хипокалциемична криза, която има основен симптом тетанични конвулсии.

Спазмите на дихателната мускулатура (ларингоспазъм, бронхоспазъм) са животозастрашаващи, особено ако такова състояние се появи при малки деца.

Кръвен тест за ПТХ

Кръвен тест, който разкрива определено състояние на ПТХ (паратироидният хормон е повишен или понижен в кръвен тест), предполага не само изследването на този показател (обикновено чрез ензимен имуноанализ). Като правило, за пълнота, заедно с теста за PTH (PTH), се определя съдържанието на калций и фосфор. Освен това всички тези показатели (PTH, Ca, P) се определят в урината.

Кръвен тест за PTH се предписва за:

• Промени в концентрацията на калций в една или друга посока (ниско или високо ниво на Ca 2+);
• Остеосклероза на гръбначните тела;
• остеопороза;
• Кистозни образувания в костната тъкан;
• уролитиаза;
• Съмнение за неопластичен процес, засягащ ендокринната система;
• Неврофиброматоза (болест на Реклингхаузен).

Този кръвен тест не изисква специална подготовка. Кръвта се взема сутрин на празен стомах от кубиталната вена, както при всяко друго биохимично изследване.

Паратироидният хормон се синтезира от паращитовидните жлези. Според химичната си структура, това е едноверижен полипептид, който се състои от 84 аминокиселинни остатъка, лишен е от цистеин и има молекулно тегло 9500.

Синоними: паратироиден хормон, паратирин, ПТХ.

Повишаването на нивото на паратироидния хормон в кръвта може да показва наличието на първичен или вторичен хиперпаратиреоидизъм, синдром на Zolinger-Ellison, флуороза и увреждания на гръбначния мозък.

Биологичният предшественик на хормона паратиреоиден хормон е паратироидният хормон, който има 6 допълнителни аминокиселини в NH2 края. Пропаратироидният хормон се произвежда в гранулирания ендоплазмен ретикулум на главните клетки на паращитовидните жлези и се превръща в паратироиден хормон чрез протеолитично разцепване в комплекса на Голджи.

Функции на паратироидния хормон в организма

ПТХ има както анаболен, така и катаболен ефект върху костната тъкан. Неговата физиологична роля е да повлиява популацията на остеоцитите и остеобластите, в резултат на което се инхибира образуването на костна тъкан. Остеобластите и остеоцитите под въздействието на ПТХ секретират инсулиноподобен растежен фактор 1 и цитокини, които стимулират метаболизма на остеокластите. Последните от своя страна секретират колагеназа и алкална фосфатаза, които разрушават костния матрикс. Биологичното действие се осъществява чрез свързване със специфични рецептори на паратироидния хормон (PTH рецептори), разположени на клетъчната повърхност. Рецепторите за паратироиден хормон са разположени върху остеоцитите и остеобластите, но липсват върху остеокластите.

Паратиреоидният хормон индиректно увеличава екскрецията на фосфат от бъбреците, тубулната реабсорбция на калциевите катиони, като индуцира производството на калцитриол, повишава абсорбцията на калций в тънките черва. В резултат на действието на ПТХ, нивото на фосфатите в кръвта намалява, концентрацията на калций в кръвта се повишава и намалява в костите. В проксималните извити тубули ПТХ стимулира синтеза на активни форми на витамин D. Освен това функциите на паратироидния хормон включват повишаване на глюконеогенезата в бъбреците и черния дроб и увеличаване на липолизата в адипоцитите (клетки на мастната тъкан).

Концентрацията на паратироидния хормон в организма варира през целия ден, което е свързано с човешките биоритми и физиологичните характеристики на калциевия метаболизъм. В същото време максималното ниво на ПТХ в кръвта се наблюдава в 15:00 часа, а минималното - около 7:00 сутринта.

Патологичните състояния, при които паратироидният хормон е повишен, са по-чести при жените, отколкото при мъжете.

Основният регулатор на секрецията на паратироидния хормон по принципа на обратната връзка е нивото на извънклетъчния калций (стимулиращият ефект върху секрецията на паратироидния хормон води до намаляване на концентрацията на калциеви катиони в кръвта). Продължителният дефицит на калций води до хипертрофия и пролиферация на паратироидните клетки. Намаляването на концентрацията на йонизиран магнезий също стимулира секрецията на паратиреоиден хормон, но по-слабо изразена, отколкото в случая на калций. Високото ниво на магнезий инхибира производството на хормона (например при бъбречна недостатъчност). Витамин D 3 също има инхибиторен ефект върху секрецията на ПТХ.

При нарушаване на освобождаването на паратироидния хормон, калцият се губи от бъбреците, той се измива от костите и се нарушава абсорбцията в червата.

С увеличаване на концентрацията на паратироидния хормон се активират остеокластите и се увеличава резорбцията на костната тъкан. Това действие на ПТХ се медиира чрез остеобласти, които произвеждат медиатори, които стимулират диференциацията и пролиферацията на остеокластите. В случай на дългосрочно повишен ПТХ, костната резорбция преобладава над нейното образуване, което причинява развитие на остеопения. При прекомерно производство на паратироиден хормон се наблюдава намаляване на костната плътност (развитие на остеопороза), което увеличава риска от фрактури. Нивото на серумния калций при такива пациенти е повишено, тъй като под въздействието на паратироидния хормон калцият се измива в кръвта. Има тенденция към образуване на камъни в бъбреците. Калцификацията на кръвоносните съдове и нарушенията на кръвообращението могат да доведат до развитие на язвени лезии на стомашно-чревния тракт.

Намаляването на концентрацията на паратироидния хормон показва първичен или вторичен хипопаратиреоидизъм, както и синдром на Di George, активна остеолиза.

Паратиреоидният хормон служи като маркер за дисфункция на паращитовидните жлези, както и за регулиране на метаболизма на калций и фосфор в организма. Основните медиатори на калциевата хомеостаза са ПТХ, калцитонин и витамин D, чиито мишени са тънките черва, бъбреците и костната тъкан.

Анализ на паратироидния хормон

Ако подозирате патология на паращитовидните жлези и нарушен метаболизъм на ПТХ, се извършва изследване на концентрацията на този хормон в кръвта.

Обикновено анализът се назначава при следните условия:

• повишаване или намаляване на нивото на калций в кръвта;
• остеопороза;
• кистозни промени в костите;
• чести костни фрактури, псевдо-фрактури на дълги кости;
• склеротични промени в прешлените;
• уролитиаза с образуване на калциево-фосфатни камъни в бъбреците;
• подозрение за неоплазми на паращитовидните жлези;
• подозрение за множествена ендокринна неоплазия тип 1 и 2;
• съмнение за неврофиброматоза.

За анализ се взема кръв от вената на празен стомах сутрин. След последното хранене трябва да минат поне 8 часа. Преди вземане на проби, ако е необходимо, трябва да координирате с Вашия лекар приема на калциеви добавки. Три дни преди изследването е необходимо да се изключи прекомерната физическа активност и да се спре употребата на алкохол. В навечерието на изследването мазните храни се изключват от диетата, не пушете в деня на изследването. Половин час преди вземането на кръвна проба пациентът трябва да бъде осигурен в състояние на пълна почивка.

Нормата на паратироидния хормон в кръвта е 18,5–88 pg / ml.

Някои лекарства изкривяват резултатите от анализа. Повишена концентрация на хормона в кръвта се наблюдава в случай на употреба на естрогени, антиконвулсанти, фосфати, литий, кортизол, рифампицин, изониазид. Намалени стойности на този показател се наблюдават под въздействието на магнезиев сулфат, витамин D, преднизолон, тиазиди, гентамицин, пропранолол, дилтиазем, орални контрацептиви.

Коригирането на леко повишаване на концентрацията на паратироидния хормон се извършва чрез лекарствена терапия, диета и обилен режим на пиене.

Състояния, при които паратироидният хормон е повишен или намален

Повишаването на нивото на паратироидния хормон в кръвта може да показва наличието на първичен или вторичен хиперпаратиреоидизъм (на фона на онкологичен процес, рахит, улцерозен колит, болест на Crohn, хронична бъбречна недостатъчност, хипервитаминоза D), синдром на Zollinger-Ellison, флуороза, наранявания на гръбначния мозък. Патологичните състояния, при които паратироидният хормон е повишен, са по-чести при жените, отколкото при мъжете.

Признаци на повишен ПТХ: постоянна жажда, често желание за уриниране, мускулна слабост, мускулна болка при движение, деформация на скелета, чести фрактури, отслабване на здрави зъби, забавяне на растежа при деца.

Намаляването на концентрацията на паратироидния хормон показва първичен или вторичен хипопаратиреоидизъм (може да се дължи на дефицит на магнезий, хирургични интервенции на щитовидната жлеза, саркоидоза, дефицит на витамин D), както и синдром на Di George, активен процес на разрушаване на костната тъкан ( остеолиза).

Симптоми на ниска концентрация на паратхормон: мускулни крампи, спазми в червата, трахеята, бронхите, втрисане или висока температура, тахикардия, болка в сърцето, нарушения на съня, нарушение на паметта, депресивни състояния.

Корекция на паратироидния хормон

Коригирането на леко повишаване на концентрацията на паратироидния хормон се извършва чрез лекарствена терапия, диета и обилен режим на пиене. Калциевите добавки и витамин D се използват за лечение на вторичен хиперпаратироидизъм.

Диетата включва храни, богати на калций, както и полиненаситени мастни киселини (растителни масла, рибено масло) и сложни въглехидрати (основно под формата на зеленчуци).

При повишено ниво на паратироидния хормон концентрацията му може да бъде намалена чрез ограничаване на употребата на готварска сол, както и на солени, пушени, мариновани ястия и месо.

При излишък на паратироиден хормон може да се наложи хирургична резекция на една или повече паращитовидни жлези. При злокачествена лезия паращитовидните жлези подлежат на пълно отстраняване (паратироидектомия), последвано от хормонална заместителна терапия.

Концентрацията на паратироидния хормон в организма варира през целия ден, което е свързано с човешките биоритми и физиологичните характеристики на калциевия метаболизъм.

При дефицит на ПТХ се предписва хормонозаместителна терапия за период от няколко месеца до няколко години, а понякога и за цял живот. Продължителността на курса зависи от причината за дефицит на паратиреоиден хормон.

При повишаване или намаляване на концентрацията на паратироидния хормон, самолечението е неприемливо, тъй като това влошава ситуацията и може да доведе до неблагоприятни, включително животозастрашаващи последици. Курсът на лечение трябва да бъде под наблюдението на ендокринолог със системно наблюдение на съдържанието на ПТХ и микроелементи в кръвта на пациента.

Видео от YouTube по темата на статията:

Паратироидният хормон засяга костната тъкан, бъбреците и стомашно-чревния тракт. Действайки върху тези тъкани, хормонът повишава концентрацията на Ca2 + и намалява концентрацията на неорганични фосфати в кръвта.

Калцият присъства в кръвната плазма в три форми: в комплекс с органични и неорганични киселини, в свързана с протеини форма и в йонизирана форма. Биологично активната форма е йонизиран калций (Ca2+). Той регулира редица важни биохимични и физиологични процеси, които бяха споменати по-рано. В допълнение, за минерализация на костите е необходимо да се поддържат определени концентрации на Ca2 + и фосфат (PO43-) в извънклетъчната течност и периоста. При достатъчно наличие на Ca2 + в храната, паратироидният хормон поддържа необходимото ниво в извънклетъчната течност, регулирайки абсорбцията на Ca2 + в червата чрез стимулиране на образуването на активната форма на витамин D в бъбреците - 1,25-дихидроксикалциферол или калцитриол. В случай на недостатъчен прием на Ca2+ в организма, нормалното му ниво в серума се възстановява от сложна регулаторна система: чрез директното действие на паратироидния хормон върху бъбреците и костите и индиректно (чрез стимулиране на синтеза на калцитриол) върху чревна лигавица.

Ефектът на паратироидния хормон върху бъбреците се проявява в директния му ефект върху транспорта на йони, както и чрез регулиране на синтеза на калцитриол.

Хормонът повишава тубулната реабсорбция на Ca2 + и Mgf + и рязко инхибира реабсорбцията на фосфати, увеличавайки екскрецията им в урината (фосфатурия), освен това увеличава екскрецията на K + йони, Na + и бикарбонати.

Друг важен ефект на паратироидния хормон върху бъбреците е да стимулира синтеза на калцитриол в този орган, който също регулира метаболизма на Ca2 +: подобрява абсорбцията на Ca2 + и фосфати в червата, мобилизира Ca2 + от костната тъкан и увеличава неговата реабсорбция в бъбречните тубули. Всички тези процеси допринасят за повишаване на нивото на Ca2 + и намаляване на нивото на фосфатите в кръвния серум.

Изследването на молекулярните механизми на действие на паратиреоидния хормон върху бъбреците показа, че той активира паратироидния хормон, стимулиращ аденилат циклазата, който се намира на контралуминалната (базолатерална, т.е. повърхността на тубула, върната в кръвта) мембрана на клетки на бъбречните тубули. Тъй като протеин киназите са разположени върху луминалната мембрана, образуваният сАМР преминава през клетката и активира протеин киназите на луминалната мембрана, обърната към лумена на тубула, което причинява фосфорилиране на един или повече протеини, участващи в йонния транспорт.

По-бързо паратхормонът действа върху бъбреците, но най-вече върху костната тъкан. Ефектът на хормона върху костната тъкан се проявява в увеличаване на освобождаването на костния матрикс Ca2+, фосфати, протеогликани и хидроксипролин, най-важният компонент на колагена на костния матрикс, което е индикатор за неговото разпадане. Общият ефект на паратхормона се проявява в разрушаване на костите, но при ниски концентрации паратхормонът проявява анаболен ефект. Повишава нивата на cAMP и (в ранните етапи на действието) усвояването на Ca2+. Рецепторите на паратироидния хормон се намират върху остеобластите, които под въздействието на хормона започват да произвеждат активатор на остеокластите, което променя морфологията и биохимията на последните по такъв начин, че те придобиват способността да разрушават костта. От костта се отделят протеолитични ензими и органични киселини (лактат, цитрат). По този начин, преди костната резорбция, Ca2 + навлиза в клетката, резорбираща костта.

Действието на паратироидния хормон върху костната тъкан също зависи от калцитриола.

В червата паратироидният хормон подобрява транспорта през лигавицата и навлизането на Са2+ и фосфат в кръвта. Този ефект е свързан с образуването на активната форма на витамин D.