Белки системы комплемента. Интерфероны. Механизм действия. Биологическая роль
Интерфероны - небольшие белки (гликопротеины), состоящие примерно из 160 аминокислотных остатков. Они сеьфетируются некоторыми клетками позвоночньж в ответ на заражение вирусами и препятствуют распространению вирусной инфекции. Этот класс белков синтезируется в исключительно малых количествах: от на-нограммов (1-9г) до пикограммов (10_12г), но является очень активным неспецифическим противовирусным агентом (106-109 единиц антивирусной активности на 1 мг белка). Это соответствует способности одной молекулы интерферона защищать от инфекции одну клетку.
Некоторые компоненты вирусных частиц (например, двухцепочечная РНК) индуцируют синтез по крайней мере 3 типов интерферонов. У человека имеются 14 генов, кодирующих α-интерфероны, которые продуцируются В-лимфоцитами и макрофагами, 5 генов β-интерферонов, обеспечивающих образование соответствующих белков фибробластами, и 1 ген γ-интерферона, экспрессия которого идёт в Т-лимфоцитах.
Связываясь с рецепторами на плазматической мембране заражённых клеток, эти белки, подобно белковым гормонам, стимулируют синтез ферментов, способных разрушать мРНК вирусов и прекращать синтез белков на рибосомах, препятствуя тем самым экспрессии вирусных генов в клетках эукариотов.
Исследование механизма действия интерферонов показало, что они:
- ингибируют синтез белков, необходимых для репликации вирусов;
- стимулируют синтез фермента олигонуклеотидполимеразы,катализирующего образование небольших количеств коротких олигоаденилатов: 2',5'-олиго (А). Эти олигонуклеотиды являются активаторами рибонуклеазы - фермента, расщепляющего матричные и рибосом-ныеРНК;
- стимулируют синтез протеинкиназы, котораяфосфорилирует и, тем самым, инактивирует фактор инициации eIF2:
eIF2 + АТФ → eIF2-OPO3H2 + АДФ.
В результате синтез всех белков в инфицированных клетках прекращается. Клетки погибают, но вместе с ними останавливается размножение вирусов, и начинается выздоровление. Таким образом, жертвуя небольшим количеством клеток, организм защищает себя от болезни.
В настоящее время интерфероны, полученные промышленным путём с использованием техники клонирования генов, широко используют при лечении обычной простуды, гриппа, полиомиелита, ветряной оспы, герпеса, вируса гепатита и других инфекций. Хорошие результаты показывает использование интерферонов в терапии некоторых видов злокачественных опухолей, главным образом, гемобластозов, хотя их роль в химиотерапии опухолей до настоящего времени остаётся малопонятной.
3. У больного через 5 лет после обширной операции по поводу прободной язвы желудка развилась тяжелая форма анемии. В костном мозге большой процент мегалобластов. С чем связанны данные нарушения? Почему такая анемия протекает с явными неврологическими нарушениями?
Это связано с уменьшением внутреннего фактора Кастла в желудке. Он отвечает за усвоение витамина В12. Одна из его коферментных форм – метилкобаламин – участвует в реакциях синтеза нуклеотидов. Это проявляется в тканях, где идёт интенсвиная клеточная пролиферация – отсюда и мегалобластная анемия. Другая его коферментная форма – дезоксиаденозилкобаламин – участвует в метаболизме метилмалоновой кислоты. Т.к. она токсична для нервной ткани, при гиповитаминозе В12 возникают неврологические нарушения.
Билет 23
Особенности обмена углеводов в скелетных мышцах.
УГЛЕВОДЫ - органические соединения, содержащиеся во всех тканях организма в свободном виде в соединениях с липидами и белками и являющиеся основным источникам энергии.
Функции углеводов в организме:
- Углеводы являются непосредственным источником энергии для организма.
- Участвуют в пластических процессах метаболизма.
- Входят в состав протоплазмы, субклеточных и клеточных структур, выполняют опорную функцию для клеток.
· В пищеварительном тракте полисахариды ( крахмал, гликоген; клетчатка и пектин в кишечнике не перевариваются ) и дисахариды под влиянием ферментов подвергаются расщеплению до моносахаридов (глюкоза и фруктоза) которые в тонком кишечнике всасываются в кровь. Значительная часть моносахаридов поступает в печень и в мышцы и служат материалом для образования гликогена (единственный гомополисахарид, имеющийся в организме животных - выполняет резервную функцию.причем он является резервом не только энергетическим, но также и резервом пластического материала).
В печени и мышцах гликоген откладывается в резерв. По мере необходимости гликоген мобилизуется из депо и превращается в глюкозу, которая поступает к тканям и используется ими в процессе жизнедеятельности.
· Вполне естественно, что механизмы регуляции синтеза и распада гликогена в клетках различных органов имеют свои особенности. В качестве примера можно указать, что в миоцитах покоящихся мышц или мышц, выполняющих небольшую по интенсивности работу, практически нет фосфорилазы "a", но расщепление гликогена все же идет. Дело в том, что мышечнаяфосфорилаза, находящаяся в дефосфорилированном состоянии или в форме "b", является аллостерическим ферментом и активируется имеющимися в миоцитах АМФ и неорганическим фосфатом. Активированная таким образом фосфорилаза "b" обеспечивает скорость мобилизации гликогена, достаточную для выполнения умеренной физической работы.
· Однако при выполнении интенсивной работы, в особенности если нагрузка резко возрастает, этого уровня мобилизации гликогена становится недостаточно. В таком случае срабатывают надклеточные механизмы регуляции. В ответ на внезапно возникшую потребность в интенсивной мышечной деятельности в кровь поступает гормон адреналин из мозгового вещества надпочечников. Адреналин, связываясь с рецепторами на поверхности мышечных клеток, вызывает ответную реакцию миоцитов, близкую по своему механизму к только что описанной реакции гепатоцитов на глюкагон. В мышечных клетках появляется фосфорилаза "a" и инактивируется гликогенсинтетаза, а образовавшийся гл-6-ф используется как энергетическое "топливо", окислительный распад которого обеспечивает энергией мышечное сокращение.
·
· Продукты распада белков и жиров могут частично в печени превращаться в гликоген. Избыточное количество углеводов превращается в жир и откладывается в жировом "депо".
В организме происходит постоянное использование глюкозы различными тканями. Одним из главных потребителей глюкозы являются скелетные мышцы. Расщепление в них углеводов осуществляется с использованием аэробных и анаэробных реакций. При преобладании анаэробных реакций метаболизма глюкозы в мышцах накапливается большое количество молочной кислоты.
Суточная потребность организма в углеводах - не менее 100-150 г. Депо глюкозы (гликоген) в печени, мышцах в среднем 300-400 г.
При недостаточности углеводов развивается похудание, снижение трудоспособности, обменные нарушения, интоксикация организма.
Избыток потребления углеводов может привести к ожирению, развитию бродильных процессов в кишечнике, повышеннойаллергизации организма, сахарному диабету.
2.Витамин А. источники условия всасывания транспорт. Формы биохимические функции признаки гипо и гиперавитоминоза
Ретино́л - витамин A-жирорастворимый витамин, антиоксидант. В чистом виде нестабилен, встречается как в растительных продуктах, так и в животных источниках. Поэтому производится и используется в виде ретинола ацетата и ретинола пальмитата. В организме синтезируется из бета-каротина. Необходим для зрения и роста костей, здоровья кожи и волос, нормальной работы иммунной системы и т.д.
Ретинол является жирорастворимым, поэтому для его усваивания пищевым трактом требуются жиры, а также минеральные вещества. В организме его запасы остаются достаточно долго, чтобы не пополнять его запасы каждый день. Существует две формы этого витамина: это готовый витамин А (ретинол) и провитамин А (каротин), который в организме человека превращается в витамин A, поэтому его можно считать растительной формой витамина A.При недостатке витамина А на коже образуются трещины , секутся волосы и слоятся ногти. Витамин A имеет бледно-желтый цвет, который образуется из красного растительного пигмента бета-каротина.
Источники
Лучшие источники витамина А — рыбий жир и печень, следующими в ряду стоят сливочное масло, яичный желток, сливки и цельное молоко. Зерновые продукты и снятое молоко, даже с добавками витамина, являются неудовлетворительными источниками, равно как и говядина, где витамин А содержится в ничтожных количествах.
Суточная потребность
Рекомендуемой суточной дозой витамина А является:
· 900 мкг (3000 ME) для взрослых (для беременных больше на 100 мкг, для кормящих — на 400 мкг);
· 400—1000 мкг для детей, в зависимости от возраста и пола;
· При заболеваниях, связанных с недостаточностью ретинола, дозировка может быть увеличена до верхнего допустимого уровня потребления — 3000 мкг.
Функции
Витамин А участвует в окислительно-восстановительных процессах, регуляции синтеза белков, способствует нормальному обмену веществ, функции клеточных и субклеточных мембран, играет важную роль в формировании костей и зубов, а также жировых отложений; необходим для роста новых клеток, замедляет процесс старения.
Витамин А поддерживает ночное зрение путём образования пигмента, называемого родопсин, способного улавливать минимальный свет, что очень важно для ночного зрения. Он также способствует увлажнению глаз, особенно уголков, предохраняя их от пересыхания и последующего травмирования роговицы.
Витамин А необходим для нормального функционирования иммунной системы и является неотъемлемой частью процесса борьбы с инфекцией. Применение ретинола повышает барьерную функцию слизистых оболочек, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и других факторов неспецифического иммунитета. Витамин А защищает от простуд, гриппа и инфекций дыхательных путей, пищеварительного тракта, мочевых путей. Наличие в крови витамина А является одним из главных факторов, ответственных за то, что дети в более развитых странах гораздо легче переносят такие инфекционные заболевания как корь, ветряная оспа, тогда как в странах с низким уровнем жизни намного выше смертность от этих «безобидных» вирусных инфекций. Обеспеченность витамином А продлевает жизнь даже больным СПИДом.
Ретинолнеобходим для поддержания и восстановления эпителиальных тканей, из которых состоят кожа и слизистые покровы. Не зря практически во всех современных косметических средствах содержатся ретиноиды — его синтетические аналоги. Действительно, витамин А применяется при лечении практически всех заболеваний кожи (акне, прыщи, псориаз и т. д.). При повреждениях кожи (раны, солнечные ожоги) витамин А ускоряет процессы заживления, а также стимулирует синтез коллагена, улучшает качество вновь образующейся ткани и снижает опасность инфекций.
Ввиду своей тесной связи со слизистыми оболочками и эпителиальными клетками витамин А благотворно влияет на функционирование легких, а также является стоящим дополнением при лечении некоторых болезней желудочно-кишечного тракта (язвы, колиты).
Ретинол необходим для нормального эмбрионального развития, питания зародыша и уменьшения риска таких осложнений беременности, как малый вес новорожденного.
Витамин А принимает участие в синтезе стероидных гормонов (включая прогестерон), сперматогенезе, является антагонистом тироксина — гормона щитовидной железы.
Как витамин А, так и β-каротин, будучи мощными антиоксидантами, являются средствами профилактики и лечения раковых заболеваний, в частности, препятствуя повторному появлению опухоли после операций.
И витамин А, и β-каротин защищают мембраны клеток мозга от разрушительного действия свободных радикалов, при этом β-каротин нейтрализует самые опасные видысвободных радикалов: радикалы полиненасыщенных кислот и радикалы кислорода.
Антиоксидантное действие β-каротина играет важную роль в предотвращении заболеваний сердца и артерий, он обладает защитным действием у больных стенокардией, а также повышает содержание в крови «полезного» холестерина (ЛПВП).
Лютеин и зеаксентин — главные каротиноиды, защищающие наши глаза: они способствуют предупреждению катаракты, а также снижают риск дегенерации желтого пятна (важнейшего органа зрения), которая в каждом третьем случае является причиной слепоты. При авитаминозе витамина А развивается кератомаляция.
Ещё один каротиноид — ликопин (содержится в основном в помидорах) защищает от атеросклероза, предотвращая окисление и накопление на стенках артерийхолестерина низкой плотности. Кроме того, это самый «сильный» каротиноид в отношении защиты от рака, особенно рака молочной железы, эндометрия и простаты.
Гиповитаминоз
Дефицит витамина А определяется как содержание ретинола в сыворотке крови ниже 0,35 мкмоль/л. Однако, даже при уровне в плазме 0,70-1,22 мкмоль/л может наблюдаться значительное снижение содержания витамина А в печени, где он накапливается. Уровень витамина А в плазме начинает снижаться тогда, когда его концентрация в печени падает до 0,7 мкмоль/г ткани.
Причины:
недостаточное содержание витамина А в пище, особенно в зимне-весенний период;
несбалансированное питание (длительный дефицит полноценных белков нарушает усвоение витамина А);
ограничение потребления жиров (витамин А является жирорастворимым);
заболевания печени и желчевыводящих путей;
заболевания поджелудочной железы, кишечника;
значительные резекции тонкой кишки, синдром малабсорбции;
недостаточное потребление витамина Е (витамин Е, являясь антиоксидантом, препятствует окислению витамина А).
Клиника:
Самым известным симптомом гиповитаминоза А является так называемая "куриная слепота" (ночная слепота или гемералопия) - резкое ухудшение зрения при пониженной освещенности.
Дефицит витамина А ведет к изменениям практически во всех органам и системах организма:
помутнение роговицы, ксерофтальмия (сухость слизистой оболочки глаз), слезящиеся глаза на холоде, скопление корок и слизи в углах глаз, ощущение "песка" в глазах, покраснение век, ксантелазма век;
сухость кожи, раннее старение кожи с образованием морщин, себоррейный дерматит, акне, предраковые заболевания и рак кожи;
атрофический гастрит, колит, холелитиаз, диарея, кишечные инфекции, рак поджелудочной железы, кисты печени;
респираторные инфекции, синуситы, пневмонии, частые простуды; хронический бронхит, бронхоэктазы, рак легких;
клеточный иммунодефицит;
нарушения развития, замедленный рост;
повышенная болевая и температурная чувствительность;
Признаки гипервитаминоза
При передозировке витамина А могут наблюдаться боли в животе; задержки менструаций; увеличение печени и селезенки; желудочно-кишечные расстройства; выпадение волос; зуд; суставные боли; тошнота; рвота; мелкие трещины на губах и в уголках рта.
При хроническом гипервитаминозе А наблюдается:
· сухость и пигментация кожи, выпадение волос, ломкость ногтей,
· боли в области суставов и костей, диффузное утолщение костей,
· увеличение печени и селезенки, диспепсические явления.
3.остеомаляция у больных с заболеваниями печени и желечвыводящих путей. Механизмы развития .
Остеомаляция заболевание костной ткани выражающееся в размягчении и деформации кости вследствие нарушения минерального обмена (прежде всего обеднения организма солями кальция и фосфорной кислоты, витамином D).
У больных с хроническими заболеваниями печени может возникать остеомаляция из-за того, что нарушается синтез активной формы витамина Д3, функцией которого является повышение реабсорбции кальция и фосфора. Кальций мало реабсорбируется и из-за этого и развивается остеомаляция.
Билет 24.
1. Обмен галактозы. Нарушения. Галактозимия.
Включает пути использования её для синтеза других веществ (гетерополисахаридов, лактозы и др.) и участие в энергообеспечении организма. В последнем случае галактоза превращается в печени либо в глюкозу, либо в промежуточные продукты её метаболизма. Таким образом, в результате галактоза наряду с глюкозой может быть окислена до СО2 и Н2О или использована на синтез гликогена и триацилглицеролов.
Основным источником галактозы является лактоза пищи, которая в пищеварительном тракте расщепляется до галактозы и глюкозы .
Обмен галактозы начинается с превращения ее в галактозо-1-фосфат. Эта реакция катализируется галактокиназой с участием АТФ:
В следующей реакции в присутствии УДФ-глюкозы фермент гексо-зо-1-фосфатуридилилтрансфераза катализирует превращение галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат, одновременно образуется уридиндифосфат-галактоза (УДФ-галактоза):
Образовавшийся глюкозо-1-фосфат в дальнейшем либо переходит в глюкозо-6-фосфат и далее подвергается уже известным превращениям,
либо под влиянием фосфатазы образует свободную глюкозу, а УДФ-га-лактоза подвергается весьма своеобразной эпимеризации:
Затем УДФ-глюкоза-пирофосфорилаза катализирует расщепление УДФ-глюкозы с образованием глюкозо-1-фосфата:
Одно из патологических состояний, возникающих в результате нарушения обмена углеводов,– это рецессивно наследуемое заболевание га-лактоземия. При этом заболевании общее содержание моносахаридов в крови повышается главным образом за счет уровня галактозы, достигая 11,1–16,6 ммоль/л. Концентрация глюкозы в крови существенно не изменяется. Кроме галактозы, в накапливается также галактозо-1-фос-фат. Галактоземия приводит к умственной отсталости и катаракте хрусталика. Возникновение данной болезни у новорожденных связано с недостатком фермента гексозо-1-фосфатуридилилтрансферазы. С возрастом наблюдается ослабление этого специфического нарушения обмена углеводов.
2. Гипо-, гипер-, дис-, парапротеинемии. Понятие. Причины. Белки острой фазы, белки- опухолевые маркеры. Диагностика и их определение в плазме.
· Гипопротеинемия - пониженное содержание белка в сыворотке крови, наблюдается при его недостаточном поступлении в организм или значительных потерях.
· Гиперпротеинемия – повышенное содержание белка в крови; наблюдается, напр., при ожоге или перегреве организма, травматических последствиях, в результате заболевания холерой. Признаки гиперпротеинемии проявляются при миеломном заболевании, когда клетки, продуцирующие парапротеины, разрастаются.
· Диспротеинемия – нарушение нормального соотношения белковых, фракций в сыворотке крови, а также появление С-реактивного протеина. Возникает при различных заболеваниях органов пищеварения, воспалительных заболеваниях, коллагенозах.
· Парапротеинемия – появление в кровиструктурно аномальных и функционально неполноценных белковых тел из группы иммуноглобулинов при миеломной и некоторых других болезнях.
В ответ на инфекцию или повреждение тканей резко увеличивается концентрация некоторых белков плазмы крови, имеющих общее название "белки острой фазы". К этим белкам относятсяC-реактивный белок ( CRP , от англ. C-reactiveprotein ), сывороточный амилоидный A-белок ,альфа1- антитрипсин , альфа2-макроглобулин , фибриноген , церулоплазмин , компонент комплемента C9 и фактор B, лактоферрин. белок SAA. Основным белком этой группы являетсяС-реактивный белок . Смысл этого увеличения заключается в повышении резистентности клеток к окисления, в ограничении повреждения тканей, в подавлении скорости размножения бактерий. Синтез белков острой фазы осуществляется печенью, моноцитами, лимфоцитами, нейтрофилами.
Опухолевыми маркёрами (ОМ) называют соединения (белки, биологически активные пептиды, гормоны, ферменты и метаболиты), которые синтезируются раковыми клетками, либо клетками нормальных тканей в ответ на развитие рака. Они должны синтезироваться в организме опухоленосителя и отсутствовать в нормальных клетках, так как являются продуктами аномальной экспрессии генома раковой клетки. ОМ, как правило, обнаруживают в крови или других биологических жидкостях организма и используют для скрининга населения на носительство опухоли, как прогностический фактор, для оценки состояния пациента в клинической стадии и мониторинга в ходе лечения, а также в целях обнаружения рецидивов болезни.г
Согласно современной классификации ОМ делят на три основные группы: