1. Тема занятия № 28

«БИОХИМИЯ КРОВИ. ЭЛЕКТОРОФОРЕЗ БЕЛКОВ

СЫВОРОТКИ КРОВИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КРЕАТИНИНА В СЫВОРОТКЕ КРОВИ»

2. Цели самостоятельной работы: расширить и углубить знания о химическом составе плазмы крови

3. Задачи самостоятельной работы:

- уметь оценивать клинико-диагностическое значение определения содержания креатинина в сыворотке крови,

- выработать навык диагностической оценки результатов электрофоретического метода разделения белков сыворотки крови.

- знать схему свёртывающей и антисвёртывающей системы крови.

- знать дыхательную функцию крови, уметь оценивать её нарушения

- сформировать навык работы с новой информацией, её анализа, логичного изложения

- сформировать навык использования полученных знаний в учебной и профессиональной деятельности

4. Перечень вопросов для самостоятельной работы

Разделы и темы для самостоятельного изучения	Виды и содержание самостоятельной работы
Химический состав плазмы крови Особенности белкового состава крови у новорожденных Состояние кислотно-основного баланса у новорожденных Витамин К	Написание рефератов Подготовка презентаций Проработка учебного материала для самостоятельной работы Работа с тестами Решение ситуационных задач

Химический состав плазмы крови

Белки плазмы крови

Основными компонентами плазмы крови являются белки.

Общее содержание белков у взрослых людей составляет 60-80 г/л, у новорожденных - 56 г/л, у детей в возрасте один год - 65 г/л

Белки плазмы крови выполняют ряд функций:

• определяют физико-химические константы крови (вязкость, рН, онкотическое давление);

• осуществляют транспорт водонерастворимых веществ, ионов металлов;

• выполняют защитную функцию (антитела);

• участвуют в свёртывании крови (гемокоагуляция);

• играют регуляторную роль (гормоны, ферменты);

• являются резервом аминокислот и связаных с ними ионов металлов.

Методом высаливания белки можно разделить на 3 фракции: альбумины (30-50 г/л), глобулины (20-30 г/л), фибриноген (2-4 г/л).

Методом электрофореза на бумаге все белки делятся на 5 фракций: альбумины, глобулины – α₁, α₂, β, γ.

На альбумины приходится 60% всех белков плазмы. Mолекулярная масса альбуминов меньше 100 тысяч. Они богаты полярными гидрофильными аминокислотами, в частности глютаминовой кислотой. Точка ионизации альбуминов составляет около 5,5. Альбумины хорошо растворяются в Н₂О, высаливаются 100% раствором (NH₄)₂SO₄. В силу невысокой молекулярной массы и суммарного отрицательного заряда альбумины электрофоретически подвижны. Альбумины синтезируются в печени, выполняют транспортную функцию, определяют физико-химические свойства крови.

Глобулины составляют 40% всех белков. При электрофорезе на бумаге делятся на 4 фракции: α₁- 4%, α₂-8%, β-12%, γ-16%. Молекулярная масса глобулинов около 200 тысяч. Они менее гидрофильны, растворимы в 10% растворах солей, осаждаются 50% (NH₄)₂SO₄. Глобулины синтезируется в печени, лимфоцитах, макрофагах. К основным функциям глобулинов относятся транспортная, защитная.

В составе глобулиновой фракции выделяют отдельные белки.

В α₁ - глобулиновой фракции присутствуют:

протромбин - белок свёртывающей системы крови;

α₁- гликопротеид – переносит некоторые стероидные гормоны;

α₁ – антитрипсин – ингибитор трипсина;

орозомукоид – гликопротеид, ингибирует протеазы, обладает иммуномодуляторным действием.

В α₂ - глобулиновой фракции присутствуют:

гаптоглобин – переносит гемоглобин;

α₂- макроглобулин – обладает антипротеазной активностью, является ингибитором свёртывающей и фибринолитической системы крови, ингибитор синтеза кининов;

С-реактивный белок – даёт реакцию преципитации с пневмококком, обладает антипротеазной активностью;

церулоплазмин – медь-переносящий белок, обладает ферментативной оксидазной активностью.

В β - фракции глобулинов присутствуют:

трансферрин – переносит железо, входит в антиоксидантную систему крови;

гемопексин – переносит гем, порфирины, гемоглобин,

ф

ибриноген – фактор свёртываемости крови.

γ фракция глобулинов представлена иммуноглобулинами 3-х основных видов: G, А, М и 2-х минорных видов: Д, Е.

Все иммуноглобулины построены по одному принципу. В их составе представлены, две тяжелых Н цепи (500-600 аминокислот) и две легких L цепи (до 200 аминокислот). Цепи соединяются дисульфидными связями, образуя «вилку» (в IgА-3 «вилки», в IgМ – 5 «вилок»). Вторичная структура Н и L цепей представлена параллельными β-складчатыми структурами, в составе которых выделяют доменные участки. За счёт вариабельных участков иммуноглобулинов происходит их взаимодействие с большим количеством антигенов

Интерфероны присутствуют в плазме крови в небольшой концентрации. α – интерфероны (ИФА) синтезируются в лимфоцитах и макрофагах, β – интерфероны (ИФБ) - в фибробластах, γ – интерфероны (ИФГ) - в различных тканях и Т-лимфоцитах

Интерфероны обладают антипролиферативным действием, увеличивают дифференцировку клеток, оказывают противоопухолевое влияние, активируют иммунные процессы. Их концентрация возрастает при вирусных заболеваниях. Интерфероны обладают антивирусной активностью, которая связана с активацией иммунитета, угнетением РНК полимеразы, активацией РНК-азы.

Ферменты плазмы крови делятся на 3 группы.

Секреторные – синтезируются в печени и секретируются в кровь (холинэстераза, факторы свёртывания крови). В норме их активность выше, чем при заболеваниях.

Экскреторные – синтезируются в печени, экскретируются в жёлчь ( щелочная фосфатаза). При заболеваниях их активность увеличивается.

Индикаторные – тканевые ферменты (ЛДГ, трансаминазы и др.), в норме почти отсутствуют, при заболеваниях их активность растёт.

Изменение белкового состава крови при заболеваниях

Гипопротеинемия (снижение общего содержания белков) может встречаться при белковом голодании, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, почек.

Диспротеинемия (изменение соотношения отдельных фракций белков) проявляется в острой стадиии воспалительных заболеваний увеличением в плазме содержания α- и β- фракций глобулинов. К белкам острой стадии воспаления относятся, в частности, гаптоглобин, орозомукоид. Считается, что белки острой фазы воспаления оказывают защитное действие на ткани, угнетают протеолитические ферменты тканей и микроорганизмов. При хронических заболеваниях в плазме увеличивается содержание Ig.

Парапротеинемия (появление в плазме патологических белков) может вести к появлению криоглобулинов (осаждается при температуре ниже 37^о), пироглобулинов (осаждается при 60-80^о), фетопротеинов (эмбриональные белки).

Небелковые азотсодержащие вещества

Сумма низкомолекулярных азотсодержащих веществ, остающихся в крови после осаждения белков, обозначается как остаточный азот (RN). В норме его концентрация составляет 15-25 ммоль/л. RN представлен мочевиной (3,3-8 ммоль/л или 50%), аминокислотами (25%), пептидами, мочевой кислотой (0,2-0,4 ммоль/л), NH₃ (20-80 ммоль/л), билирубином (2-20 мкмоль/л), креатинином (60-130 мкмоль/л). Большинство из этих веществ являются конечными продуктами азотистого обмена, которые выводятся через почки. Поэтому, при патологии почек содержание RN резко увеличивается, развивается ретенционная азотемия. При увеличенном распаде белков, онкологических заболеваниях развивается продукционная азотемия.

В составе этой фракции RN присутствуют пептиды, многие из них биологически активны, в частности, кинины.

Кининовая система крови

Кинины представлены брадикинином (9 остатков аминокислот), каллидином (10 аминокислот), лизил-метионил-брадикинином (11 аминокислот).

Биологическое действие кининов разнообразно, они регулируют гемодинамику, увеличивают работу сердца, расширяют сосуды, вызывают спазм гладкой мускулатуры бронхов, матки, являются медиаторами воспаления, участвуют в регуляции свёртывающей и антисвёртывающей системы крови. Кинины обладают иммуномодуляторным действием.

Кинины синтезируются из неактивных белков предшественников кининогенов под действием протеолитических ферментов (калликренинов). Калликренины, в свою очередь, образуются из калликрииногенов под действием трипсина, плазмина. Распад кининов до аминокислот осуществляется ферментами киназами.

Безазотистые органические вещества крови

Глюкоза - 3,3-5,5 ммоль/л, метаболиты углеводного обмена (лактат, пируват и др.)

С

калликреин

иаловые кислоты 2,2-2,6 ммоль/л,

О бщие липиды 4 -8 грамм/л,

Т

кининаза

АГ 1,5-2,5 ммоль/л,

Фосфолипиды 2,5-3,5 ммоль/л

Холестерин 3,5-5,2 ммоль/л

Свободные жирные к. 0,4-0,8 ммоль/л

У детей все показатели уровня липидов, кроме содержания свободных жирных кислот, ниже.

Минеральные вещества крови

Основным минеральным компонентом плазмы является Nа – 130 ммоль/л. Содержание К составляет 4-5 ммоль/л, Fе - 19 мколь/л, хлоридов - 98-107 ммоль/л.

Особенности белкового состава крови у детей

У новорожденных детей содержание общего белка плазмы крови снижено и составляет около 56 г/л. К концу первого года жизни концентрация белка увеличивается в среднем до 65 г/л. Содержание альбуминов в период новорожденности составляет 25-46 г/л, глобулинов – 16-26 г/л. Распределение глобулинов по электрофоретическим фракциям выглядит следующим образом: α₁- 2%, α₂- 5%, β – 5%, γ -10%.

У новорожденных представлены все виды иммуноглобулинов, но содержание их ниже, чем у взрослых людей. Оновным иммуноглобулином в этот период является IgG (в эмбриональном периоде он проходит плацентарный барьер и попадает из организма матери). К году содержание Ig G становится таким же, как у взрослых, к 2 годам концентрация IgА приближается к уровню взрослых людей.

Особенности кислотно-основного состояния у детей

• У новорожденных более кислая реакция крови (рН до 7,2), что связанно с высокой концентрацией лактата.

• У новорожденных снижено р СО₂, т.к. выше частота дыхания.

• У детей имеет место дефицит ВЕ (-ВЕ), т.к. повышено образование лактата и снижена способность почек к выведению протонов.

• У детей первых лет жизни выражена склонность к ацидозу.

Особенности системы гемостаза у детей

К моменту рождения у ребёнка имеются все факторы свёртывающей и противосвёртывающей систем. Концентрация некоторых факторов гемокоагуляции (1,5,8,13) равна концентрации взрослых. Некоторые факторы содержатся в меньшей концентрации (2, 7, 9,10). Концентрация плазмина в крови новорожденных составляет 1/3 от уровня взрослых.

Витамин К, нафтахинон, антигеморрагический витамин. Суточная потребность в витамине К составляет 10-20 мг. Он необходим для синтеза 2, 7, 9, 10 факторов свёртывающей системы крови. В них при участии витамина К образуется γ-карбокси-глютаминовая кислота с добавочной карбоксильной группой, с которой связываются ионы кальция.

γ-карбокси-глютаминовая кислота

γ-карбокси-глютаминовая кислота

5. Тесты

1. Транспорт кислорода кровью осуществляется:

В растворённом состоянии. В виде оксигемоглобина. В виде бикарбонатов. В составе карбоксигемоглобина

2. В состав бикарбонатного буфера крови входят:

Двузамещенные фосфаты. Бикарбонаты. Однозамещенные фосфаты.

Угольная кислота

3. На степень насыщения гемоглобина кислородом влияют:

Парциальное давление кислорода. рН среды. Температура. Парциальное давление углекислого газа. Концентрация в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата. Концентрация глюкозы в крови

4. рН крови здорового человека составляет:

7,30. 7,40. 7,50. 7,60. 7,70

5. Содержание в крови здорового человека общих липидов находится в интервале:

4-8 г/л. 8-12 г/л. 12-16 г/л. 17-20 г/л

6. В крови человека присутствуют буферные системы:

Цитратная. Бикарбонатная. Белковая. Фосфатная. Гемоглобин-оксигемоглобиновая. Ацетатная

7. В состав фосфатного буфера крови входят:

Однозамещённые фосфаты. Гемоглобин и окисгемоглобин. Бикарбонаты. Двузамещённые фосфаты. Угольная кислота. Фосфорная кислота

8. Гемоглобин-оксигемоглобиновая система взаимодействует:

С системой внешенего дыхания. С бикарбонатной буферной системой. С мочевыделительной системой. С желудочно-кишечным трактом

9. В гемоглобин-оксигемоглобиновой буферной системе участвуют:

Однозамещённые фосфаты. Гемоглобин. Оксигемоглобин.

Двузамещённые фосфаты

10. S-образный характер кривой диссоциации оксигемоглобина обусловлен:

Изменениями парциального давления кислорода. Кооперативными изменениями конформации полипептидых цепей гемоглобина. Изменениями концентрации углекислого газа в крови. Изменениями скорости кровотока

11. Колебание рН крови человека в норме возможно в интервале:

7,40-7,50. 7,50-7,60. 7,35-7,45. 7,30-7,40. 7,30-7,50

12. Фосфатная буферная система взаимодействует:

С лёгкими. С мочевыделительной системой. С желудочно-кишечным трактом. Верный ответ отсутствует

13. Онкотическое давление плазмы крови в основном обуславливают:

Альбумины. Альфа₁-глобулины. Альфа₂-глобулины. Бета-глобулины. Гамма-глобулины. Фибириноген

14. При заболеваниях могут появляться белки крови:

Протромбин. Пироглобулины. Трансферрин. Криоглобулины. Фетопротеины. Парапротеины

15. Постоянство рН крови поддерживается:

Буферными системами. Лейкоцитами. Выделительной системой. Лёгкими

16. Бикарбонатная буферная система крови взаимодействует:

С лёгкими. С мочевыделительной системой. Верного ответа нет

17. Общее содержание белков в плазме крови новорожденных детей составляет:

47-65 г/л. 70-85 г/л. 90-105 г/л.

18. К особенностям содержания низкомолекулярных азотистых веществ в плазме крови у детей раннего возраста относятся:

Ниже уровень мочевины. Ниже уровень мочевой кислоты. Выше уровень билирубина. Выше уровень как мочевины, так и мочевой кислоты.

19. К биохимическим особенностям гемоглобина F относятся:

Большее сродство к кислороду по сравнения с НbА. Меньшее сродство к 2,3-дифосфоглицерату по сравнению с НbА. Меньшее сродство к кислороду по сравнению с HbA.

20. Участие белков плазмы крови в поддержании рН обусловлено:

Наличием пептидых связей. Наличием свободных СООН-групп. Наличием триптофана. Наличием свободных NH₂ –групп. Наличием водородных связей

21. Транспорт углекислого газа кровью осуществляется:

В виде бикарбонатов. В виде карбгемоглобина. В растворённом состоянии

22. Сумма буферных оснований крови (ВВ) составляет:

40-60 мМ/л. 10-20 мМ/л. 20-30 мМ/л. 30-40 мМ/л. 60-80 мМ/л

23. Содержание бикарбонатов в крови здорового человека (АВ) составляет: 18-23 мМ/л. 10-12 мМ/л. 15-18 мМ/л. 25-30 мМ/л.

6. Ситуационные задачи

1. После пребывания человека в атмосфере с наличием СО у него развилась тяжелая гемическая гипоксия. Объясните возможную причину этого.

2. У больного имеются выраженные нарушения функции внешнего дыхания вследствие хронического заболевания лёгких. Каковы наиболее вероятные нарушения у него состояния кислотно-щелочного баланса? С помощью каких биохимических тестов Вы сможете подтвердить свои предположения?

3. У пациента при исследовании крови выявлены гипергликемия и ацетонурия. Предположите наиболее вероятные нарушения у него кислотно-щелочного баланса. С помощью каких биохимических тестов Вы сможете подтвердить свои предположения?

4. Каковы изменения гематокритного показателя у больного с острым кровотечением в ранний период после остановки ковотечения?

5. Бегуны на спринтерские дистанции, ныряльщики перед стартом обычно производят гипервентиляцию лёгких. Объясните целесообразность этого. Какие нарушения кислотно-щелочного баланса возможны при этом?

6. Острое желудочно-кишечное заболевание у пациента сопровождалось повторными профузными поносами. Какого типа нарущения кислотно-щелочного баланса могли при этом возникнуть с наибольшей вероятностью? Как подтвердить Ваши предположения?

7. Основная и дополнительная литература к теме

Основная

Биохимия. Под ред. Е.С. Северина. 2003. С. 656-687

Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. 2001. С. 309-332

А.Я. Николаев Биологическая химия. 2004. С. 488-517

О.Д. Кушманова. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. 1983. С.

Лекционный материал

Дополнительная

Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. Биологическая химия. 1990. С. 488-517

Марри Р. Биохимия человека. М. «Мир». 1993. Ч. 2. С. 319-331 (2)

Ю.Е. Вельтищев, М.В. Ермолаев, А.А. Ананенко, Ю.А. Князев. «Обмен веществ у детей». М.: Медицина. 1983. 462 с.

Р.М. Кон, К.С. Рот. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. М. «Медицина».- 1986.

Д.Г. Кузнецов, Н.М. Стунжас, Д.П. Бондарев. Белки плазмы крови (клинико-диагностический аспект). Методическое пособие для врачей- интернов. Под редакцией проф. Н.Б. Козлова. 2000.

Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методические пособия «Биохимические особенности детского организма». Смоленск. 2001. 2007.

Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методическое пособие «Особенности обмена веществ у новорожденных и грудных детей» (Рекомендовано УМО). Смоленск. 2012.

Коткина Т.И. Диагностическое значение исследования альбумина сыворотки крови /Лаб. дело.-1991-№7.- С, 6-12