Биохимия смешанной слюны

28. 1. Курареподобные лекарственные средства связываются с рецепторами для ацетилхолина на ацинарных клетках, так как по структуре они похожи на ацетилхолин. При этом, ацетилхолин не может присоединиться к своему рецептору (конкурентное ингибирование).

2. Ацетилхолин, связываясь с секреторными клетками, способствует выделению большого количества жидкой слюны, содержащей много солей и мало белков. Если этот процесс нарушен, выделение слюны замедляется.

3. Уменьшение выделения слюны приводит к снижению реминерализующих свойств слюны, резкому усилению патогенной микрофлоры, что способствует развитию кариеса.

29. 1. В норме активность протеаз в слюне низкая, так как в ней присутствуют ингибиторы этих ферментов: α₁-ингибитор протеаз, α₂-макроглобулин, низкомолекулярный кислотостабильный ингибитор протеаз. Ингибиторы протеаз в слюне способны подавлять активность эластазы, коллагеназы, трипсина и других протеаз.

2. При остром панкреатите в кровь из клеток поджелудочной железы поступают активные протеазы: трипсин, химотрипсин, эластаза. Использование таких препаратов, как трасилол, гордокс, которые ингибируют эти протеазы, позволяет избежать воздействия ферментов на ткани организма.

30. 1. Лактофферин и лизоцим присутствуют в большинстве секретов: слюне, десневой и слезной жидкостях, слизистой носа, бронхиальной и кишечной слизи.

2. Лактофферин относится к семейству трансферринов - железосвязывающих белков. Связывая железо, лактофферин, снижает его содержание в слюне, а значит, и поступление в бактериальную клетку. Это замедляет образование гемсодержащих ферментов, участвующих в энергетическом обмене бактерий и приводит к их гибели (бактериостатическое действие). Лизоцим - фермент (гликозидаза), который расщепляет гликозидную связь между остатками N-ацетилмурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина в полисахаридных цепях пептидогликана клеточной стенки бактерий. Повреждение его структуры приводит к гибели бактериальной клетки (бактерицидное действие).

31. 1. Пероксидазы являются гемсодержащими гликопротеинами, способными образовывать активные формы кислорода, повреждающие мембраны микроорганизмов, ингибируя их рост.

пероксидаза

2 . H₂O₂ + SCN^- → H₂O + OSCN^- О₂^-

тиоцианат гипотиоцианат супероксидный анион

вырабатывают

аэробные бактерии

Из образовавшегося гипотиоцианата спонтанно возникают активные радикалы кислорода, которые с высокой скоростью повреждают липиды клеточных мембран анаэробных микроорганизмов, которые не имеют ферментов защиты от супероксидных анионов. Однако гипотиоцианаты и активные формы кислорода не повреждают структуру эпителиальных клеток ротовой полости, которые имеют ферменты, инактивирующие эти ионы.

32. 1. рН слюны в норме 6,5-7,5.

2. Бактерии зубного налета расщепляют сахарозу до глюкозы и фруктозы, далее образуется пируват, который превращается в лактат, в уксусную и пропионовую кислоты. Данные кислоты снижают снижают рН слюны и внутренних слоев зубного налета.

3. Из глюкозы, входящей в состав сахарозы, бактерии способны синтезировать внеклеточный липкий и нерастворимый полисахарид – декстран. А из фруктозы – внеклеточный растворимый полисахарид – леван. Эти полисахариды являются питательной средой для микроорганизмов, которые активно участвуют в образовании зубного налета.

4. Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 2Н⁺ → Са₉2Н(РО₄)₆(ОН)₂ + Са²⁺

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 8Н⁺ → 10Са²⁺ + 6НРО₄^2- + 2Н₂О

Повышенные концентрации Н⁺ в зоне зубного налета приводят к замещению кальция в кристаллах ГАП эмали или вызывают их разрушение. Создается очаг деминерализации, что приводит к развитию кариозного процесса.

33. 1. Трипсин и химотрипсин относятся к классу гидролаз, подклассу - протеаз. Они расщепляют пептидные связи в белках и пептидах с образованием три- и дипептидов:

трипсин

-

химотрипсин

HN-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO- -HN-CH-CO- + дипептид

| | | | n

R₁ R₂ R₃ R₃

2. Данные ферменты в очаге воспаления расщепляют белки мертвых тканей, вязкость содержимого корневых каналов уменьшается и облегчается процесс их очистки от продуктов распада, что препятствует развитию воспалительной реакции.

3. Сульфаниламидные препараты являются структурными аналогами парааминобензойной кислоты, из которой синтезируется фолиевая кислота (витамин В₉). При попадании в клетку бактерий сульфаниламидные препараты подавляют синтез фолиевой кислоты (конкурентное ингибирование: синтезируется не фолиевая кислота, а ее аналог, содержащий сульфаниламидный компонент вместо остатка парааминобензойной кислоты). В результате в бактериальной клетке возникает недостаточность фолиевой кислоты, нарушаются реакции, в которых она участвует, и размножение бактерий становится невозможным (бактериостатическое действие).

34. 1. Неспецифическую белковую защиту обеспечивают муцины и лактоферрин.

2. Муцин - гликопротеин, содержащий большое количество серина, треонина, пролина, синтезируются клетками поднижнечелюстной и подъязычной слюнных желез. К остаткам серина и треонина присоединяются остатки N-ацетилнейраминовой кислоты, N-ацетилгалактозамина, фукозы, галактозы. Муцины содержат большое количество серосодержищих аминокислот, что способствует образованию дисульфидных мостиков между отдельными молекулами муцина. Это приводит к повышению адгезивных свойств слюны и увеличению ее вязкости. За счет этого муцины способствуют прикреплению значительного количества бактерий к слущивающимся эпителиальным клеткам. Ротовая жидкость смывает слущивающиеся клетки, и после заглатывания слюны происходит их переваривание в желудке. В кислой среде желудочного сока наблюдается одновременная гибель бактерий. Муцин защищает слизистую полости рта, а также эмаль зуба от механических, химических, тепловых, вирусных и бактериальных воздействий. Лактоферрин – глобулярный гликопротеин, относящийся к трансферринам, секретируется практически всеми экзокринными железами. Он связывает железо (Fe³⁺) бактерий и нарушает окислительно-восстановительные процессы в бактериальных клетках, приводя к замедлению образования гемсодержащих ферментов бактерий. Это объясняет бактериостатическое действие лактоферрина.

35. 1. Неспецифическую ферментативную защиту обеспечивают лизоцим, лактопероксидаза и миелопероксидаза.

2. Лизоцим (мурамидаза) – фермент класса гидролаз, подкласса гликозидаз. Фермент гидролизует гликозидную связь между N-ацетилмурамовой кислотой и N-ацетилглюкозамином, которые формируют полисахарид клеточной стенки бактерий. Нарушение структуры клеточной стенки приводит к изменению проницаемости мембраны и разрушению клетки. Пероксидазы – ферменты класса оксидоредуктаз, гемопротеины, обладающие антимикробным действием. Лактопероксидаза что сама по себе не обладает бактерицидным действием. Для активации фермента необходимо присутствие перекиси водорода и ионов галогенов. Активированная лактопероксидаза катализирует окисление бромид-, иодид-, и тиоцианат-ионов перекисью водорода:

H₂O₂+ SCN^- = H₂O +OSCN^- (гипотиоцианат)

H₂O₂ + Cl⁻ = H₂O + OCl⁻ (гипохлорит)

Антибактериальный эффект лактопероксидазы увеличивается при кислых значениях pH. Гипотиоцианат при pH < 7,0 подавляет активность Str. mutants и оказывает в 10 раз больший антибактериальный эффект, чем H₂O₂. Миелопероксидаза синтезируется нейтрофилами. В присутствии перекиси водорода миелопероксидаза окисляет анион хлора до гипохлорит-аниона, обладающего сильным антибактериальным действием. Гипохлорит воздействует на аминокислоты белков микроорганизмов и окисляет их. Гипотиоцианаты и активные формы кислорода не причиняют вреда клеткам ротовой полости, которые имеют эффективные ферментативные системы для инактивации этих ионов. Способность слюнных желез к значительной секреции анионов тиоцианатов, хлоридов, бромидов и иодидов также стоит отнести к неспецифической защите.

36. 1. Основными компонентами специфической системы защиты слюны являются иммуноглобулины A, G, M, E, D и компоненты системы комплемента. IgA представлен в слюне двумя типами: сывороточным и секреторным.

2. sIgA синтезируется в плазматических клетках собственной пластинки слизистых оболочек. Секреторный компонент IgA – гликопротеин, который синтезируется клетками железистого эпителия. Формирование такой структуры повышает устойчивость к действию протеолитических ферментов слюны. Связывая бактерии и вирусы, sIgA предотвращают их адгезию на слизистой оболочке. sIgA снижает адгезию кариесогенного Str. mutants на эмали зуба и тем самым снижает риск возникновения кариеса. Компоненты системы комплимента в слюне выполняют опсонизующую функцию (повышают эффективность фагоцитоза).

37. 1. Данное соединение – мочевина, которая выделяется в полость рта слюнными железами.

2.

3. Наибольшее её количество выделяется малыми слюнными железами, затем следуют околоушные железы и поднижнечелюстные. Количество выделяемой мочевины зависит от скорости слюноотделения и обратно пропорционально количеству выделенной слюны. Кроме того, уровень мочевины в слюне повышается при заболеваниях почек.

38. 1. Остаточный азот - это общее количество небелкового азота в слюне, остающееся после осаждения белков.

2. В состав остаточного азота слюны входят:

мочевина

мочевая кислота

свободные аминокислоты

нуклеотиды

3. Уровень остаточного азота может повышаться при хронической почечной недостаточности.

39. 1. Амилаза слюны (α-амилаза, α-1,4-гликозидаза) расщепляет в крахмале α-1,4-гликозидные связи. Амилаза слюны не расщепляет α-1,6-гликозидные связи (связи в местах разветвлений), поэтому крахмал переваривается лишь частично с образованием крупных фрагментов - декстринов и небольшого количества мальтозы. Следует отметить, что амилаза слюны не гидролизует гликозидные связи в дисахаридах.

2.

крахмал + Н₂О   декстрины + мальтоза

В структуре фермента содержится ион кальция, который не только активирует фермент, но и защищает его от действия протеиназ, активность амилазы возрастает при влиянии ионов хлора. Действие амилазы слюны прекращается в резко кислой среде содержимого желудка (рН 1,5-2,5). Однако внутри пищевого комка активность амилазы может некоторое время сохраняться, пока рН не изменится в кислую сторону.

40. 1. Гликолиз - это последовательность ферментативных реакций, приводящих к превращению глюкозы в пируват (аэробный гликолиз) или лактат (анаэробный гликолиз).

2.

На стадии образования пирувата заканчивается аэробный гликолиз, затем следует окисилительное декарбоксилирование пирувата, с последующем образованием ацетил-КоА и его окислением в ЦТК. В случае анаэробного гликолиза происходит следующая, одиннадцатая реакция – восстановление пирувата в лактат.

41. 1. В норме нерастворимое ядро мицеллы образует фосфат кальция Са₃(РO₄)₂. На поверхности ядра сорбируются находящиеся в слюне в избытке молекулы моногидрофосфата (НРO₄^2-). В адсорбционном и диффузных слоях мицеллы находятся ионы Са²⁺, являющиеся противоионами. Белки (в частности муцин), связывающие большое количество воды, способствуют распределению всего объёма слюны между мицеллами, в результате чего она структурируется, приобретает высокую вязкость, становится малоподвижной.

2. В кислой среде заряд мицеллы может уменьшиться вдвое, так как ионы моногидрофосфата связывают протоны H⁺. Появляются ионы дигидрофосфата – Н₂РО₄^- вместо моногидрофосфата НРO₄^2-. Это снижает устойчивость мицеллы, а ионы дигидрофосфата такой мицеллы не участвуют в процессе реминерализации эмали.

3. В щелочной среде происходит увеличение фосфат ионов, которые соединяются с Ca²⁺ и образуются плохо растворимые соединения Са₃(РO₄)₂, осаждающиеся в виде зубного камня.

42. 1. В слюне содержание глюкозы незначительно повышено или вовсе не коррелирует с гипергликемией, так как ещё до формирования слюны происходит существенная реабсорбция глюкозы. Кроме того, на состав слюны очень сильно влияют обстоятельства, в частности, было ли слюноотделение стимулированным или нет.

2. Гипергликемия обусловлена невозможностью утилизации глюкозы вследствие инсулинонедостаточности (сахарный диабет 1 типа) или инсулинорезистентности (сахарный диабет 2 типа).

3. Формула глюкозы (линейная, циклическая):

В норме в крови содержится 3,3-5,5 ммоль/л глюкозы. Количество глюкозы в смешанной слюне не превышает 0,06-0,17 ммоль/л.

43. 1. Протеазы - протеолитические ферменты слюны. В слюне отсутствуют условия для активного расщепления белков. Это обусловлено тем, что в ротовой полости нет денатурирующих факторов, а также присутствует большое количество ингибиторов протеаз белковой природы. Низкая активность протеаз позволяет сохранять белки слюны в нативном состоянии и полноценно выполнять свои функции. В слюне присутствуют трипсиноподобные, сериновые, матриксные металлопротеиназы. Трипсиноподобные протеиназы расщепляют пептидные связи, в образовании которых принимают участие карбоксильные группы лизина и аргинина. Из слабощелочных трипсиноподобных протеаз в смешанной слюне наиболее активен калликреин. Кислый трипсиноподобный катепсин В в норме практически не определяется и его активность возрастает при воспалении. Катепсин D - кислая протеаза лизосомного происхождения отличается тем, что в организме и в ротовой полости отсутствует специфический для неё ингибитор. Катепсин D освобождается из лейкоцитов, поэтому его активность увеличивается при гингивите и пародонтите. Матриксные металлопротеиназы в слюне появляются при разрушении межклеточного матрикса тканей пародонта, а их источником являются десневая жидкость и клетки.

2. Слюнные железы являются источником большого количества секреторных ингибиторов протеаз. Они представлены цистатинами и низкомолекулярными кислотостабильными белками:

• кислотостабильные белковые ингибиторы протеаз - это низкомолекулярные белки, способные подавлять активность калликреина, трипсина, эластазы и катепсина D;

• слюнные цистатины ингибируют активность трипсиноподобных протеиназ - катепсинов В, Н, L, G, в активном центре которых присутствует остаток аминокислоты цистеина;

• α-1-антитрипсин (попадает в слюну из плазмы крови) конкурентно ингибирует микробные и лейкоцитарные сериновые протеиназы, эластазу, коллагеназу, а также плазмин и калликреин;

• α-2-макроглобулин (попадает в слюну из плазмы крови) - гликопротеин, способный ингибировать любые протеиназы. Синтезируется в печени и в слюне определяется только у 10% обследуемых здоровых людей.

В смешанной слюне большая часть белковых ингибиторов протеаз находится в комплексе с протеолитическими ферментами и только небольшое количество в свободном состоянии. При воспалении количество свободных ингибиторов в слюне уменьшается, а находящиеся в комплексах ингибиторы подвергаются частичному протеолизу и теряют свою активность.