Обмен нуклеиновых кислот

      Возможно  образование соединения с оксидом  углерода (II) - угарным газом (СО). Такое соединение называют карбоксигемоглобин (Hb*CO). Присоединение также происходит за счет координационных связей, но СО обладает высоким сродством к Hb, и,  поэтому Hb теряет способность переносить кислород.  Вытеснить СО из комплекса с Hb можно только при повышении концентрации кислорода в крови.  Например, путем вдыхания чистого кислорода или усиленной вентиляцией легких воздухом.

      При отравлении парами нитробензола,  окислами азота,  а также при поступлении  в организм других  окислителей  может  произойти окисление Hb в метгемоглобин (Hb*OH). При этом Fe⁺² переходит в Fe⁺³,а Hb - в Hb*OH (MetHb).  Эта форма Hb неспособна переносить кислород и реакция перехода в метгемоглобин необратима.

    Миоглобин - белок мышечной ткани.  По строению похож на одну субъединицу Hb, т.е. состоит из одного гема и одного глобина. Эта полипептидная цепь (глобин) похожа на полипептидную цепь Hb. Молекулярная масса миоглобина - примерно 17 000 Да).

    Миоглобин имеет очень высокое  сродство к кислороду,  гораздо  больше, чем Hb. Это позволяет миоглобину гораздо более эффективно связывать и запасать кислород для обеспечения им митохондрий в работающей мышце. 

                        ОБМЕН ГЕМОГЛОБИНА

      Hb содержится в эритроцитах, составляя 95% от их сухой массы. Эритроциты  живут 100-120 дней.  Ежедневно образуется 250 млрд эритроцитов.  Синтез гемоглобина происходит в кроветворных органах, причем гем и глобин синтезируются по отдельности. Затем соединяются, и образуется третичная и четвертичная структура гемоглобина.

СИНТЕЗ  ГЕМА

дельта-аминолевулинатсинтаза  является ключевым ферментом биосинтеза гема. Коферментом дельта-аминолевулинатсинтазы  является  пиридоксаль-фосфат  (производное витамина В₆).  Фермент ингибируется по принципу отрицательной обратной связи избытком гема.

Порфобилиногенсинтаза тоже угнетается избытком гема.

     Необходимо знать схему дальнейших реакций, протекающих при синтезе гема:

Источник  железа - белок ферритин. В комплексе  с ферритином в организме хранится (депонируется) резерв железа. Известны генетические дефекты ферментов,  участвующих в синтезе гема. При  этом происходит накопление в организме предшественников протопорфирина.

Эти болезни  называются "порфирии".  Есть порфирии,  при которых накапливается уропорфириноген.  Моча у таких больных имеет  красный цвет, а зубы при ультрафиолетовом облучении сильно флуоресцируют, кожа - имеет повышенную чувствительность к солнечному свету. При некоторых порфириях происходит накопление порфобилиногена, что сопровождается нервно-психическими расстройствами.

РАСПАД  ГЕМОГЛОБИНА

      Происходит  в мононуклеарных фагоцитах (в селезенке  и печени). Сначала происходит разрыв связи между I-м и II-м кольцами. Фермент - НАДзависимая оксигеназа. После ее действия образуется пигмент зеленого цвета - вердоглобин.  В его составе сохраняется и железо и белок.  В дальнейшем вердоглобин распадается на составные части: белок, железо и пигмент-биливердин. Железо образует комплекс с белком трансферрином, и этот комплекс поступает в ткани, где оно снова может быть использовано для синтезов или депонироваться в виде комплекса с белком ферритином.     

      Билирубин плохо  растворим в воде,  поэтому он адсорбируется на альбумине крови.  Такой комплекс называется СВОБОДНЫМ или НЕПРЯМЫМ БИЛИРУБИНОМ. Он свободный, потому что не связан ни с каким другим веществом ковалентными связями; непрямой, потому что не  дает  прямой реакции с диазореактивом Эрлиха (для определения этого вида билирубина необходимо предварительно осадить альбумины).

    В печени  непрямой билирубин  подвергается обезвреживанию путем  связывания с глюкуроновой кислотой.  В реакции расходуется УТФ.  При этом к молекуле билирубина  присоединяются 2 молекулы глюкуроновой  кислоты (образование билирубиндиглюкуронида).  Это  вещество малотоксично и хорошо растворяется в воде,  называется ПРЯМЫМ СВЯЗАННЫМ БИЛИРУБИНОМ, т.к. определяется в прямой реакции с диазореактивом Эрлиха и связан ковалентно с глюкуроновой кислотой.  В таком виде билирубин поступает в желчь и вместе с ней выводится  из организма.

      При определении содержания билирубина используют диазореактив Эрлиха,  который  дает розовую окраску с билирубином  и по ее  интенсивности судят  о концентрации билирубина в крови.

      В крови человека примерно 75%  непрямого  билирубина от его общего количества. Общее содержание билирубина в норме (прямой+непрямой) от 8 до 20 мкмоль/л.

      Билирубин - это конечный продукт распада  гемоглобина у человека.  Однако,  поступив с желчью в кишечник,  он превращается  под действием  ферментов микрофлоры кишечника.  Сначала от него отщепляется глюкуроновая кислота, затем происходит частичное восстановление и образуется вещество,  называемое "мезобилиноген", а затем стеркобилиноген. Стеркобилиноген в основном выводится с калом и на воздухе (в кале) превращается в стеркобилин, а мезобилиноген частично всасывается из кишечника по системе v.portae, т.е. попадает в печень и там разрушается.  Поэтому его нет у здоровых людей в крови. Небольшая часть стеркобилиногена тоже всасывается из кишечника через систему геморроидальных вен, т.е. попадает сразу в большой круг кровообращения, минуя печень, поэтому часть его выводится с мочой.

      Значит, стеркобилиноген является компонентом  мочи в норме.

      В НОРМЕ:

      Кровь:

      Билирубин (в основном непрямой) - в норме (8-17мкмоль/л)

      Гемоглобин - в норме (мужчины - 130-145 г/л; женщины - 110-130 г/л

      Моча: светло-желтого цвета, стеркобилиноген - в норме, мезобилиногена нет.

      Кал: нормальной окраски, стеркобилиноген - в норме

      При некоторых  заболеваниях билирубин  начинает накапливаться в слизистых оболочках,  коже,  склерах.  Человек "желтеет".  Этот симптом называется ЖЕЛТУХА и наблюдается при желчнокаменной болезни, гемолизе, инфекционном или токсическом гепатитах. Определение билирубина в моче, в крови и в кале позволяет выявить причины желтухи.

      ГЕМОЛИТИЧЕСКАЯ  ЖЕЛТУХА Наблюдается при усилении распада эритроцитов. Билирубина образуется больше,  чем в норме и скорость экскреции тоже увеличивается.  Непрямой билирубин повышается в крови. В моче билирубина нет, а содержание стеркобилина в кале и в моче повышено.

      ОБТУРАЦИОННАЯ ЖЕЛТУХА (механическая) Наблюдается при закупорке желчных протоков (например, при желчнокаменной болезни).  Желчь продолжает вырабатываться,  но поступает не только в желчные протоки, а также в кровь. В крови повышается уровень билирубина,  в основном - прямого билирубина.  Наблюдается билирубинурия.  Содержание стеркобилина в моче и в кале снижено (кал становится светлым, а моча темнеет за счет прямого билирубина).

      ПЕЧЕНОЧНОКЛЕТОЧНАЯ  ЖЕЛТУХА (паренхиматозная). Наблюдается при повреждении гепатоцитов (например, при вирусном гепатите). Билирубин не обезвреживается. Желчные пигменты поступают не только в кишечник,  но и в кровь. Т.е. в крови повышается содержание не только прямого,  но и непрямого билирубина. Наблюдается билирубинурия. В моче обнаруживают мезобилиноген.