Biochimica dell'ormone paratiroideo. Ormone paratiroideo e calcitonina. Natura chimica. Meccanismo d'azione a livello molecolare. Influenza a. Funzioni dell'ormone paratiroideo nel corpo

Una sostanza prodotta dalle ghiandole paratiroidi, che è di natura proteica, comprendente diverse parti (frammenti) che differiscono tra loro nella sequenza dei residui aminoacidici (I, II, III), costituiscono insieme l'ormone paratiroideo.

Paratirocrina, paratirina, C-terminale, PTH, PTH e, infine, ormone paratiroideo o ormone paratiroideo - sotto tali nomi e abbreviazioni nella letteratura medica è possibile trovare un ormone secreto da piccole ghiandole accoppiate ("a misura di pisello") (superiori e coppie inferiori), che di solito si trovano sulla superficie della più grande ghiandola endocrina umana: la ghiandola tiroidea.

L'ormone paratiroideo, prodotto da queste ghiandole paratiroidi, controlla la regolazione del metabolismo del calcio (Ca) e (P), sotto la sua influenza aumenta il contenuto di un macronutriente così importante per il sistema scheletrico (e non solo) nel sangue.

Non ha nemmeno 50 anni...

sequenza aminoacidica del PTH nell'uomo e in alcuni animali

Congetture sul significato delle ghiandole paratiroidi e sulla sostanza da esse prodotta furono espresse all'alba del XX secolo (1909) dal professore americano di biochimica McCollum. Osservando gli animali con ghiandole paratiroidi rimosse, si è notato che in condizioni di significativa diminuzione del calcio nel sangue, vengono sopraffatti da convulsioni tetaniche, che alla fine causano la morte del corpo. Tuttavia, le iniezioni di soluzioni di sale di calcio somministrate ai “nostri fratellini” sperimentali che soffrivano di convulsioni, per una ragione sconosciuta a quel tempo, hanno contribuito a ridurre l'attività convulsiva e li hanno aiutati non solo a sopravvivere, ma anche a tornare a un'esistenza quasi normale.

Alcuni chiarimenti sulla misteriosa sostanza apparvero 16 anni dopo (1925), quando fu scoperto un estratto che aveva proprietà biologicamente attive (ormonali) e aumentava il livello di Ca nel plasma sanguigno.

Tuttavia passarono molti anni e solo nel 1970 l'ormone paratiroideo puro fu isolato dalle ghiandole paratiroidi di un bovino. Allo stesso tempo è stata designata la struttura atomica del nuovo ormone insieme alle sue connessioni (struttura primaria). Inoltre, si è scoperto che le molecole di PTH sono costituite da 84 aminoacidi disposti in una sequenza specifica e da una catena polipeptidica.

Per quanto riguarda la stessa “fabbrica” dell’ormone paratiroideo, chiamarla fabbrica sarebbe un’esagerazione, è così piccola. Il numero di "piselli" nelle parti superiore e inferiore varia da 2 a 12 pezzi, ma l'opzione classica è considerata 4. Anche il peso di ciascun pezzo di ferro è molto piccolo, da 25 a 40 milligrammi. Quando la ghiandola tiroidea (TG) viene rimossa a causa dello sviluppo di un processo oncologico, le ghiandole paratiroidi (PTG), di regola, lasciano il corpo del paziente insieme ad essa. In altri casi, durante gli interventi sulla tiroide, questi “piselli” vengono rimossi per errore a causa delle loro dimensioni.

Ormone paratiroideo normale

Il livello normale di ormone paratiroideo in un esame del sangue viene misurato in varie unità: mcg/l, ng/l, pmol/l, pg/ml e ha valori digitali molto piccoli. Con l'età, la quantità di ormone prodotto aumenta, quindi negli anziani il suo contenuto può essere due volte superiore a quello dei giovani. Tuttavia, per facilitare la comprensione al lettore, è più opportuno presentare nella tabella le unità di misura dell'ormone paratiroideo più comunemente utilizzate e i limiti normali in base all'età:

Ovviamente, non è possibile determinare alcun valore (esatto) dell'ormone paratiroideo, poiché ogni laboratorio diagnostico clinico che studia questo indicatore di laboratorio utilizza i propri metodi, unità di misura e valori di riferimento.

Nel frattempo è anche ovvio che non ci sono differenze tra le ghiandole paratiroidi maschili e femminili e, se funzionano correttamente, i livelli di PTH sia negli uomini che nelle donne cambiano solo con l'età. E anche in periodi così importanti della vita come la gravidanza, l'ormone paratiroideo dovrebbe seguire chiaramente il calcio e non andare oltre i limiti delle norme generalmente accettate. Tuttavia, nelle donne con patologie latenti (disturbi del metabolismo del calcio), i livelli di PTH possono aumentare durante la gravidanza. E questo non è un'opzione normale.

Cos'è l'ormone paratiroideo?

Attualmente si sa molto, se non tutto, su questo ormone interessante e importante.

Viene chiamato un polipeptide a catena singola contenente 84 residui aminoacidici secreti dalle cellule epiteliali delle ghiandole paratiroidi ormone paratiroideo intatto. Tuttavia, una volta formato, non è il PTH stesso a comparire per primo, ma il suo predecessore (preproormone): è composto da 115 aminoacidi e, solo dopo essere entrato nell'apparato del Golgi, si trasforma in un ormone paratiroideo a tutti gli effetti, che nella sua la forma confezionata si deposita e viene immagazzinata per qualche tempo in vescicole secretorie per uscire da lì quando la concentrazione di Ca 2+ diminuisce.

L'ormone intatto (PTH 1-84) è in grado di scomporsi in peptidi più corti (frammenti) che hanno diverso significato funzionale e diagnostico:

• N-terminale, N-terminale, N-terminale (frammenti 1 – 34) – un frammento a tutti gli effetti, poiché non è inferiore nella sua attività biologica a un peptide contenente 84 aminoacidi, trova i recettori delle cellule bersaglio e interagisce con loro;
• Parte centrale (44 – 68 frammenti);
• C-terminale, parte C-terminale, C-terminale (53 – 84 frammenti).

Molto spesso, per identificare i disturbi del sistema endocrino nel lavoro di laboratorio, ricorrono allo studio dell'ormone intatto. Tra le tre parti, la parte C-terminale è riconosciuta come la più significativa dal punto di vista diagnostico; è notevolmente superiore alle altre due (media e N-terminale), e quindi viene utilizzata per determinare malattie associate ad alterato metabolismo del fosforo e del calcio .

Calcio, fosforo e ormone paratiroideo

Il sistema scheletrico è la principale struttura depositatrice del calcio; contiene fino al 99% della massa totale dell'elemento presente nell'organismo, il resto, una quantità piuttosto piccola (circa 1%), è concentrato nel plasma sanguigno, che è saturo di Ca, ricevendolo dall'intestino (dove entra con cibo e acqua) e dalle ossa (nel processo di degradazione). Va tuttavia notato che nel tessuto osseo il calcio esiste prevalentemente in forma leggermente solubile (cristalli di idrossiapatite) e solo l'1% del calcio totale nelle ossa è costituito da composti di fosforo-calcio, che possono facilmente disintegrarsi ed essere rilasciati nel sangue.

È noto che il contenuto di calcio non consente particolari fluttuazioni giornaliere nel sangue, rimanendo ad un livello più o meno costante (da 2,2 a 2,6 mmol/l). Tuttavia, il ruolo principale in molti processi (funzione di coagulazione del sangue, conduzione neuromuscolare, attività di molti enzimi, permeabilità delle membrane cellulari), garantendo non solo il normale funzionamento, ma anche la vita stessa del corpo, appartiene al calcio ionizzato, il cui valore normale nel sangue è 1,1 – 1,3 mmol/l.

In condizioni di carenza di questo elemento chimico nel corpo (o non viene fornito con il cibo o passa attraverso il tratto intestinale durante il transito?), naturalmente inizierà una maggiore sintesi dell'ormone paratiroideo, il cui scopo è con qualsiasi mezzo aumentare il livello di Ca 2+ nel sangue. In ogni caso, perché questo aumento avverrà soprattutto per l'allontanamento dell'elemento dai composti fosfo-calcici della sostanza ossea, da dove uscirà abbastanza rapidamente, poiché questi composti non sono particolarmente forti.

Un aumento dei livelli di calcio plasmatico riduce la produzione di PTH e viceversa: non appena la quantità di questo elemento chimico nel sangue diminuisce, la produzione dell'ormone paratiroideo comincia subito a mostrare una tendenza ad aumentare. In tali casi, l'ormone paratiroideo aumenta la concentrazione di ioni calcio sia per un effetto diretto sugli organi bersaglio - reni, ossa, intestino crasso, sia per un effetto indiretto sui processi fisiologici (stimolazione della produzione di calcitriolo, aumento dell'efficienza dell'assorbimento degli ioni calcio nel tratto intestinale).

Azione del PTH

Le cellule degli organi bersaglio trasportano recettori adatti al PTH e l'interazione dell'ormone paratiroideo con essi comporta una serie di reazioni che determinano il movimento del Ca dai depositi situati nella cellula al fluido extracellulare.

Nel tessuto osseo, i recettori del PTH si trovano sulle cellule giovani (osteoblasti) e mature (osteociti). Tuttavia, il ruolo principale nella dissoluzione dei minerali ossei è svolto da osteoclasti– cellule multinucleate giganti appartenenti al sistema dei macrofagi? È semplice: la loro attività metabolica è stimolata da sostanze prodotte dagli osteoblasti. L'ormone paratiroideo fa sì che gli osteoclasti lavorino intensamente, il che porta ad un aumento della produzione di fosfatasi alcalina e collagenasi, che, attraverso la loro influenza, causano la distruzione della sostanza base delle ossa e quindi aiutano il movimento di Ca e P nello spazio extracellulare dal tessuto osseo.

La mobilitazione del Ca dalle ossa nel sangue, stimolata dal PTH, favorisce il riassorbimento (assorbimento inverso) di questo macroelemento nei tubuli renali, riducendone così l'escrezione nelle urine e l'assorbimento nel tratto intestinale. Nei reni l'ormone paratiroideo stimola la formazione di calcitriolo che, insieme all'ormone paratiroideo e alla calcitonina, è coinvolto anche nella regolazione del metabolismo del calcio.

L'ormone paratiroideo riduce il riassorbimento del fosforo nei tubuli renali, che favorisce la sua maggiore rimozione attraverso i reni e una diminuzione del contenuto di fosfato nel fluido extracellulare, e questo, a sua volta, aumenta la concentrazione di Ca 2+ nel plasma sanguigno.

Pertanto, l'ormone paratiroideo è un regolatore del rapporto tra fosforo e calcio (ripristina la concentrazione di calcio ionizzato al livello dei valori fisiologici), garantendo così uno stato normale:

1. Conduzione neuromuscolare;
2. Funzioni della pompa calcio;
3. Attività enzimatica;
4. Regolazione dei processi metabolici sotto l'influenza degli ormoni.

Naturalmente, se il rapporto Ca/P si discosta dai limiti normali, si verificano segni di malattia.

Quando si manifesta la malattia?

L'assenza delle ghiandole paratiroidi (intervento chirurgico) o la loro insufficienza per qualsiasi motivo porta ad una condizione patologica chiamata ipoparatiroidismo (Il livello di PTH nel sangue è ridotto). Il sintomo principale di questa condizione è considerato un livello inaccettabilmente basso di calcio negli esami del sangue (ipocalcemia), che porta vari problemi gravi al corpo:

• Disordini neurologici;
• Malattie degli organi della vista (cataratta);
• Patologia del sistema cardiovascolare;
• Malattie del tessuto connettivo.

Un paziente con ipotiroidismo ha un aumento della conduzione neuromuscolare, lamenta convulsioni toniche, nonché spasmi (laringospasmo, broncospasmo) e convulsioni dell'apparato muscolare dell'apparato respiratorio.

Nel frattempo, l’aumento della produzione dell’ormone paratiroideo causa al paziente ancora più problemi rispetto al suo basso livello.

Come accennato in precedenza, sotto l'influenza dell'ormone paratiroideo, si verifica la formazione accelerata di cellule giganti (osteoclasti), che hanno la funzione di dissolvere i minerali ossei e di distruggerli. (“divorando” il tessuto osseo).

In caso di produzione inadeguata dell’ormone paratiroideo (livelli elevati dell’ormone negli esami del sangue) e, di conseguenza, di un aumento della formazione di osteoclasti, queste cellule non si limitano ai composti fosforo-calcio e a quel “cibo” che garantirebbe un rapporto normale di calcio e fosforo nel corpo. Gli osteoclasti possono portare alla distruzione di composti complessi (mucopolisaccaridi) inclusi nella sostanza principale del tessuto osseo. Queste cellule giganti, essendo in gran numero, vengono scambiate per sali di calcio poco solubili e iniziano a “mangiarle”, provocando la decalcificazione delle ossa. Le ossa, sperimentando enormi sofferenze, diventano estremamente vulnerabili, perché un elemento chimico necessario per la loro forza come il calcio lascia il tessuto osseo. Naturalmente, il livello di calcio nel sangue inizierà ad aumentare.

È chiaro che una diminuzione di Ca 2+ nel plasma sanguigno dà un segnale alle ghiandole paratiroidi per aumentare la produzione dell'ormone, “pensano” che non ce ne sia abbastanza e iniziano a lavorare attivamente. Pertanto, il ripristino dei normali livelli di calcio nel sangue dovrebbe servire anche come segnale per fermare un'attività così vigorosa. Tuttavia, non è sempre così.

Livello di PTH elevato

Viene chiamata una condizione patologica in cui la produzione dell'ormone paratiroideo in risposta ad un aumento del calcio nel sangue non viene soppressa iperparatiroidismo(nell'esame del sangue, l'ormone paratiroideo è elevato). La malattia potrebbe essere di natura primaria, secondaria o anche terziaria.

Cause di iperparatiroidismo primario può essere:

1. Processi tumorali che colpiscono direttamente le ghiandole paratiroidi (incluso il cancro al pancreas);
2. Iperplasia diffusa delle ghiandole.

Una produzione eccessiva di ormone paratiroideo porta ad un aumento del movimento di calcio e fosfato dalle ossa, ad un riassorbimento accelerato di Ca e ad una maggiore escrezione di sali di fosforo attraverso il sistema urinario (nelle urine). In questi casi, nel sangue si osserva un elevato livello di calcio (ipercalcemia) sullo sfondo di un aumento del PTH. Tali condizioni sono accompagnate da una serie di sintomi clinici:

• Debolezza generale, letargia del sistema muscolare, causata da una diminuzione della conduttività neuromuscolare e dall'ipotensione muscolare;
• Diminuzione dell'attività fisica, rapida comparsa di affaticamento dopo uno sforzo minore;
• Sensazioni dolorose localizzate nei singoli muscoli;
• Aumento del rischio di fratture in varie parti del sistema scheletrico (colonna vertebrale, anca, avambraccio);
• Sviluppo di urolitiasi (a causa dell'aumento dei livelli di fosforo e calcio nei tubuli renali);
• Diminuzione della quantità di fosforo nel sangue (ipofosfatemia) e comparsa di fosfati nelle urine (iperfosfaturia).

Le ragioni dell'aumentata secrezione dell'ormone paratiroideo durante iperparatiroidismo secondario Di norma compaiono altre condizioni patologiche:

1. CRF (insufficienza renale cronica);
2. Mancanza di calciferolo (vitamina D);
3. Compromesso assorbimento di Ca nell'intestino (a causa del fatto che i reni malati non sono in grado di fornire un'adeguata formazione di calcitriolo).

In questo caso, bassi livelli di calcio nel sangue stimolano le ghiandole paratiroidi a produrre attivamente il loro ormone. Tuttavia, un eccesso di PTH non può ancora portare ad un normale rapporto fosforo-calcio, poiché la sintesi del calcitriolo lascia molto a desiderare e il Ca 2+ viene assorbito molto poco nell'intestino. Bassi livelli di calcio in tali circostanze sono spesso accompagnati da un aumento del fosforo nel sangue (iperfosfatemia) e si manifestano con lo sviluppo dell'osteoporosi (danno scheletrico dovuto all'aumento del movimento di Ca 2+ dalle ossa).

Una variante rara dell'iperparatiroidismo è quella terziaria, si forma in alcuni casi da un tumore del pancreas (adenoma) o da un processo iperplastico localizzato nelle ghiandole. L'aumento indipendente della produzione di PTH neutralizza l'ipocalcemia (il livello di Ca nell'esame del sangue è ridotto) e porta ad un aumento del contenuto di questo macroelemento, cioè all'ipercalcemia.

Tutte le ragioni per i cambiamenti nei livelli di PTH in un esame del sangue

Riassumendo le azioni dell'ormone paratiroideo nel corpo umano, vorrei facilitare il compito ai lettori che cercano le ragioni per un aumento o una diminuzione dei valori dell'indicatore (PTH, PTH) nel proprio esame del sangue, ed elencare nuovamente le opzioni possibili.

Pertanto, si osserva un aumento della concentrazione dell'ormone nel plasma sanguigno quando:

• Funzione migliorata della ghiandola paratiroidea (primaria), accompagnata da iperplasia della ghiandola paratiroidea causata da un processo tumorale (cancro, carcinoma, adenoma);
• Iperfunzione secondaria delle ghiandole paratiroidi, che può essere causata da un tumore del tessuto delle isole del pancreas, cancro, insufficienza renale cronica, sindrome da malassorbimento;
• Rilascio di sostanze simili all'ormone paratiroideo da parte di tumori di altre localizzazioni (il rilascio di queste sostanze è più tipico per il cancro broncogeno e il cancro del rene);
• Alti livelli di calcio nel sangue.

Va ricordato che l'eccessivo accumulo di Ca 2+ nel sangue è irto di deposizione di composti di fosforo-calcio nei tessuti (principalmente la formazione di calcoli renali).

Un livello ridotto di PTH in un esame del sangue si verifica nei seguenti casi:

1. Patologia congenita;
2. Errata asportazione delle ghiandole paratiroidi durante un intervento chirurgico sulla “ghiandola tiroidea” (malattia di Albright);
3. Tiroidectomia (asportazione completa sia della tiroide che delle paratiroidi a causa di un processo maligno);
4. Esposizione a radiazioni radioattive (terapia con radioiodio);
5. Malattie infiammatorie del pancreas;
6. Ipoparatiroidismo autoimmune;
7. Sarcoidosi;
8. Consumo eccessivo di latticini (“sindrome alcalina del latte”);
9. Mieloma multiplo (a volte);
10. Grave tireotossicosi;
11. Ipercalcemia idiopatica (nei bambini);
12. Sovradosaggio di calciferolo (vitamina D);
13. Aumentare le capacità funzionali della ghiandola tiroidea;
14. Atrofia del tessuto osseo dopo una lunga permanenza in uno stato stazionario;
15. Tumori maligni, caratterizzati dalla produzione di prostaglandine o di fattori che attivano la dissoluzione dell'osso (osteolisi);
16. Processo infiammatorio acuto localizzato nel pancreas;
17. Ridotti livelli di calcio nel sangue.

Se il livello dell'ormone paratiroideo nel sangue è basso e non vi è alcuna risposta a una diminuzione della concentrazione di calcio in esso, può svilupparsi una crisi ipocalcemica, il cui sintomo principale sono le convulsioni tetaniche.

Gli spasmi dei muscoli respiratori (laringospasmo, broncospasmo) rappresentano un pericolo per la vita, soprattutto se una condizione simile si verifica nei bambini piccoli.

Esame del sangue per PTH

Un esame del sangue che rivela un particolare stato del PTH (l'ormone paratiroideo risulta aumentato o diminuito in un esame del sangue) coinvolge non solo lo studio di questo indicatore (di solito utilizzando un metodo immunoassorbente enzimatico). Di norma, per completare il quadro, insieme al test del PTH vengono determinati i livelli di calcio e fosforo. Inoltre, tutti questi indicatori (PTH, Ca, P) devono essere determinati nelle urine.

Un esame del sangue per il PTH è prescritto per:

• Cambiamenti nella concentrazione di calcio in una direzione o nell'altra (livelli di Ca 2+ bassi o alti);
• Osteosclerosi dei corpi vertebrali;
• Osteoporosi;
• Formazioni cistiche nel tessuto osseo;
• Urolitiasi;
• Sospetto di un processo neoplastico a carico del sistema endocrino;
• Neurofibromatosi (malattia di Recklinghausen).

Questo esame del sangue non richiede una preparazione speciale. Il sangue viene prelevato al mattino a stomaco vuoto dalla vena cubitale, come per qualsiasi altro studio biochimico.

L'ormone paratiroideo (PTH) è un polipeptide a catena singola costituito da 84 residui di aminoacidi (circa 9,5 kDa), la cui azione è mirata ad aumentare la concentrazione di ioni calcio e ridurre la concentrazione di fosfati nel plasma sanguigno.

Sintesi e secrezione del PTH . Il PTH è sintetizzato nelle ghiandole paratiroidi come precursore, un preproormone contenente 115 residui di aminoacidi. Durante il trasferimento al pronto soccorso, un peptide segnale contenente 25 residui aminoacidici viene scisso dal preproormone. Il proormone risultante viene trasportato all'apparato del Golgi, dove il precursore viene convertito in un ormone maturo, comprendente 84 residui aminoacidici (PTH 1-84). L'ormone paratiroideo è confezionato e immagazzinato in granuli secretori (vescicole). L'ormone paratiroideo intatto può essere scisso in peptidi corti: frammenti N-terminali, C-terminali e medi. I peptidi N-terminali contenenti 34 residui di aminoacidi hanno un'attività biologica completa e sono secreti dalle ghiandole insieme all'ormone paratiroideo maturo. È il peptide N-terminale responsabile del legame con i recettori sulle cellule bersaglio. Il ruolo del frammento C-terminale non è stato chiaramente stabilito. Il tasso di degradazione dell’ormone diminuisce quando la concentrazione di ioni calcio è bassa e aumenta quando la concentrazione di ioni calcio è alta. Secrezione di PTH regolato dal livello degli ioni calcio nel plasma: l'ormone viene secreto in risposta ad una diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue.

Il ruolo dell'ormone paratiroideo nella regolazione del metabolismo del calcio e del fosfato. Organi bersaglio per PTH - ossa e reni. Recettori specifici sono localizzati nelle cellule renali e ossee che interagiscono con l'ormone paratiroideo, determinando una cascata di eventi che porta all'attivazione dell'adenilato ciclasi. All'interno della cellula aumenta la concentrazione di molecole di cAMP, la cui azione stimola la mobilitazione degli ioni calcio dalle riserve intracellulari. Gli ioni calcio attivano le chinasi che fosforilano proteine ​​specifiche che inducono la trascrizione di geni specifici. Nel tessuto osseo, i recettori del PTH sono localizzati sugli osteoblasti e sugli osteociti, ma non si trovano sugli osteoclasti. Quando l'ormone paratiroideo si lega ai recettori delle cellule bersaglio, gli osteoblasti iniziano a secernere intensamente il fattore di crescita insulino-simile 1 e le citochine. Queste sostanze stimolano l'attività metabolica degli osteoclasti. In particolare viene accelerata la formazione di enzimi quali fosfatasi alcalina e collagenasi, che agiscono sui componenti della matrice ossea provocandone la disgregazione, con conseguente mobilitazione di Ca 2+ e fosfati dall'osso nel liquido extracellulare. Nei reni, il PTH stimola il riassorbimento del calcio nei tubuli contorti distali e quindi riduce l'escrezione di calcio nelle urine e riduce il riassorbimento dei fosfati. Inoltre, l'ormone paratiroideo induce la sintesi del calcitriolo (1,25(OH) 2 D 3), che migliora l'assorbimento del calcio nell'intestino. Pertanto, l'ormone paratiroideo ripristina il normale livello di ioni calcio nel liquido extracellulare sia attraverso effetti diretti su ossa e reni, sia agendo indirettamente (attraverso la stimolazione della sintesi del calcitriolo) sulla mucosa intestinale, in questo caso aumentando l'efficienza del Ca 2+ assorbimento nell'intestino. Riducendo il riassorbimento dei fosfati dai reni, l'ormone paratiroideo aiuta a ridurre la concentrazione dei fosfati nel liquido extracellulare.

Calcitonina - un polipeptide costituito da 32 residui amminoacidici con un legame disolfuro. L'ormone è secreto dalle cellule K parafollicolari della ghiandola tiroidea o dalle cellule C delle ghiandole paratiroidi come proteina precursore ad alto peso molecolare. La secrezione di calcitonina aumenta con l'aumento della concentrazione di Ca 2+ e diminuisce con la diminuzione della concentrazione di Ca 2+ nel sangue. La calcitonina è un antagonista dell'ormone paratiroideo. Inibisce il rilascio di Ca 2+ dall'osso, riducendo l'attività degli osteoclasti. Inoltre, la calcitonina sopprime il riassorbimento tubulare degli ioni calcio nei reni, stimolandone così l'escrezione da parte dei reni nelle urine. Il tasso di secrezione di calcitonina nelle donne dipende fortemente dai livelli di estrogeni. Con una carenza di estrogeni, la secrezione di calcitonina diminuisce. Ciò provoca un'accelerazione nella mobilitazione del calcio dal tessuto osseo, che porta allo sviluppo dell'osteoporosi.

Iperparatiroidismo. Nell'iperparatiroidismo primario, il meccanismo di soppressione della secrezione dell'ormone paratiroideo in risposta all'ipercalcemia viene interrotto. Questa malattia si verifica con una frequenza di 1:1000. Le cause possono essere un tumore delle paratiroidi (80%) o un'iperplasia ghiandolare diffusa, in alcuni casi cancro delle paratiroidi (meno del 2%). L'eccessiva secrezione dell'ormone paratiroideo porta ad un aumento della mobilitazione di calcio e fosfato dal tessuto osseo, ad un aumento del riassorbimento del calcio e dell'escrezione di fosfato nei reni. Di conseguenza, si verifica l'ipercalcemia, che può portare ad una diminuzione dell'eccitabilità neuromuscolare e dell'ipotensione muscolare. I pazienti sviluppano debolezza generale e muscolare, affaticamento e dolore in alcuni gruppi muscolari e aumenta il rischio di fratture della colonna vertebrale, del femore e delle ossa dell'avambraccio. Un aumento della concentrazione di ioni fosfato e calcio nei tubuli renali può causare la formazione di calcoli renali e portare a iperfosfaturia e ipofosfatemia . Iperparatiroidismo secondario si manifesta nell'insufficienza renale cronica e nella carenza di vitamina D3 ed è accompagnata da ipocalcemia, principalmente associata a un ridotto assorbimento del calcio nell'intestino a causa dell'inibizione della formazione di calcitriolo da parte dei reni colpiti. In questo caso aumenta la secrezione dell'ormone paratiroideo. Tuttavia, l’aumento dei livelli di ormone paratiroideo non può normalizzare la concentrazione di ioni calcio nel plasma sanguigno a causa della ridotta sintesi del calcitriolo e del ridotto assorbimento di calcio nell’intestino. Insieme all'ipocalcemia, si osserva spesso iperfostatemia. I pazienti sviluppano danni scheletrici (osteoporosi) a causa della maggiore mobilizzazione del calcio dal tessuto osseo. In alcuni casi (con lo sviluppo di adenoma o iperplasia delle ghiandole paratiroidi), l'ipersecrezione autonoma dell'ormone paratiroideo compensa l'ipocalcemia e porta all'ipercalcemia (iperparatiroidismo terziario ).

Ipoparatiroidismo. Il sintomo principale dell'ipoparatiroidismo causato dall'insufficienza delle ghiandole paratiroidi è l'ipocalcemia. Una diminuzione della concentrazione di ioni calcio nel sangue può causare disturbi neurologici, oftalmologici e cardiovascolari, nonché danni al tessuto connettivo. In un paziente con ipoparatiroidismo si notano un aumento della conduzione neuromuscolare, attacchi di convulsioni toniche, convulsioni dei muscoli respiratori e del diaframma e laringospasmo.

126. Struttura, biosintesi e meccanismo d'azione del calcitriolo. Cause e manifestazioni del rachitismo

L'ormone paratiroideo colpisce il tessuto osseo, i reni e il tratto gastrointestinale. Agendo su questi tessuti, l'ormone aumenta la concentrazione di Ca2+ e riduce la concentrazione di fosfati inorganici nel sangue.

Nel plasma sanguigno, il calcio è presente in tre forme: in complesso con acidi organici e inorganici, in forma legata alle proteine ​​e in forma ionizzata. La forma biologicamente attiva è il calcio ionizzato (Ca2+). Regola una serie di importanti processi biochimici e fisiologici menzionati in precedenza. Inoltre, per la mineralizzazione ossea, è necessario mantenere determinate concentrazioni di Ca2+ e fosfato (PO43-) nel liquido extracellulare e nel periostio. Con una sufficiente presenza di Ca2+ nel cibo, l'ormone paratiroideo mantiene il livello richiesto nel liquido extracellulare, regolando l'assorbimento di Ca2+ nell'intestino stimolando la formazione della forma attiva della vitamina D nei reni - 1,25-diidrossicalciferolo o calcitriolo. In caso di apporto insufficiente di Ca2 + nell'organismo, il suo livello normale nel siero viene ripristinato da un complesso sistema di regolazione: attraverso l'azione diretta dell'ormone paratiroideo sui reni e sulle ossa e indirettamente (attraverso la stimolazione della sintesi del calcitriolo) sull'intestino mucosa.

L'effetto dell'ormone paratiroideo sui reni si manifesta nel suo effetto diretto sul trasporto degli ioni, nonché attraverso la regolazione della sintesi del calcitriolo.

L'ormone aumenta il riassorbimento tubulare di Ca2 + e Mgf + e inibisce drasticamente il riassorbimento dei fosfati, aumentandone l'escrezione nelle urine (fosfaturia), inoltre aumenta l'escrezione di ioni K +, Na + e bicarbonati.

Un altro importante effetto dell'ormone paratiroideo sui reni è quello di stimolare la sintesi del calcitriolo in questo organo, che regola anche il metabolismo del Ca2+: migliora l'assorbimento di Ca2+ e dei fosfati nell'intestino, mobilita il Ca2+ dal tessuto osseo e ne aumenta il riassorbimento nell'intestino. i tubuli renali. Tutti questi processi contribuiscono ad un aumento dei livelli di Ca2 + e ad una diminuzione dei livelli di fosfato nel siero del sangue.

Uno studio sui meccanismi molecolari dell'azione dell'ormone paratiroideo sui reni ha dimostrato che attiva l'ormone paratiroideo stimolando l'adenilato ciclasi, che si trova sulla membrana controluminale (basolaterale, cioè la superficie del tubulo restituito al sangue) delle cellule tubulari renali . Poiché le proteine ​​chinasi si trovano sulla membrana luminale, il cAMP generato attraversa la cellula e attiva le proteine ​​chinasi della membrana luminale rivolte verso il lume del tubulo, che provoca la fosforilazione di una o più proteine ​​coinvolte nel trasporto degli ioni.

L'ormone paratiroideo agisce più velocemente sui reni, ma più fortemente sul tessuto osseo. L'effetto dell'ormone sul tessuto osseo si manifesta in un aumento del rilascio di Ca2 + della matrice ossea, fosfati, proteoglicani e idrossiprolina, il componente più importante del collagene della matrice ossea, che è un indicatore della sua decomposizione. L'effetto complessivo dell'ormone paratiroideo si manifesta nella distruzione ossea, ma a basse concentrazioni l'ormone paratiroideo mostra un effetto anabolico. Aumenta i livelli di cAMP e (nelle fasi iniziali della sua azione) l'assorbimento di Ca2+. I recettori dell'ormone paratiroideo si trovano sugli osteoblasti che, sotto l'influenza dell'ormone, iniziano a produrre un attivatore degli osteoclasti, che modifica la morfologia e la biochimica di questi ultimi in modo tale che acquisiscano la capacità di distruggere l'osso. Gli enzimi proteolitici e gli acidi organici (lattato, citrato) vengono rilasciati dall'osso. Pertanto, prima del riassorbimento osseo, il Ca2+ entra nella cellula di riassorbimento osseo.

L'effetto dell'ormone paratiroideo sul tessuto osseo dipende anche dal calcitriolo.

Nell'intestino, l'ormone paratiroideo favorisce il trasporto attraverso la mucosa e l'ingresso nel sangue di Ca2+ e fosfati. Questo effetto è associato alla formazione della forma attiva della vitamina D.

81. Iodotironine - struttura, sintesi, meccanismo d'azione, ruolo biologico. Ipo e ipertiroidismo.

La ghiandola tiroidea secerne iodotironine: tiroxina (T4) e triiodotironina (T3). Si tratta di derivati ​​iodurati dell'aminoacido tirosina (vedi Figura 8).

Figura 8. Formule degli ormoni tiroidei (iodotironine).

Il precursore di T4 e T3 è la proteina tireoglobulina, contenuta nel colloide extracellulare della ghiandola tiroidea. È una grande proteina contenente circa il 10% di carboidrati e molti residui di tirosina (Figura 9). La ghiandola tiroidea ha la capacità di accumulare ioni di iodio (I-), da cui si forma lo “iodio attivo”. Sono soggetti i radicali tirosina contenuti nella tireoglobulina iodurazione Si forma lo “iodio attivo” - monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT). Poi succede condensazione due residui di tirosina iodurata per formare T4 e T3, inclusi nella catena polipeptidica. Di conseguenza idrolisi la tireoglobulina iodata, sotto l'azione delle proteasi lisosomiali, si formano T4 e T3 liberi ed entrano nel sangue. La secrezione di iodotironine è regolata dall'ormone stimolante la tiroide (TSH) prodotto dalla ghiandola pituitaria (vedere Tabella 2). Il catabolismo degli ormoni tiroidei avviene attraverso l'eliminazione dello iodio e la deaminazione della catena laterale.

Figura 9. Schema di sintesi delle iodotironine.

Dal momento che t 3 e T4 sono praticamente insolubili in acqua; nel sangue sono presenti sotto forma di complessi con proteine, principalmente con globulina legante la tiroxina (frazione globulina α1).

Le iodotironine sono ormoni ad azione diretta. I loro recettori intracellulari sono presenti in tutti i tessuti e gli organi, ad eccezione del cervello e delle gonadi. T4 e T3 sono induttori di più di 100 diverse proteine ​​enzimatiche. Sotto l'influenza delle iodotironine nei tessuti bersaglio si verifica quanto segue:

1) regolazione della crescita e differenziazione cellulare;

2) regolazione del metabolismo energetico (aumento del numero degli enzimi della fosforilazione ossidativa, Na+, K+-ATPasi, aumento del consumo di ossigeno, aumento della produzione di calore).

Sotto l'influenza degli ormoni tiroidei, l'assorbimento del glucosio nell'intestino accelera, l'assorbimento e l'ossidazione del glucosio nei muscoli e nel fegato aumentano; La glicolisi viene attivata e il contenuto di glicogeno negli organi diminuisce. Le iodotironine migliorano l'escrezione del colesterolo, quindi il suo contenuto nel sangue diminuisce. Anche il contenuto di triacilgliceroli nel sangue diminuisce, il che si spiega con l'attivazione dell'ossidazione degli acidi grassi.

29.3.2. Disturbi della funzione ormonale della tiroide. Iperfunzione della tiroide ( tireotossicosi o morbo di Graves ) è caratterizzato da una disgregazione accelerata di carboidrati e grassi, da un aumento del consumo di O2 da parte dei tessuti. Sintomi della malattia: aumento del metabolismo basale, aumento della temperatura corporea, perdita di peso, polso rapido, aumento dell'eccitabilità nervosa, occhi sporgenti (esoftalmo).

Si chiama ipofunzione della ghiandola tiroidea che si sviluppa durante l'infanzia cretinismo (grave ritardo fisico e mentale, statura nana, corporatura sproporzionata, diminuzione del metabolismo basale e della temperatura corporea). L'ipofunzione della ghiandola tiroidea negli adulti si manifesta come mixedema . Questa malattia è caratterizzata da obesità, edema delle mucose, disturbi della memoria e disturbi mentali. Il metabolismo basale e la temperatura corporea sono ridotti. La terapia ormonale sostitutiva (iodotironine) viene utilizzata per trattare l’ipotiroidismo.

Anche conosciuto gozzo endemico - aumento delle dimensioni della ghiandola tiroidea. La malattia si sviluppa a causa della mancanza di iodio nell'acqua e nel cibo.

82. Ormone paratiroideo e calcitonina, struttura, meccanismo d'azione, ruolo biologico. Iper e ipoparatiroidismo.

Il livello degli ioni calcio e fosfato nel corpo è controllato dagli ormoni della ghiandola tiroidea e delle quattro ghiandole paratiroidi situate nelle sue immediate vicinanze. Queste ghiandole producono calcitonina e ormone paratiroideo.

29.4.1. Calcitonina- un ormone di natura peptidica, sintetizzato nelle cellule parafollicolari della tiroide sotto forma di preproormone. L'attivazione avviene attraverso la proteolisi parziale. La secrezione di calcitonina è stimolata dall’ipercalcemia e diminuita dall’ipocalcemia. Il bersaglio dell'ormone è il tessuto osseo. Il meccanismo d'azione è distante, mediato da cAMP. Sotto l'influenza della calcitonina, l'attività degli osteoclasti (cellule che distruggono l'osso) viene indebolita e viene attivata l'attività degli osteoblasti (cellule coinvolte nella formazione del tessuto osseo). Di conseguenza, il riassorbimento del materiale osseo - idrossiapatite - viene inibito e la sua deposizione nella matrice ossea organica viene migliorata. Insieme a questo, la calcitonina protegge la base organica dell'osso - il collagene - dalla decomposizione e ne stimola la sintesi. Ciò porta ad una diminuzione del livello di Ca2+ e di fosfati nel sangue e ad una diminuzione dell'escrezione di Ca2+ nelle urine (Figura 10).

29.4.2. Ormone paratiroideo- un ormone peptidico sintetizzato dalle cellule delle ghiandole paratiroidi sotto forma di proteina precursore. La proteolisi parziale del proormone e la secrezione dell'ormone nel sangue si verificano quando la concentrazione di Ca2+ nel sangue diminuisce; al contrario, l'ipercalcemia riduce la secrezione dell'ormone paratiroideo. Gli organi bersaglio dell'ormone paratiroideo sono i reni, le ossa e il tratto gastrointestinale. Il meccanismo d'azione è distante, dipendente dal cAMP. L'ormone paratiroideo ha un effetto attivante sugli osteoclasti del tessuto osseo e inibisce l'attività degli osteoblasti. Nei reni, l'ormone paratiroideo aumenta la capacità di formare il metabolita attivo della vitamina D3 - 1,25-diidrossicolecalciferolo (calcitriolo). Questa sostanza aumenta l'assorbimento degli ioni Ca2+ e H2 PO4 - nell'intestino, mobilita Ca2+ e fosfato inorganico dal tessuto osseo e aumenta il riassorbimento di Ca2+ nei reni. Tutti questi processi portano ad un aumento del livello di Ca2+ nel sangue (Figura 10). Il livello di fosfato inorganico nel sangue non aumenta, poiché l'ormone paratiroideo inibisce il riassorbimento dei fosfati nei tubuli renali e porta alla perdita di fosfati nelle urine (fosfaturia).

Figura 10. Effetti biologici della calcitonina e dell'ormone paratiroideo.

29.4.3. Disturbi della funzione ormonale delle ghiandole paratiroidi.

Iperparatiroidismo - aumento della produzione dell'ormone paratiroideo da parte delle ghiandole paratiroidi. Accompagnato da una massiccia mobilitazione di Ca2+ dal tessuto osseo, che porta a fratture ossee, calcificazione dei vasi sanguigni, reni e altri organi interni.

Ipoparatiroidismo - diminuzione della produzione dell'ormone paratiroideo da parte delle ghiandole paratiroidi. Accompagnato da una forte diminuzione del contenuto di Ca2+ nel sangue, che porta ad una maggiore eccitabilità muscolare e contrazioni convulsive.

83. Sistema renina-angiotensina, ruolo nella regolazione del metabolismo dell'acqua e degli elettroliti.

Renina-angiotensina-aldosterone.

b) N.B

84. Ormoni sessuali: meccanismo d'azione, ruolo biologico, formazione , struttura,

Ormoni sessuali femminili (estrogeni). Questi includono estrone, estradiolo ed estriolo. Questi sono ormoni steroidei sintetizzati dal colesterolo principalmente nelle ovaie. La secrezione di estrogeni è regolata dagli ormoni follicolo-stimolanti e luteinizzanti dell'ipofisi (vedere Tabella 2). I tessuti bersaglio sono il corpo dell'utero, le ovaie, le tube di Falloppio, le ghiandole mammarie. Il meccanismo d'azione è diretto. Il principale ruolo biologico degli estrogeni è garantire la funzione riproduttiva nel corpo di una donna.

29.5.2. Ormoni sessuali maschili (androgeni). I principali rappresentanti sono l'androsterone e il testosterone. Il precursore degli androgeni è il colesterolo; vengono sintetizzati principalmente nei testicoli. La regolazione della biosintesi degli androgeni viene effettuata dagli ormoni gonadotropici (FSH e LH). Gli androgeni sono ormoni ad azione diretta; promuovono la sintesi proteica in tutti i tessuti, soprattutto nei muscoli. Il ruolo biologico degli androgeni nel corpo maschile è associato alla differenziazione e al funzionamento del sistema riproduttivo. La degradazione degli ormoni sessuali maschili avviene nel fegato; i prodotti finali della degradazione sono i 17-chetosteroidi.

85. Disturbi delle funzioni delle ghiandole endocrine: iper- e ipoproduzione di ormoni. Esempi di malattie associate alla disfunzione delle ghiandole endocrine.

(Di cui abbiamo parlato nelle domande precedenti)

86. Proteine ​​del plasma sanguigno - ruolo biologico. Ipo- e iperproteinemia, disproteinemia. Albumina: funzioni, cause dell'ipoalbuminemia e sue manifestazioni. Caratteristiche delle proteine ​​legate all'età composizione del plasma sanguigno. Immunoglobuline. Proteine ​​della fase acuta. Valore diagnostico della determinazione delle frazioni proteiche del plasma sanguigno.

Il plasma sanguigno contiene una complessa miscela multicomponente (più di 100) di proteine ​​che differiscono per origine e funzione. La maggior parte delle proteine ​​plasmatiche vengono sintetizzate nel fegato. Immunoglobuline e una serie di altre proteine ​​protettive da parte delle cellule immunocompetenti.

30.2.1. Frazioni proteiche. Eliminando le proteine ​​plasmatiche è possibile isolare le frazioni di albumina e globulina. Normalmente, il rapporto tra queste frazioni è 1,5 - 2,5. Utilizzando il metodo dell'elettroforesi su carta è possibile identificare 5 frazioni proteiche (in ordine decrescente di velocità di migrazione): albumine, α1 -, α2 -, β- e γ-globuline. Quando si utilizzano metodi di frazionamento più fini, in ciascuna frazione è possibile isolare un'intera gamma di proteine, ad eccezione dell'albumina (il contenuto e la composizione delle frazioni proteiche del siero del sangue, vedere Figura 1).

Immagine 1. Elettroferogramma delle proteine ​​del siero sanguigno e composizione delle frazioni proteiche.

Albumina- proteine ​​con peso molecolare di circa 70.000 Da. A causa della loro idrofilia e dell'alto contenuto nel plasma, svolgono un ruolo importante nel mantenimento della pressione sanguigna colloido-osmotica (oncotica) e nella regolazione dello scambio di liquidi tra sangue e tessuti. Svolgono una funzione di trasporto: trasportano acidi grassi liberi, pigmenti biliari, ormoni steroidei, ioni Ca2+ e molti farmaci. Le albumine fungono anche da riserva di aminoacidi ricca e rapidamente disponibile.

α 1 -Globuline:

• Acido α 1-glicoproteina (orosomucoide) - contiene fino al 40% di carboidrati, il suo punto isoelettrico è in un ambiente acido (2.7). La funzione di questa proteina non è completamente stabilita; è noto che nelle prime fasi del processo infiammatorio, l'orosomucoide contribuisce alla formazione di fibre di collagene nel sito dell'infiammazione (Ya. Musil, 1985).
• α 1 - Antitripsina - inibitore di numerose proteasi (tripsina, chimotripsina, callicreina, plasmina). Una diminuzione congenita del contenuto di α1-antitripsina nel sangue può essere un fattore di predisposizione alle malattie broncopolmonari, poiché le fibre elastiche del tessuto polmonare sono particolarmente sensibili all'azione degli enzimi proteolitici.
• Proteina legante il retinolo trasporta la vitamina A liposolubile.
• Proteina legante la tiroxina - lega e trasporta gli ormoni tiroidei contenenti iodio.
• Transcortina - lega e trasporta gli ormoni glucocorticoidi (cortisolo, corticosterone).

α 2 -Globuline:

• Aptoglobine (25% α2-globuline) - formano un complesso stabile con l'emoglobina che appare nel plasma a seguito dell'emolisi intravascolare degli eritrociti. I complessi aptoglobina-emoglobina vengono assorbiti dalle cellule RES, dove le catene dell'eme e delle proteine ​​subiscono la rottura e il ferro viene riutilizzato per la sintesi dell'emoglobina. Ciò impedisce al corpo di perdere ferro e causare danni all’emoglobina ai reni.
• Ceruloplasmina - una proteina contenente ioni rame (una molecola di ceruloplasmina contiene 6-8 ioni Cu2+), che le conferiscono un colore blu. È una forma di trasporto di ioni rame nel corpo. Ha attività ossidasica: ossida Fe2+ in Fe3+, che garantisce il legame del ferro mediante transferrina. Capace di ossidare le ammine aromatiche, partecipa al metabolismo di adrenalina, norepinefrina e serotonina.

β-Globuline:

• Transferrina - la principale proteina della frazione β-globulina, è coinvolta nel legame e nel trasporto del ferro ferrico in vari tessuti, in particolare nei tessuti emopoietici. La transferrina regola i livelli di Fe3+ nel sangue e previene l'accumulo e la perdita eccessivi nelle urine.
• Emopexina - lega l'eme e ne impedisce la perdita da parte dei reni. Il complesso eme-emopexina viene assorbito dal sangue dal fegato.
• Proteina C-reattiva (PCR) - una proteina capace di precipitare (in presenza di Ca2+) il polisaccaride C della parete cellulare dello pneumococco. Il suo ruolo biologico è determinato dalla sua capacità di attivare la fagocitosi e di inibire il processo di aggregazione piastrinica. Nelle persone sane, la concentrazione di PCR nel plasma è trascurabile e non può essere determinata con metodi standard. Durante un processo infiammatorio acuto, aumenta più di 20 volte; in questo caso, la PCR viene rilevata nel sangue. Lo studio della CRP presenta un vantaggio rispetto ad altri marcatori del processo infiammatorio: determinazione della VES e conteggio del numero dei leucociti. Questo indicatore è più sensibile, il suo aumento avviene prima e dopo il recupero ritorna alla normalità più velocemente.

γ-globuline:

• Immunoglobuline (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) sono anticorpi prodotti dall'organismo in risposta all'introduzione di sostanze estranee ad attività antigenica. Per ulteriori informazioni su queste proteine, vedere 1.2.5.

30.2.2. Cambiamenti quantitativi e qualitativi nella composizione proteica del plasma sanguigno. In varie condizioni patologiche, la composizione proteica del plasma sanguigno può cambiare. I principali tipi di modifiche sono:

• Iperproteinemia - aumento del contenuto delle proteine ​​plasmatiche totali. Cause: perdita di grandi quantità di acqua (vomito, diarrea, ustioni estese), malattie infettive (dovute all'aumento della quantità di γ-globuline).
• Ipoproteinemia - diminuzione del contenuto di proteine ​​totali nel plasma. Si osserva nelle malattie del fegato (a causa della ridotta sintesi proteica), nelle malattie renali (a causa della perdita di proteine ​​nelle urine) e durante il digiuno (a causa della mancanza di aminoacidi per la sintesi proteica).
• Disproteinemia - variazione della percentuale di frazioni proteiche con un contenuto normale di proteine ​​totali nel plasma sanguigno, ad esempio una diminuzione del contenuto di albumina e un aumento del contenuto di una o più frazioni globuline in varie malattie infiammatorie.
• Paraproteinemia - la comparsa nel plasma sanguigno di immunoglobuline patologiche - paraproteine ​​che differiscono dalle proteine ​​​​normali per proprietà fisico-chimiche e attività biologica. Tali proteine ​​includono, ad esempio, crioglobuline, formando precipitati tra loro a temperature inferiori a 37°C. Le paraproteine ​​si ritrovano nel sangue nella macroglobulinemia di Waldenström, nel mieloma multiplo (in quest'ultimo caso possono superare la barriera renale e si ritrovano nelle urine come proteine ​​di Bence-Jones). La paraproteinemia è solitamente accompagnata da iperproteinemia.

alberi della fase acuta dell'infiammazione. Si tratta di proteine ​​il cui contenuto aumenta nel plasma sanguigno durante un processo infiammatorio acuto. Questi includono, ad esempio, le seguenti proteine:

1. aptoglobina ;
2. ceruloplasmina ;
3. proteina C-reattiva ;
4. α 1 -antitripsina ;
5. fibrinogeno (componente del sistema di coagulazione del sangue; vedere 30.7.2).

La velocità di sintesi di queste proteine ​​aumenta principalmente a causa della diminuzione della formazione di albumina, transferrina e albumina (una piccola frazione di proteine ​​plasmatiche che ha la maggiore mobilità durante l'elettroforesi su disco e che corrisponde alla banda sull'elettroferogramma davanti all'elettroforesi). albumina), la cui concentrazione diminuisce durante l'infiammazione acuta.

Il ruolo biologico delle proteine ​​della fase acuta: a) tutte queste proteine ​​sono inibitori degli enzimi rilasciati durante la distruzione cellulare e prevengono il danno tissutale secondario; b) queste proteine ​​hanno un effetto immunosoppressore (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Proteine ​​protettive nel plasma sanguigno. Le proteine ​​che svolgono una funzione protettiva includono immunoglobuline e interferoni.

Immunoglobuline (anticorpi) - un gruppo di proteine ​​prodotte in risposta a strutture estranee (antigeni) che entrano nel corpo. Sono sintetizzati nei linfonodi e nella milza dai linfociti B. Esistono 5 classi immunoglobuline- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Figura 3. Schema della struttura delle immunoglobuline (la regione variabile è mostrata in grigio, la regione costante non è ombreggiata).

Le molecole di immunoglobuline hanno un unico piano strutturale. L'unità strutturale dell'immunoglobulina (monomero) è formata da quattro catene polipeptidiche collegate tra loro da legami disolfuro: due pesanti (catene H) e due leggere (catene L) (vedi Figura 3). IgG, IgD e IgE sono, di regola, monomeri nella loro struttura, le molecole IgM sono costituite da cinque monomeri, le IgA sono costituite da due o più unità strutturali o sono monomeri.

Le catene proteiche che compongono le immunoglobuline possono essere suddivise in domini specifici o aree che presentano determinate caratteristiche strutturali e funzionali.

Le regioni N-terminali di entrambe le catene L e H sono chiamate regione variabile (V), poiché la loro struttura è caratterizzata da differenze significative tra le diverse classi di anticorpi. All'interno del dominio variabile sono presenti 3 regioni ipervariabili, caratterizzate dalla maggiore diversità di sequenze aminoacidiche. È la regione variabile degli anticorpi che è responsabile del legame degli antigeni secondo il principio di complementarità; la struttura primaria delle catene proteiche in questa regione determina la specificità degli anticorpi.

I domini C-terminali delle catene H ed L hanno una struttura primaria relativamente costante all'interno di ciascuna classe di anticorpi e sono chiamati regione costante (C). La regione costante determina le proprietà di varie classi di immunoglobuline, la loro distribuzione nell'organismo e può partecipare all'attivazione di meccanismi che causano la distruzione degli antigeni.

Interferoni - una famiglia di proteine ​​sintetizzate dalle cellule del corpo in risposta a un'infezione virale e con effetto antivirale. Esistono diversi tipi di interferoni che hanno uno spettro d'azione specifico: leucociti (interferone α), fibroblasti (interferone β) e immunitari (interferone γ). Gli interferoni vengono sintetizzati e secreti da alcune cellule ed esercitano il loro effetto influenzando altre cellule, sotto questo aspetto sono simili agli ormoni. Il meccanismo d'azione degli interferoni è mostrato nella Figura 4.

Figura 4. Il meccanismo d'azione degli interferoni (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Legandosi ai recettori cellulari, gli interferoni inducono la sintesi di due enzimi - 2",5"-oligoadenilato sintetasi e proteina chinasi, probabilmente a causa dell'inizio della trascrizione dei geni corrispondenti. Entrambi gli enzimi risultanti mostrano la loro attività in presenza di RNA a doppio filamento, e sono questi RNA che sono i prodotti della replicazione di molti virus o sono contenuti nei loro virioni. Il primo enzima sintetizza 2",5"-oligoadenilati (da ATP), che attivano la ribonucleasi I cellulare; il secondo enzima fosforila il fattore di inizio della traduzione IF2. Il risultato finale di questi processi è l'inibizione della biosintesi proteica e della riproduzione del virus nella cellula infetta (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Sostanze contenenti azoto a basso peso molecolare nel sangue (“azoto residuo”) e valore diagnostico della loro determinazione. Iperazotemia (ritenzione e produzione).

Questo gruppo di sostanze comprende: urea, acido urico, aminoacidi, creatina, creatinina, ammoniaca, indicano, bilirubina e altri composti (vedi Figura 5). Il contenuto di azoto residuo nel plasma sanguigno delle persone sane è di 15-25 mmol/l. Viene chiamato un aumento del livello di azoto residuo nel sangue azotemia . A seconda della causa, l’azotemia si divide in ritenzione e produzione.

Azotemia da ritenzione si verifica quando vi è una violazione dell'escrezione dei prodotti del metabolismo dell'azoto (principalmente urea) nelle urine ed è caratteristica dell'insufficienza della funzionalità renale. In questo caso, fino al 90% dell'azoto non proteico nel sangue è costituito da azoto ureico invece del 50% normale.

Azotemia produttiva si sviluppa quando vi è un eccessivo apporto di sostanze azotate nel sangue a causa di una maggiore disgregazione delle proteine ​​dei tessuti (digiuno prolungato, diabete mellito, ferite gravi e ustioni, malattie infettive).

La determinazione dell'azoto residuo viene effettuata nel filtrato di siero sanguigno privo di proteine. Come risultato della mineralizzazione del filtrato privo di proteine ​​quando riscaldato con H2 SO4 concentrato, l'azoto di tutti i composti non proteici viene convertito nella forma (NH4)2 SO4. Gli ioni NH4+ vengono determinati utilizzando il reagente di Nessler.

• Urea - il principale prodotto finale del metabolismo delle proteine ​​nel corpo umano. Si forma a seguito della neutralizzazione dell'ammoniaca nel fegato e viene escreto dal corpo attraverso i reni. Pertanto, il contenuto di urea nel sangue diminuisce nelle malattie del fegato e aumenta nell'insufficienza renale.
• Aminoacidi- entrano nel flusso sanguigno quando assorbiti dal tratto gastrointestinale o sono prodotti della degradazione delle proteine ​​dei tessuti. Nel sangue delle persone sane, tra gli aminoacidi predominano l'alanina e la glutammina che, insieme alla loro partecipazione alla biosintesi proteica, sono forme di trasporto dell'ammoniaca.
• Acido urico- il prodotto finale del catabolismo dei nucleotidi purinici. Il suo contenuto nel sangue aumenta con la gotta (a causa dell'aumento della formazione) e con la funzionalità renale compromessa (a causa dell'escrezione insufficiente).
• Creatina- sintetizzato nei reni e nel fegato, nei muscoli viene convertito in creatina fosfato - una fonte di energia per i processi di contrazione muscolare. Nelle malattie del sistema muscolare, il contenuto di creatina nel sangue aumenta in modo significativo.
• Creatinina- il prodotto finale del metabolismo dell'azoto, formato a seguito della defosforilazione della creatina fosfato nei muscoli, escreto dal corpo dai reni. Il contenuto di creatinina nel sangue diminuisce con le malattie del sistema muscolare e aumenta con l'insufficienza renale.
• Indicano - un prodotto di neutralizzazione dell'indolo, formato nel fegato ed escreto dai reni. Il suo contenuto nel sangue diminuisce con le malattie del fegato e aumenta con l'aumento dei processi di putrefazione delle proteine ​​nell'intestino e con le malattie renali.
• Bilirubina (diretta e indiretta)- prodotti del catabolismo dell'emoglobina. Il contenuto di bilirubina nel sangue aumenta con l'ittero: emolitico (a causa della bilirubina indiretta), ostruttivo (a causa della bilirubina diretta), parenchimale (a causa di entrambe le frazioni).

88. Sistemi tampone del sangue e stato acido-base (ABS). Il ruolo dei sistemi respiratorio ed escretore nel mantenimento della CBS. Disturbi dell'equilibrio acido-base. Caratteristiche della regolamentazione della CBS nei bambini .

Sistemi tampone del sangue. I sistemi tampone del corpo sono costituiti da acidi deboli e dai loro sali con basi forti. Ogni sistema tampone è caratterizzato da due indicatori:

• Tampone pH(dipende dal rapporto dei componenti del buffer);
• serbatoio tampone, cioè la quantità di base forte o acido che deve essere aggiunta alla soluzione tampone per modificare il pH di uno (a seconda delle concentrazioni assolute dei componenti tampone).

Si distinguono i seguenti sistemi tampone del sangue:

• bicarbonato(H2CO3/NaHCO3);
• fosfato(NaH2PO4/Na2HPO4);
• emoglobina(deossiemoglobina come acido debole/sale di potassio dell'ossiemoglobina);
• proteina(il suo effetto è dovuto alla natura anfotera delle proteine). Il bicarbonato e i sistemi tampone dell’emoglobina strettamente correlati rappresentano insieme oltre l’80% della capacità tampone del sangue.

30.6.2. Regolazione respiratoria della CBS effettuata modificando l’intensità della respirazione esterna. Quando CO2 e H+ si accumulano nel sangue, la ventilazione polmonare aumenta, il che porta alla normalizzazione della composizione dei gas nel sangue. Una diminuzione della concentrazione di anidride carbonica e H+ provoca una diminuzione della ventilazione polmonare e la normalizzazione di questi indicatori.

30.6.3. Regolazione renale CBS effettuata principalmente attraverso tre meccanismi:

• riassorbimento dei bicarbonati (nelle cellule dei tubuli renali, da H2O e CO2 si forma l'acido carbonico H2CO3; si dissocia, H+ viene rilasciato nelle urine, HCO3- viene riassorbito nel sangue);
• riassorbimento di Na+ dal filtrato glomerulare in cambio di H+ (in questo caso, Na2HPO4 nel filtrato si trasforma in NaH2PO4 e l'acidità delle urine aumenta) ;
• secrezione di NH4+ (durante l'idrolisi della glutammina nelle cellule tubulari si forma NH3; interagisce con H+, si formano ioni NH4+ che vengono escreti nelle urine.

30.6.4. Parametri di laboratorio del sangue CBS. Per caratterizzare l’impianto di depurazione vengono utilizzati i seguenti indicatori:

• pH del sangue;
• Pressione parziale della CO2 (pCO2) sangue;
• Pressione parziale di O2 (pO2) sangue;
• contenuto di bicarbonato nel sangue a determinati valori di pH e pCO2 ( bicarbonato topico o vero, AB );
• il contenuto di bicarbonati nel sangue del paziente in condizioni standard, vale a dire con pCO2=40 mmHg. ( bicarbonato standard, SB );
• somma dei motivi tutti i sistemi tampone del sangue ( BB );
• eccesso O carenza di fondazione sangue rispetto al valore normale per un dato paziente ( ESSERE , dall'inglese eccesso di base).

I primi tre indicatori vengono determinati direttamente nel sangue utilizzando elettrodi speciali, sulla base dei dati ottenuti, gli indicatori rimanenti vengono calcolati utilizzando nomogrammi o formule.

30.6.5. Disturbi della CBS del sangue. Esistono quattro forme principali di disturbi acido-base:

• acidosi metabolica - si manifesta con diabete e digiuno (a causa dell'accumulo di corpi chetonici nel sangue), con ipossia (a causa dell'accumulo di lattato). Con questo disturbo, la pCO2 e gli [HCO3-] nel sangue diminuiscono, l'escrezione di NH4+ nelle urine aumenta;
• acidosi respiratoria - si verifica con bronchite, polmonite, asma bronchiale (a causa della ritenzione di anidride carbonica nel sangue). Con questo disturbo aumentano la pCO2 e i livelli ematici e aumenta l’escrezione di NH4+ nelle urine;
• alcalosi metabolica - si sviluppa con perdita di acidi, ad esempio con vomito incontrollabile. Con questo disturbo, aumentano la pCO2 e i livelli ematici, aumenta l’escrezione di HCO3 nelle urine e diminuisce l’acidità delle urine.
• alcalosi respiratoria - osservato con una maggiore ventilazione dei polmoni, ad esempio, negli alpinisti ad alta quota. Con questo disturbo, la pCO2 e [HCO3-] nel sangue diminuiscono e l'acidità delle urine diminuisce.

Per trattare l'acidosi metabolica si ricorre alla somministrazione di una soluzione di bicarbonato di sodio; per il trattamento dell'alcalosi metabolica - somministrazione di una soluzione di acido glutammico.

89. Metabolismo degli eritrociti: il ruolo della glicolisi e la via del pentoso fosfato. Metaemoglobinemia. Sistema enzimatico antiossidante della cellula . Cause e conseguenze del deficit eritrocitario di glucosio-6-fosfato deidrogenasi.

globuli rossi - cellule altamente specializzate la cui funzione principale è trasportare l'ossigeno dai polmoni ai tessuti. La durata della vita dei globuli rossi è in media di 120 giorni; la loro distruzione avviene nelle cellule del sistema reticoloendoteliale. A differenza della maggior parte delle cellule del corpo, i globuli rossi sono privi di nucleo cellulare, ribosomi e mitocondri.

30.8.2. Scambio energetico. Il principale substrato energetico dell'eritrocita è il glucosio, che proviene dal plasma sanguigno attraverso diffusione facilitata. Circa il 90% del glucosio utilizzato dai globuli rossi subisce glicolisi(ossidazione anaerobica) con la formazione del prodotto finale: acido lattico (lattato). Ricorda le funzioni che la glicolisi svolge nei globuli rossi maturi:

1) si forma nelle reazioni di glicolisi ATP di fosforilazione del substrato . La direzione principale dell'uso dell'ATP negli eritrociti è garantire il funzionamento della Na+,K+-ATPasi. Questo enzima trasporta gli ioni Na+ dagli eritrociti al plasma sanguigno, previene l'accumulo di Na+ negli eritrociti e aiuta a mantenere la forma geometrica di queste cellule del sangue (disco biconcavo).

2) nella reazione di deidrogenazione gliceraldeide-3-fosfato si forma nella glicolisi NADH. Questo coenzima è un cofattore dell'enzima metaemoglobina reduttasi , coinvolto nel ripristino della metaemoglobina in emoglobina secondo il seguente schema:

Questa reazione impedisce l'accumulo di metaemoglobina nei globuli rossi.

3) metabolita della glicolisi 1, 3-difosfoglicerato capace con la partecipazione di un enzima difosfoglicerato mutasi in presenza di 3-fosfoglicerato si trasformano in 2, 3-difosfoglicerato:

Il 2,3-difosfoglicerato è coinvolto nella regolazione dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno. Il suo contenuto negli eritrociti aumenta durante l'ipossia. L'idrolisi del 2,3-difosfoglicerato è catalizzata dall'enzima difosfoglicerato fosfatasi.

Circa il 10% del glucosio consumato dai globuli rossi viene utilizzato nella via di ossidazione del pentoso fosfato. Le reazioni in questo percorso fungono da principale fonte di NADPH per gli eritrociti. Questo coenzima è necessario per convertire il glutatione ossidato (vedi 30.8.3) in una forma ridotta. Carenza di un enzima chiave della via del pentoso fosfato - glucosio-6-fosfato deidrogenasi - accompagnato da una diminuzione del rapporto NADPH/NADP+ negli eritrociti, da un aumento del contenuto della forma ossidata del glutatione e da una diminuzione della resistenza cellulare (anemia emolitica).

30.8.3. Meccanismi di neutralizzazione delle specie reattive dell'ossigeno negli eritrociti. In determinate condizioni, l'ossigeno molecolare può essere convertito in forme attive, che includono l'anione superossido O2 -, il perossido di idrogeno H2 O2 e il radicale idrossile OH. e ossigeno singoletto 1 O2. Queste forme di ossigeno sono altamente reattive e possono avere un effetto dannoso sulle proteine ​​e sui lipidi delle membrane biologiche e causare la distruzione delle cellule. Quanto più alto è il contenuto di O2, tanto più si formano le sue forme attive. Pertanto, i globuli rossi, interagendo costantemente con l'ossigeno, contengono efficaci sistemi antiossidanti in grado di neutralizzare i metaboliti attivi dell'ossigeno.

Un componente importante dei sistemi antiossidanti è il tripeptide glutatione, formato negli eritrociti a seguito dell'interazione di γ-glutamilcisteina e glicina:

La forma ridotta del glutatione (abbreviato G-SH) è coinvolta nelle reazioni di disintossicazione del perossido di idrogeno e dei perossidi organici (R-O-OH). Questo produce acqua e glutatione ossidato (abbreviato G-S-S-G).

La conversione del glutatione ossidato in glutatione ridotto è catalizzata dall'enzima glutatione reduttasi. Fonte di idrogeno - NADPH (dalla via del pentoso fosfato, vedere 30.8.2):

I globuli rossi contengono anche enzimi superossido dismutasi E catalasi , effettuando le seguenti trasformazioni:

I sistemi antiossidanti sono di particolare importanza per gli eritrociti, poiché negli eritrociti il ​​rinnovamento proteico non avviene attraverso la sintesi.

90. Caratteristiche dei principali fattori dell'emocoagulazione. Coagulazione del sangue come cascata di reazioni di attivazione dei proenzimi attraverso la proteolisi. Ruolo biologico della vitamina K. Emofilia.

Coagulazione del sangue- una serie di processi molecolari che portano alla cessazione del sanguinamento da un vaso danneggiato a seguito della formazione di un coagulo di sangue (trombo). Uno schema generale del processo di coagulazione del sangue è presentato nella Figura 7.

Figura 7. Schema generale della coagulazione del sangue.

La maggior parte dei fattori della coagulazione sono presenti nel sangue sotto forma di precursori inattivi - proenzimi, la cui attivazione viene effettuata da proteolisi parziale. Numerosi fattori della coagulazione del sangue sono vitamina K-dipendenti: protrombina (fattore II), proconvertina (fattore VII), fattori di Natale (IX) e Stewart-Prower (X). Il ruolo della vitamina K è determinato dalla sua partecipazione alla carbossilazione dei residui di glutammato nella regione N-terminale di queste proteine ​​con la formazione di γ-carbossiglutammato.

La coagulazione del sangue è una cascata di reazioni in cui la forma attivata di un fattore della coagulazione catalizza l'attivazione del successivo fino all'attivazione del fattore finale, che è la base strutturale del coagulo.

Caratteristiche del meccanismo a cascata sono come segue:

1) in assenza di un fattore che avvia il processo di formazione del trombo, la reazione non può avvenire. Pertanto, il processo di coagulazione del sangue sarà limitato solo a quella parte del flusso sanguigno in cui appare tale iniziatore;

2) i fattori che agiscono nelle fasi iniziali della coagulazione del sangue sono richiesti in quantità molto piccole. Ad ogni collegamento della cascata, il loro effetto è moltiplicato ( amplificato), che in definitiva garantisce una risposta rapida ai danni.

In condizioni normali, esistono percorsi interni ed esterni di coagulazione del sangue. Percorso interiore viene avviato dal contatto con una superficie atipica, che porta all'attivazione di fattori inizialmente presenti nel sangue. Percorso esterno la coagulazione viene avviata da composti che normalmente non sono presenti nel sangue, ma vi entrano a causa di un danno tissutale. Per il normale svolgimento del processo di coagulazione del sangue sono necessari entrambi questi meccanismi; differiscono solo nelle fasi iniziali e poi si combinano percorso comune , portando alla formazione di un coagulo di fibrina.

30.7.2. Meccanismo di attivazione della protrombina. Precursore della trombina inattivo - protrombina - sintetizzato nel fegato. Nella sua sintesi è coinvolta la vitamina K. La protrombina contiene residui di un raro amminoacido - γ-carbossiglutammato (nome abbreviato - Gla). Il processo di attivazione della protrombina coinvolge i fosfolipidi piastrinici, gli ioni Ca2+ e i fattori della coagulazione Va e Xa. Il meccanismo di attivazione è presentato come segue (Figura 8).

Figura 8. Schema di attivazione della protrombina sulle piastrine (R. Murray et al., 1993).

Il danno a un vaso sanguigno porta all'interazione delle piastrine del sangue con le fibre di collagene della parete vascolare. Ciò provoca la distruzione delle piastrine e promuove il rilascio di molecole di fosfolipidi caricate negativamente dal lato interno della membrana plasmatica delle piastrine. I gruppi fosfolipidici carichi negativamente legano gli ioni Ca2+. Gli ioni Ca2+, a loro volta, interagiscono con i residui γ-carbossiglutammato nella molecola di protrombina. Questa molecola è fissata sulla membrana piastrinica nell'orientamento desiderato.

La membrana piastrinica contiene anche recettori per il fattore Va. Questo fattore si lega alla membrana e attacca il fattore Xa. Il fattore Xa è una proteasi; scinde la molecola di protrombina in determinati punti, provocando la formazione di trombina attiva.

30.7.3. Conversione del fibrinogeno in fibrina. Il fibrinogeno (fattore I) è una glicoproteina plasmatica solubile con un peso molecolare di circa 340.000, sintetizzata nel fegato. La molecola del fibrinogeno è costituita da sei catene polipeptidiche: due catene A α, due catene B β e due catene γ (vedere Figura 9). Le estremità delle catene polipeptidiche del fibrinogeno portano una carica negativa. Ciò è dovuto alla presenza di un gran numero di residui di glutammato e aspartato nelle regioni N-terminali delle catene Aa e Bb. Inoltre, le regioni B delle catene Bb contengono residui del raro aminoacido tirosina-O-solfato, anch'esso caricato negativamente:

Ciò favorisce la solubilità della proteina in acqua e impedisce l'aggregazione delle sue molecole.

Figura 9. Schema della struttura del fibrinogeno; le frecce indicano i legami idrolizzati dalla trombina. R. Murray et al., 1993).

La conversione del fibrinogeno in fibrina è catalizzata da trombina (fattore IIa). La trombina idrolizza quattro legami peptidici nel fibrinogeno: due legami nelle catene Aα e due legami nelle catene Bβ. I fibrinopeptidi A e B vengono separati dalla molecola di fibrinogeno e si forma il monomero di fibrina (la sua composizione è α2 β2 γ2). I monomeri di fibrina sono insolubili in acqua e si associano facilmente tra loro, formando un coagulo di fibrina.

La stabilizzazione del coagulo di fibrina avviene sotto l'azione di un enzima transglutaminasi (fattore XIIIa). Questo fattore è attivato anche dalla trombina. La transglutaminasi reticola i monomeri di fibrina utilizzando legami isopeptidici covalenti.

91. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati. Fonti di glucosio nel sangue e vie del metabolismo del glucosio nel fegato. Livelli di glucosio nel sangue nella prima infanzia .

Il fegato è un organo che occupa un posto unico nel metabolismo. Ogni cellula del fegato contiene diverse migliaia di enzimi che catalizzano le reazioni di numerose vie metaboliche. Pertanto, il fegato svolge una serie di funzioni metaboliche nel corpo. I più importanti sono:

• biosintesi di sostanze che funzionano o vengono utilizzate in altri organi. Queste sostanze includono proteine ​​del plasma sanguigno, glucosio, lipidi, corpi chetonici e molti altri composti;
• biosintesi del prodotto finale del metabolismo dell'azoto nel corpo - urea;
• partecipazione ai processi digestivi - sintesi degli acidi biliari, formazione ed escrezione della bile;
• biotrasformazione (modifica e coniugazione) di metaboliti endogeni, farmaci e veleni;
• rilascio di alcuni prodotti metabolici (pigmenti biliari, colesterolo in eccesso, prodotti di neutralizzazione).

Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è quello di mantenere un livello costante di glucosio nel sangue. Ciò si ottiene regolando il rapporto tra i processi di formazione e utilizzo del glucosio nel fegato.

Le cellule del fegato contengono un enzima glucochinasi, catalizzando la reazione di fosforilazione del glucosio per formare glucosio-6-fosfato. Il glucosio-6-fosfato è un metabolita chiave del metabolismo dei carboidrati; le principali vie della sua trasformazione sono presentate nella Figura 1.

31.2.1. Modi di utilizzazione del glucosio. Dopo aver mangiato, una grande quantità di glucosio entra nel fegato attraverso la vena porta. Questo glucosio viene utilizzato principalmente per la sintesi del glicogeno (il diagramma di reazione è mostrato nella Figura 2). Il contenuto di glicogeno nel fegato delle persone sane varia solitamente dal 2 all'8% della massa di questo organo.

La glicolisi e la via del pentoso fosfato dell'ossidazione del glucosio nel fegato servono principalmente come fornitori di metaboliti precursori per la biosintesi di aminoacidi, acidi grassi, glicerolo e nucleotidi. In misura minore, le vie ossidative per la conversione del glucosio nel fegato sono fonti di energia per garantire i processi biosintetici.

Figura 1. Principali vie di conversione del glucosio-6-fosfato nel fegato. I numeri indicano: 1 - fosforilazione del glucosio; 2 - idrolisi del glucosio-6-fosfato; 3 - sintesi del glicogeno; 4 - mobilitazione del glicogeno; 5 - via del pentoso fosfato; 6 - glicolisi; 7 - gluconeogenesi.

Figura 2. Schema delle reazioni di sintesi del glicogeno nel fegato.

Figura 3. Schema delle reazioni di mobilizzazione del glicogeno nel fegato.

31.2.2. Vie per la formazione del glucosio. In alcune condizioni (durante il digiuno, dieta a basso contenuto di carboidrati, attività fisica prolungata), il fabbisogno di carboidrati del corpo supera la quantità assorbita dal tratto gastrointestinale. In questo caso, la formazione del glucosio viene effettuata utilizzando glucosio-6-fosfatasi, catalizzando l'idrolisi del glucosio-6-fosfato nelle cellule del fegato. La fonte immediata di glucosio-6-fosfato è il glicogeno. Lo schema di mobilitazione del glicogeno è presentato nella Figura 3.

La mobilitazione del glicogeno fornisce al corpo umano il fabbisogno di glucosio durante le prime 12-24 ore di digiuno. In un secondo momento, la gluconeogenesi - biosintesi da fonti diverse dai carboidrati - diventa la principale fonte di glucosio.

I principali substrati della gluconeogenesi sono il lattato, il glicerolo e gli aminoacidi (ad eccezione della leucina). Questi composti vengono prima convertiti in piruvato o ossalacetato, metaboliti chiave della gluconeogenesi.

La gluconeogenesi è il processo inverso della glicolisi. In questo caso, le barriere create dalle reazioni irreversibili della glicolisi vengono superate con l'aiuto di speciali enzimi che catalizzano le reazioni di bypass (vedi Figura 4).

Tra le altre vie del metabolismo dei carboidrati nel fegato, vale la pena notare la conversione di altri monosaccaridi alimentari - fruttosio e galattosio - in glucosio.

Figura 4. Glicolisi e gluconeogenesi nel fegato.

Enzimi che catalizzano le reazioni irreversibili della glicolisi: 1 - glucochinasi; 2 - fosfofruttochinasi; 3 - piruvato chinasi.

Enzimi che catalizzano le reazioni di bypass della gluconeogenesi: 4-piruvato carbossilasi; 5 - fosfoenolpiruvato carbossichinasi; 6-fruttosio-1,6-difosfatasi; 7 - glucosio-6-fosfatasi.

92. Il ruolo del fegato nel metabolismo dei lipidi.

Gli epatociti contengono quasi tutti gli enzimi coinvolti nel metabolismo dei lipidi. Pertanto, le cellule del parenchima epatico controllano ampiamente la relazione tra consumo di lipidi e sintesi nel corpo. Il catabolismo dei lipidi nelle cellule epatiche avviene principalmente nei mitocondri e nei lisosomi, la biosintesi avviene nel citosol e nel reticolo endoplasmatico. Il metabolita chiave del metabolismo dei lipidi nel fegato è acetil-CoA, le cui principali modalità di formazione e utilizzo sono mostrate nella Figura 5.

Figura 5. Formazione e utilizzo dell'acetil-CoA nel fegato.

31.3.1. Metabolismo degli acidi grassi nel fegato. I grassi alimentari sotto forma di chilomicroni entrano nel fegato attraverso il sistema dell'arteria epatica. Sotto l'influenza lipasi lipoproteica, situati nell'endotelio dei capillari, vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. Gli acidi grassi che penetrano negli epatociti possono subire ossidazioni, modifiche (accorciamento o allungamento della catena del carbonio, formazione di doppi legami) e vengono utilizzati per la sintesi di triacilgliceroli e fosfolipidi endogeni.

31.3.2. Sintesi di corpi chetonici. Durante la β-ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri epatici si forma acetil-CoA, che subisce ulteriore ossidazione nel ciclo di Krebs. Se c'è una carenza di ossalacetato nelle cellule del fegato (ad esempio durante il digiuno, nel diabete), si verifica la condensazione dei gruppi acetile per formare corpi chetonici (acetoacetato, β-idrossibutirrato, acetone). Queste sostanze possono fungere da substrati energetici in altri tessuti del corpo (muscoli scheletrici, miocardio, reni e durante il digiuno prolungato - cervello). Il fegato non utilizza corpi chetonici. Con un eccesso di corpi chetonici nel sangue, si sviluppa l'acidosi metabolica. Il diagramma di formazione dei corpi chetonici è mostrato nella Figura 6.

Figura 6. Sintesi dei corpi chetonici nei mitocondri del fegato.

31.3.3. Formazione e modalità di utilizzo dell'acido fosfatidico. Il precursore comune dei triacilgliceroli e dei fosfolipidi nel fegato è l'acido fosfatidico. È sintetizzato dal glicerolo-3-fosfato e da due forme attive di acil-CoA di acidi grassi (Figura 7). Il glicerolo-3-fosfato può essere formato dal diidrossiacetone fosfato (un metabolita della glicolisi) o dal glicerolo libero (un prodotto della lipolisi).

Figura 7. Formazione di acido fosfatidico (schema).

Per la sintesi dei fosfolipidi (fosfatidilcolina) dall'acido fosfatidico è necessario assumere una quantità sufficiente di cibo fattori lipotropici(sostanze che impediscono lo sviluppo del fegato grasso). Questi fattori includono colina, metionina, vitamina B12, acido folico e alcune altre sostanze. I fosfolipidi sono inclusi nei complessi lipoproteici e prendono parte al trasporto dei lipidi sintetizzati negli epatociti verso altri tessuti e organi. La mancanza di fattori lipotropi (con abuso di cibi grassi, alcolismo cronico, diabete) contribuisce al fatto che l'acido fosfatidico viene utilizzato per la sintesi dei triacilgliceroli (insolubili in acqua). Una ridotta formazione di lipoproteine ​​porta al fatto che un eccesso di TAG si accumula nelle cellule del fegato (degenerazione dei grassi) e la funzione di questo organo viene compromessa. Le vie di utilizzo dell'acido fosfatidico negli epatociti e il ruolo dei fattori lipotropici sono mostrati nella Figura 8.

Figura 8. Uso dell'acido fosfatidico per la sintesitriacilgliceroli e fosfolipidi. I fattori lipotropici sono indicati con *.

31.3.4. Formazione di colesterolo. Il fegato è il sito principale della sintesi del colesterolo endogeno. Questo composto è necessario per la costruzione delle membrane cellulari ed è un precursore degli acidi biliari, degli ormoni steroidei e della vitamina D3. Le prime due reazioni di sintesi del colesterolo assomigliano alla sintesi dei corpi chetonici, ma si verificano nel citoplasma dell'epatocita. Enzima chiave nella sintesi del colesterolo - β -idrossi-β -metilglutaril-CoA reduttasi (HMG-CoA reduttasi) inibito dall'eccesso di colesterolo e dagli acidi biliari secondo il principio del feedback negativo (Figura 9).

Figura 9. Sintesi del colesterolo nel fegato e sua regolazione.

31.3.5. Formazione di lipoproteine. Le lipoproteine ​​​​sono complessi proteina-lipidi, che comprendono fosfolipidi, triacilgliceroli, colesterolo e suoi esteri, nonché proteine ​​(apoproteine). Le lipoproteine ​​trasportano i lipidi insolubili in acqua ai tessuti. Gli epatociti producono due classi di lipoproteine: lipoproteine ​​ad alta densità (HDL) e lipoproteine ​​a densità molto bassa (VLDL).

93. Il ruolo del fegato nel metabolismo dell'azoto. Modi per utilizzare il fondo aminoacidico nel fegato. Caratteristiche nell'infanzia .

Il fegato è un organo che regola l'ingresso e l'uscita delle sostanze azotate nell'organismo. Nei tessuti periferici, le reazioni di biosintesi si verificano costantemente utilizzando aminoacidi liberi o vengono rilasciati nel sangue durante la scomposizione delle proteine ​​​​tissutali. Nonostante ciò, il livello delle proteine ​​e degli aminoacidi liberi nel plasma sanguigno rimane costante. Ciò si verifica perché le cellule del fegato hanno un insieme unico di enzimi che catalizzano specifiche reazioni del metabolismo proteico.

31.4.1. Modi di utilizzo degli aminoacidi nel fegato. Dopo aver mangiato cibi proteici, una grande quantità di aminoacidi entra nelle cellule del fegato attraverso la vena porta. Questi composti possono subire una serie di trasformazioni nel fegato prima di entrare nel flusso sanguigno generale. Queste reazioni includono (Figura 10):

a) l'utilizzo degli aminoacidi per la sintesi delle proteine;

b) transaminazione: il percorso di sintesi degli aminoacidi non essenziali; svolge anche la relazione tra metabolismo degli aminoacidi e gluconeogenesi e la via generale del catabolismo;

c) deaminazione - formazione di α-chetoacidi e ammoniaca;

d) sintesi dell'urea - un modo per neutralizzare l'ammoniaca (vedere il diagramma nella sezione "Metabolismo proteico");

e) sintesi di sostanze non contenenti azoto proteico (colina, creatina, nicotinamide, nucleotidi, ecc.).

Figura 10. Metabolismo degli aminoacidi nel fegato (schema).

31.4.2. Biosintesi delle proteine. Molte proteine ​​del plasma sanguigno sono sintetizzate nelle cellule del fegato: albumine(circa 12 g al giorno), la maggior parte α- E β-globuline, comprese le proteine ​​di trasporto (ferritina, ceruloplasmina, transcortina, proteine ​​leganti il ​​retinolo e così via.). Molti fattori della coagulazione del sangue (fibrinogeno, protrombina, proconvertina, proaccelerina ecc.) vengono sintetizzati anche nel fegato.

94. Compartimentalizzazione dei processi metabolici nel fegato. Regolazione della direzione del flusso dei metaboliti attraverso le membrane delle strutture intracellulari (subcellulari). Importanza nell'integrazione metabolica.

Una cellula è un sistema funzionale complesso che regola il suo supporto vitale. La varietà delle funzioni cellulari è assicurata dalla regolazione spaziale e temporale (principalmente in base al ritmo della nutrizione) di alcune vie metaboliche. La regolazione spaziale è associata alla rigorosa localizzazione di alcuni enzimi in diversi

Tabella 2-3. Tipi di vie metaboliche

organelli. Pertanto, nel nucleo ci sono enzimi associati alla sintesi delle molecole di DNA e RNA, nel citoplasma - enzimi glicolitici, nei lisosomi - enzimi idrolitici, nella matrice mitocondriale - enzimi del ciclo TCA, nella membrana interna dei mitocondri - enzimi del catena di trasporto degli elettroni, ecc. (Figura 2-29). Questa localizzazione subcellulare degli enzimi contribuisce all'ordine dei processi biochimici e aumenta il tasso metabolico.

95. Il ruolo del fegato nella neutralizzazione degli xenobiotici. Meccanismi di neutralizzazione delle sostanze nel fegato. Fasi (fasi) della modificazione chimica. Il ruolo delle reazioni di coniugazione nella disintossicazione di prodotti metabolici e farmaci (esempi). Metabolismo dei farmaci nei bambini piccoli.

Il principale rappresentante dei sistemi di trasporto del sangue non specifici è il siero albume. Questa proteina può legare quasi tutte le sostanze a basso peso molecolare esogene ed endogene, il che è in gran parte dovuto alla sua capacità di modificare facilmente la conformazione della sua molecola e al gran numero di regioni idrofobiche nella molecola.

Varie sostanze si legano all'albumina del sangue mediante legami non covalenti: idrogeno, ionico, idrofobo. In questo caso, vari gruppi di sostanze interagiscono con alcuni gruppi di albumina, provocando cambiamenti caratteristici nella conformazione della sua molecola. C'è un'idea che le sostanze che si legano strettamente alle proteine ​​del sangue vengono solitamente escrete dal fegato con la bile e le sostanze che formano complessi deboli con le proteine ​​vengono escrete dai reni nelle urine.

Il legame dei farmaci con le proteine ​​del sangue riduce la velocità del loro utilizzo nei tessuti e crea una certa riserva nel sangue. È interessante notare che nei pazienti con ipoalbuminemia, le reazioni avverse sono più comuni quando vengono somministrati farmaci a causa del trasporto compromesso alle cellule bersaglio.

33.4.3. Sistemi di trasporto intracellulare. Nel citoplasma delle cellule del fegato e di altri organi sono presenti proteine ​​trasportatrici, precedentemente denominate Y- E proteine ​​Z O ligandine.È ormai accertato che queste proteine ​​sono diversi isoenzimi della glutatione-S-transferasi. Queste proteine ​​legano un gran numero di composti diversi: bilirubina, acidi grassi, tiroxina, steroidi, agenti cancerogeni, antibiotici (benzilpenicillina, cefazolina, cloramfenicolo, gentamicina). È noto che queste transferasi svolgono un ruolo nel trasporto di queste sostanze dal plasma sanguigno attraverso gli epatociti al fegato.

5. Fasi del metabolismo degli xenobiotici.

Il metabolismo degli xenobiotici comprende due fasi (fasi):

1) fase di modifica- il processo di modifica della struttura di uno xenobiotico, a seguito del quale vengono rilasciati o compaiono nuovi gruppi polari (idrossile, carbossilammina). Ciò si verifica a seguito di reazioni di ossidazione, riduzione e idrolisi. I prodotti risultanti diventano più idrofili delle sostanze di partenza.

2) fase di coniugazione- il processo di attacco di varie biomolecole a una molecola xenobiotica modificata mediante legami covalenti. Ciò facilita la rimozione degli xenobiotici dal corpo.

96. Catena di ossidazione della monoossigenasi nelle membrane del reticolo endoplasmatico delle cellule epatiche, componenti, sequenza di reazioni, ruolo nel metabolismo degli xenobiotici e composti naturali. Citocromo P 450. Induttori e inibitori delle monoossigenasi microsomiali.

Il principale tipo di reazioni di questa fase di biotrasformazione è ossidazione microsomiale. Si verifica con la partecipazione di enzimi della catena di trasporto degli elettroni della monoossigenasi. Questi enzimi sono incorporati nelle membrane del reticolo endoplasmatico degli epatociti (Figura 1).

La fonte di elettroni e protoni in questa catena è NADPH+H+, che si forma nelle reazioni della via del pentoso fosfato dell'ossidazione del glucosio. L'accettore intermedio di H+ ed e- è una flavoproteina contenente il coenzima FAD. L'ultimo anello della catena di ossidazione microsomiale - citocromo P-450.

Il citocromo P-450 è una proteina complessa, la cromoproteina, contenente l'eme come gruppo protesico. Il citocromo P-450 ha preso il nome dal fatto che forma un forte complesso con il monossido di carbonio CO, che ha un massimo di assorbimento a 450 nm. Il citocromo P-450 ha una bassa specificità di substrato. Può interagire con un gran numero di substrati. La proprietà comune di tutti questi substrati è la non polarità.

Il citocromo P-450 attiva l'ossigeno molecolare e il substrato ossidabile, modificandone la struttura elettronica e facilitando il processo di idrossilazione. Il meccanismo di idrossilazione dei substrati con la partecipazione del citocromo P-450 è mostrato in Figura 2.

Figura 2. Meccanismo di idrossilazione del substrato con la partecipazione del citocromo P-450.

Questo meccanismo può essere suddiviso in 5 fasi principali:

1. La sostanza ossidata (S) forma un complesso con la forma ossidata del citocromo P-450;

2. Questo complesso viene ridotto da un elettrone con NADPH;

3. Il complesso ridotto si combina con la molecola di O2;

4.O 2, come parte del complesso, aggiunge un altro elettrone al NADPH;

5. Il complesso si decompone per formare una molecola di H2O, una forma ossidata del citocromo P-450 e un substrato idrossilato (S-OH).

A differenza della catena respiratoria mitocondriale, il trasferimento di elettroni nella catena della monoossigenasi non accumula energia sotto forma di ATP. Pertanto, l'ossidazione microsomiale è ossidazione libera.

Nella maggior parte dei casi, l'idrossilazione delle sostanze estranee ne riduce la tossicità. Tuttavia, in alcuni casi, si possono formare prodotti con proprietà citotossiche, mutagene e cancerogene.

97. Il ruolo dei reni nel mantenimento dell'omeostasi del corpo. Meccanismi di ultrafiltrazione, riassorbimento tubulare e secrezione. Ormoni che influenzano la diuresi. Proteinuria e creatinuria fisiologica nei bambini .

La funzione principale dei reni è mantenere un ambiente interno costante del corpo umano. Un abbondante apporto di sangue (in 5 minuti tutto il sangue circolante nei vasi passa attraverso i reni) determina l'efficace regolazione della composizione del sangue da parte dei reni. Grazie a ciò, viene mantenuta la composizione del fluido intracellulare. Con la partecipazione dei reni, viene effettuato quanto segue:

• rimozione (escrezione) dei prodotti finali del metabolismo. I reni sono coinvolti nell'eliminazione dall'organismo delle sostanze che, se accumulate, inibiscono l'attività enzimatica. I reni rimuovono anche le sostanze estranee idrosolubili o i loro metaboliti dal corpo.
• regolazione della composizione ionica dei liquidi corporei. I cationi minerali e gli anioni presenti nei fluidi corporei sono coinvolti in molti processi fisiologici e biochimici. Se la concentrazione degli ioni non viene mantenuta entro limiti relativamente ristretti, questi processi verranno interrotti.
• regolazione del contenuto di acqua nei liquidi corporei (osmoregolazione). Ciò è di grande importanza per mantenere la pressione osmotica e il volume dei fluidi a un livello stabile.
• regolazione della concentrazione di ioni idrogeno (pH) nei fluidi corporei. Il pH dell'urina può fluttuare in un ampio intervallo, il che garantisce che il pH di altri fluidi biologici rimanga costante. Ciò determina il funzionamento ottimale degli enzimi e la possibilità che si verifichino le reazioni da essi catalizzate.
• regolazione della pressione sanguigna. I reni sintetizzano e rilasciano nel sangue l'enzima renina, che è coinvolto nella formazione dell'angiotensina, un potente vasocostrittore.
• regolazione dei livelli di glucosio nel sangue. Nella corteccia renale avviene la gluconeogenesi, la sintesi del glucosio da composti non carboidrati. Il ruolo di questo processo aumenta significativamente con il digiuno prolungato e altre esposizioni estreme.
• Attivazione della vitamina D. Nei reni si forma un metabolita biologicamente attivo della vitamina D, il calcitriolo.
• Regolazione dell'eritropoiesi. L'eritropoietina è sintetizzata nei reni, che aumenta il numero di globuli rossi nel sangue.

34.2. Meccanismi dei processi di ultrafiltrazione, riassorbimento tubulare e secrezione nei reni.

1. ultrafiltrazione attraverso i capillari glomerulari;
2. riassorbimento selettivo del fluido nel tubulo prossimale, nell'ansa di Henle, nel tubulo distale e nel dotto collettore;
3. secrezione selettiva nel lume dei tubuli prossimali e distali, spesso associata a riassorbimento.

34.2.2. Ultrafiltrazione. Come risultato dell'ultrafiltrazione, che avviene nei glomeruli, tutte le sostanze con un peso molecolare inferiore a 68.000 Da vengono rimosse dal sangue e si forma un liquido chiamato filtrato glomerulare. Le sostanze vengono filtrate dal sangue nei capillari glomerulari attraverso pori con un diametro di circa 5 nm. La velocità di ultrafiltrazione è abbastanza stabile ed è di circa 125 ml di ultrafiltrato al minuto. La composizione chimica del filtrato glomerulare è simile al plasma sanguigno. Contiene glucosio, aminoacidi, vitamine idrosolubili, alcuni ormoni, urea, acido urico, creatina, creatinina, elettroliti e acqua. Sono praticamente assenti le proteine ​​con peso molecolare superiore a 68.000 Da. L'ultrafiltrazione è un processo passivo e indiscriminato, poiché insieme ai “rifiuti” vengono rimosse dal sangue anche le sostanze necessarie alla vita. L'ultrafiltrazione dipende solo dalla dimensione delle molecole.

34.2.3. Riassorbimento tubulare. Nei tubuli avviene il riassorbimento, ovvero il riassorbimento delle sostanze che possono essere utilizzate dall'organismo. Nei tubuli contorti prossimali viene riassorbito più dell'80% delle sostanze, compreso tutto il glucosio, quasi tutti gli aminoacidi, le vitamine e gli ormoni, circa l'85% del cloruro di sodio e dell'acqua. Il meccanismo di assorbimento può essere descritto usando l'esempio del glucosio.

Con la partecipazione di Na+, K+-ATPasi, situata sulla membrana basolaterale delle cellule tubulari, gli ioni Na+ vengono trasferiti dalle cellule nello spazio intercellulare e da lì nel sangue e rimossi dal nefrone. Di conseguenza, si crea un gradiente di concentrazione di Na+ tra il filtrato glomerulare e il contenuto delle cellule tubulari. Per diffusione facilitata, il Na+ del filtrato penetra nelle cellule e, contemporaneamente ai cationi, il glucosio entra nelle cellule (contro il gradiente di concentrazione!). Pertanto, la concentrazione di glucosio nelle cellule dei tubuli renali diventa maggiore che nel liquido extracellulare e le proteine ​​trasportatrici facilitano la diffusione del monosaccaride nello spazio intercellulare, da dove entra nel sangue.

Figura 34.2. Il meccanismo di riassorbimento del glucosio nei tubuli prossimali dei reni.

Composti ad alto peso molecolare: le proteine ​​​​con un peso molecolare inferiore a 68.000, nonché le sostanze esogene (ad esempio agenti radiopachi) che entrano nel lume del tubulo durante l'ultrafiltrazione vengono estratte dal filtrato mediante pinocitosi che si verifica alla base dei microvilli. Si trovano all'interno di vescicole pinocitotiche, alle quali sono attaccati i lisosomi primari. Gli enzimi idrolitici dei lisosomi scompongono le proteine ​​in amminoacidi, che vengono utilizzati dalle cellule tubulari stesse o passano attraverso la diffusione nei capillari peritubulari.

34.2.4. Secrezione tubolare. Il nefrone ha diversi sistemi specializzati che secernono sostanze nel lume del tubulo trasferendole dal plasma sanguigno. I più studiati sono quei sistemi responsabili della secrezione di K+, H+, NH4+, acidi organici e basi organiche.

Secrezione di K + nei tubuli distali - un processo attivo associato al riassorbimento degli ioni Na+. Questo processo impedisce la ritenzione di K+ nel corpo e lo sviluppo di iperkaliemia. I meccanismi di secrezione di protoni e ioni ammonio sono associati principalmente al ruolo dei reni nella regolazione dello stato acido-base. Il sistema coinvolto nella secrezione degli acidi organici è legato all'eliminazione dei farmaci e di altre sostanze estranee dall'organismo. Ciò è ovviamente dovuto alla funzione del fegato, che assicura la modifica di queste molecole e la loro coniugazione con l'acido glucuronico o solfato. I due tipi di coniugati così formati vengono trasportati attivamente da un sistema che riconosce e secerne gli acidi organici. Poiché le molecole coniugate hanno un'elevata polarità, dopo essere state trasferite nel lume del nefrone non possono più diffondersi indietro e vengono escrete nelle urine.

34.3. Meccanismi ormonali che regolano la funzione renale

34.3.1. La regolazione della formazione di urina in risposta a segnali osmotici e di altro tipo comporta:

a) ormone antidiuretico;

b) sistema renina-angiotensina-aldosterone;

c) il sistema dei fattori natriuretici atriali (sistema atriopeptidico).

34.3.2. Ormone antidiuretico (ADH, vasopressina). L'ADH è sintetizzato principalmente nell'ipotalamo come proteina precursore e si accumula nelle terminazioni nervose della ghiandola pituitaria posteriore, da cui l'ormone viene secreto nel flusso sanguigno.

Il segnale per la secrezione di ADH è un aumento della pressione osmotica del sangue. Ciò può verificarsi quando non si beve abbastanza acqua, si suda molto o dopo aver mangiato molto sale. Le cellule bersaglio dell’ADH sono le cellule tubulari renali, le cellule muscolari lisce vascolari e le cellule epatiche.

L'effetto dell'ADH sui reni è quello di trattenere l'acqua nel corpo stimolandone il riassorbimento nei tubuli distali e nei dotti collettori. L'interazione dell'ormone con il recettore attiva l'adenilato ciclasi e stimola la formazione di cAMP. Sotto l'azione della proteina chinasi cAMP-dipendente, le proteine ​​di membrana rivolte verso il lume del tubulo vengono fosforilate. Ciò conferisce alla membrana la capacità di trasportare acqua priva di ioni nelle cellule. L'acqua scorre lungo un gradiente di concentrazione, perché l'urina tubulare è ipotonica rispetto al contenuto della cellula.

Dopo aver bevuto una grande quantità di acqua, la pressione osmotica del sangue diminuisce e la sintesi di ADH si interrompe. Le pareti dei tubuli distali diventano impermeabili all'acqua, il riassorbimento dell'acqua diminuisce e, di conseguenza, viene escreto un grande volume di urina ipotonica.

Si chiama la malattia causata dalla carenza di ADH diabete insipido. Può svilupparsi con infezioni virali neurotropiche, lesioni cerebrali traumatiche e tumori ipotalamici. Il sintomo principale di questa malattia è un forte aumento della diuresi (fino a 10 o più litri al giorno) con una ridotta densità relativa delle urine (1.001-1.005).

34.3.3. Renina-angiotensina-aldosterone. Il mantenimento di una concentrazione stabile di ioni sodio nel sangue e il volume del sangue circolante è regolato dal sistema renina-angiotensina-aldosterone, che influenza anche il riassorbimento dell'acqua. La diminuzione del volume sanguigno causata dalla perdita di sodio stimola un gruppo di cellule situate nelle pareti delle arteriole afferenti - l'apparato iuxtaglomerulare (JGA). Comprende cellule recettoriali e secretrici specializzate. L'attivazione di JGA porta al rilascio dell'enzima proteolitico renina dalle sue cellule secretorie. La renina viene rilasciata anche dalle cellule in risposta ad una diminuzione della pressione sanguigna.

La renina agisce sull'angiotensinogeno (frazione proteica a2-globulina) e lo scinde per formare il decapeptide angiotensina I. Quindi un altro enzima proteolitico scinde i due residui amminoacidici terminali dell'angiotensina I per formare angiotensina II. Questo octapeptide è uno degli agenti più attivi che promuovono la costrizione dei vasi sanguigni, comprese le arteriole. Di conseguenza, la pressione sanguigna aumenta e diminuiscono sia il flusso sanguigno renale che la filtrazione glomerulare.

Inoltre, l'angiotensina II stimola la secrezione dell'ormone aldosterone da parte delle cellule della corteccia surrenale. L'aldosterone, un ormone ad azione diretta, ha un effetto sul tubulo contorto distale del nefrone. Questo ormone induce la sintesi nelle cellule bersaglio:

a) proteine ​​coinvolte nel trasporto del Na+ attraverso la superficie luminale della membrana cellulare;

b) N.B + ,K+ -ATPasi, incorporata nella membrana controluminale e coinvolta nel trasporto del Na+ dalle cellule tubulari al sangue;

c) enzimi mitocondriali, ad esempio citrato sintasi;

d) enzimi coinvolti nella formazione dei fosfolipidi di membrana, che facilitano il trasporto di Na+ nelle cellule tubulari.

Pertanto, l’aldosterone aumenta la velocità di riassorbimento del Na+ dai tubuli renali (gli ioni Na+ sono seguiti passivamente dagli ioni Cl–) e, infine, il riassorbimento osmotico dell’acqua, stimola il trasferimento attivo di K+ dal plasma sanguigno alle urine.

34.3.4. Fattori natriuretici atriali. Le cellule muscolari atriali sintetizzano e secernono nel sangue ormoni peptidici che regolano la diuresi, l'escrezione urinaria di elettroliti e il tono vascolare. Questi ormoni sono chiamati atriopeptidi (dalla parola atrio - atrio).

Gli atriopeptidi dei mammiferi, indipendentemente dalle dimensioni molecolari, hanno una struttura caratteristica comune. In tutti questi peptidi, il legame disolfuro tra due residui di cisteina forma una struttura ad anello a 17 membri. Questa struttura ad anello è necessaria per la manifestazione dell'attività biologica: la riduzione del gruppo disolfuro porta alla perdita delle proprietà attive. Due catene peptidiche si estendono dai residui di cisteina, che rappresentano le regioni N e C-terminali della molecola. Gli atriopeptidi differiscono tra loro per il numero di residui aminoacidici in queste aree.

Figura 34.3. Schema della struttura del peptide α-natriuretico.

Proteine ​​recettoriali specifiche per gli atriopeptidi si trovano sulla membrana plasmatica del fegato, dei reni e delle ghiandole surrenali, nonché sull'endotelio vascolare. L'interazione degli atriopeptidi con i recettori è accompagnata dall'attivazione della guanilato ciclasi legata alla membrana, che converte il GTP in guanosina monofosfato ciclico (cGMP).

Nei reni, sotto l'influenza degli atriopeptidi, aumenta la filtrazione glomerulare e la diuresi e aumenta l'escrezione di Na+ nelle urine. Allo stesso tempo, la pressione sanguigna diminuisce, il tono degli organi muscolari lisci diminuisce e la secrezione di aldosterone viene inibita.

Pertanto, normalmente entrambi i sistemi regolatori - atriopeptide e renina-angiotensina - si bilanciano reciprocamente. I disturbi di questo equilibrio sono associati a gravi condizioni patologiche: ipertensione arteriosa dovuta alla stenosi dell'arteria renale, insufficienza cardiaca.

Negli ultimi anni sono apparsi sempre più rapporti sull'uso degli ormoni atriopeptidici nell'insufficienza cardiaca, già nelle fasi iniziali della quale si osserva una diminuzione della produzione di questo ormone.

98. I più importanti biopolimeri del tessuto connettivo e della matrice intercellulare (collagene, elastina, proteoglicani), composizione, struttura spaziale, biosintesi, funzioni.

I componenti principali della matrice intercellulare sono le proteine ​​strutturali collagene ed elastina, glicosaminoglicani, proteoglicani, nonché proteine ​​strutturali non collageniche (fibronectina, laminina, tenascina, osteonectina, ecc.). I collageni sono una famiglia di proteine ​​fibrillare correlate secrete dalle cellule del tessuto connettivo. I collageni sono le proteine ​​più comuni non solo nella matrice intercellulare, ma anche nel corpo nel suo complesso; costituiscono circa 1/4 di tutte le proteine ​​del corpo umano. Le molecole di collagene sono costituite da tre catene polipeptidiche chiamate catene α. Sono state identificate più di 20 catene α, la maggior parte delle quali contiene 1000 residui aminoacidici, ma le catene differiscono leggermente nella sequenza aminoacidica. I collageni possono contenere tre catene identiche o diverse. La struttura primaria delle catene α del collagene è insolita, poiché ogni terzo amminoacido nella catena polipeptidica è rappresentato da glicina, circa 1/4 dei residui amminoacidici sono prolina o 4-idrossiprolina e circa l'11% sono alanina. La struttura primaria della catena α del collagene contiene anche un amminoacido insolito: l'idrossilisina. Catene polipeptidiche a spirale, intrecciate l'una attorno all'altra, formano una molecola superelicoidale destrorsa a tre filamenti: il tropocollagene. Sintesi e maturazione: idrossilazione di prolina e lisina per formare idrossiprolina (Hyp) e idrossilisina (Hyl); glicosilazione dell'idrossilisina; proteolisi parziale - scissione del peptide "segnale", nonché dei propeptidi N e C-terminali; formazione di una tripla elica. I collageni sono i principali componenti strutturali di organi e tessuti sottoposti a stress meccanico (ossa, tendini, cartilagine, dischi intervertebrali, vasi sanguigni) e partecipano anche alla formazione dello stroma degli organi parenchimali.

L'elastina ha proprietà simili alla gomma. I fili di elastina contenuti nel tessuto polmonare, nelle pareti dei vasi sanguigni e nei legamenti elastici possono allungarsi più volte rispetto alla loro lunghezza normale, ma dopo la rimozione del carico ritornano ad una conformazione ripiegata. L'elastina contiene circa 800 residui di aminoacidi, tra i quali predominano gli aminoacidi con radicali non polari, come glicina, valina e alanina. L'elastina contiene molta prolina e lisina, ma solo poca idrossiprolina; L'idrossilisina è completamente assente. I proteoglicani sono composti ad alto peso molecolare costituiti da proteine ​​(5-10%) e glicosaminoglicani (90-95%). Costituiscono la sostanza principale della matrice intercellulare del tessuto connettivo e possono rappresentare fino al 30% della massa secca del tessuto. Il principale proteoglicano della matrice cartilaginea è chiamato aggrecano. Questa è una molecola molto grande in cui fino a 100 catene di condroitin solfati e circa 30 catene di cheratan solfati (pennello) sono attaccate a una catena polipeptidica. Nel tessuto cartilagineo, le molecole di aggrecano si aggregano in aggregati con acido aluronico e una piccola proteina legante.

I piccoli proteoglicani sono proteoglicani a basso peso molecolare. Si trovano nella cartilagine, nei tendini, nei legamenti, nei menischi, nella pelle e in altri tipi di tessuto connettivo. Questi proteoglicani hanno un piccolo nucleo proteico a cui sono attaccate una o due catene di glicosaminoglicani. I più studiati sono decorina, biglicano, fibromodulina, lumican e perlecano. Possono legarsi ad altri componenti del tessuto connettivo e influenzarne la struttura e la funzione. Ad esempio, la decorina e la fibromodulina si legano alle fibrille di collagene di tipo II e ne limitano il diametro. I proteoglicani delle membrane basali sono caratterizzati da una significativa eterogeneità. Si tratta prevalentemente di proteoglicani contenenti eparan solfato (HSPG).

99. Caratteristiche del metabolismo nei muscoli scheletrici e nel miocardio: caratteristiche delle principali proteine, meccanismi molecolari della contrazione muscolare, apporto energetico della contrazione muscolare.

Il tessuto muscolare costituisce il 40-42% del peso corporeo. La principale funzione dinamica dei muscoli è fornire mobilità attraverso la contrazione e il successivo rilassamento. Quando i muscoli si contraggono, viene svolto un lavoro che comporta la conversione dell’energia chimica in energia meccanica.

Esistono tre tipi di tessuto muscolare: tessuto muscolare scheletrico, cardiaco e liscio.

C'è anche una divisione in muscoli lisci e striati (striati). Oltre ai muscoli scheletrici, i muscoli striati comprendono i muscoli della lingua e del terzo superiore dell'esofago, i muscoli esterni del bulbo oculare e alcuni altri. Morfologicamente il miocardio appartiene ai muscoli striati, ma per una serie di altre caratteristiche occupa una posizione intermedia tra i muscoli lisci e striati.

ORGANIZZAZIONE MORFOLOGICA DEL MUSCOLO CROSSSTRIATO

Il muscolo striato è costituito da numerose fibre allungate o cellule muscolari. I nervi motori entrano in vari punti nella fibra muscolare e le trasmettono un impulso elettrico, provocandone la contrazione. La fibra muscolare è solitamente considerata come una cellula multinucleata di dimensioni giganti, ricoperta da una membrana elastica - il sarcolemma (Fig. 20.1). Il diametro di una fibra muscolare striata funzionalmente matura è solitamente compreso tra 10 e 100 µm e la lunghezza della fibra corrisponde spesso alla lunghezza del muscolo.

In ciascuna fibra muscolare del sarcoplasma semiliquido lungo la lunghezza della fibra si trovano, spesso sotto forma di fasci, molte formazioni filiformi - miofibrille (il loro spessore è solitamente inferiore a 1 micron), che, come l'intero fibra nel suo insieme, hanno striature trasversali. La striatura trasversale della fibra, che dipende dall'eterogeneità ottica delle sostanze proteiche localizzate in tutte le miofibrille allo stesso livello, è facilmente rilevabile esaminando le fibre muscolari scheletriche al microscopio polarizzatore o a contrasto di fase.

Il tessuto muscolare degli animali adulti e dell'uomo contiene dal 72 all'80% di acqua. Circa il 20-28% della massa muscolare è costituita da sostanza secca, principalmente proteine. Oltre alle proteine, il residuo secco comprende glicogeno e altri carboidrati, vari lipidi, sostanze estrattive contenenti azoto, sali di acidi organici e inorganici e altri composti chimici.

L'elemento ripetitivo della miofibrilla striata è il sarcomero, una sezione della miofibrilla, i cui confini sono strette linee Z. Ogni miofibrilla è composta da diverse centinaia di sarcomeri. La lunghezza media del sarcomero è 2,5-3,0 µm. Al centro del sarcomero si trova una zona lunga 1,5-1,6 µm, scura al microscopio a contrasto di fase. Alla luce polarizzata mostra una forte birifrangenza. Questa zona è solitamente chiamata disco A (disco anisotropico). Al centro del disco A c'è una linea M, che può essere osservata solo al microscopio elettronico. La parte centrale del disco A è occupata dalla zona H di birifrangenza più debole. Esistono infine i dischi isotropi, o dischi I, con birifrangenza molto debole. Al microscopio a contrasto di fase appaiono più leggeri dei dischi A. La lunghezza dei dischi I è di circa 1 µm. Ciascuno di essi è diviso in due metà uguali da una membrana Z o linea Z.

Le proteine ​​che compongono il sarcoplasma sono proteine ​​solubili in mezzi salini con bassa forza ionica. La divisione precedentemente accettata delle proteine ​​sarcoplasmatiche in miogeno, globulina X, mioalbumina e proteine ​​del pigmento ha in gran parte perso il suo significato, poiché l'esistenza della globulina X e del miogeno come singole proteine ​​è attualmente negata. È stato stabilito che la globulina X è una miscela di varie sostanze proteiche con le proprietà delle globuline. Anche il termine "miogeno" è un concetto collettivo. In particolare, le proteine ​​del gruppo miogeno comprendono una serie di proteine ​​dotate di attività enzimatica: ad esempio gli enzimi glicolitici. Le proteine ​​sarcoplasmatiche comprendono anche il pigmento respiratorio mioglobina e varie proteine ​​enzimatiche, localizzate principalmente nei mitocondri e che catalizzano i processi di respirazione tissutale, fosforilazione ossidativa, nonché molti aspetti del metabolismo dell'azoto e dei lipidi. Recentemente è stato scoperto un gruppo di proteine ​​sarcoplasmatiche: le par-valbumine, che sono in grado di legare gli ioni Ca2+. Il loro ruolo fisiologico rimane poco chiaro.

Il gruppo delle proteine ​​miofibrillari comprende miosina, actina e actomiosina - proteine ​​solubili in mezzi salini con elevata forza ionica, e le cosiddette proteine ​​regolatrici: tropomiosina, troponina, α- e β-actinina, che formano un unico complesso con actomiosina nel muscolo. Le proteine ​​miofibrillari elencate sono strettamente correlate alla funzione contrattile dei muscoli.

Consideriamo a cosa si riducono le idee sul meccanismo di alternanza di contrazione e rilassamento muscolare. È attualmente accettato che il ciclo biochimico della contrazione muscolare sia costituito da 5 fasi (Fig. 20.8):

1) la “testa” della miosina può idrolizzare l'ATP in ADP e H3PO4 (Pi), ma non garantisce il rilascio dei prodotti di idrolisi. Pertanto, questo processo è di natura più stechiometrica che catalitica (vedi figura);

3) questa interazione garantisce il rilascio di ADP e H3PO4 dal complesso actina-miosina. Il legame actomiosina ha l'energia più bassa con un angolo di 45°, quindi l'angolo della miosina con l'asse della fibrilla cambia da 90° a 45° (circa) e l'actina si sposta (di 10-15 nm) verso il centro del sarcomero ( Guarda la figura);

4) una nuova molecola di ATP si lega al complesso miosina-F-actina

5) il complesso miosina-ATP ha bassa affinità per l'actina, e quindi la “testa” della miosina (ATP) è separata dalla F-actina. L'ultimo stadio è il rilassamento stesso, che dipende chiaramente dal legame dell'ATP al complesso actina-miosina (vedi Fig. 20.8, e). Poi il ciclo riprende.

100. Caratteristiche del metabolismo nel tessuto nervoso. Molecole biologicamente attive del tessuto nervoso.

Caratteristiche del metabolismo nel tessuto nervoso: molti lipidi, pochi carboidrati, nessuna riserva, elevato scambio di acidi dicarbossilici, il glucosio è la principale fonte di energia, poco glicogeno, quindi il cervello dipende dall'apporto di glucosio nel sangue, intenso scambio respiratorio, l'ossigeno viene utilizzato costantemente e il livello non cambia, i processi metabolici sono isolati a causa della barriera emato-encefalica, elevata sensibilità all'ipossia e all'ipoglicemia. proteine ​​​​neurospecifiche (NSP) - molecole biologicamente attive specifiche dei tessuti nervosi e che svolgono funzioni caratteristiche del sistema nervoso. Proteina basica della mielina. Enolasi neurone-specifica. Proteina S-100, ecc.

101. Rapporto tra il metabolismo degli aminoacidi, dei grassi e dei carboidrati. Schema delle trasformazioni del glucosio e degli aminoacidi in grassi. Schema della sintesi del glucosio dagli aminoacidi. Schema di formazione dello scheletro carbonioso degli aminoacidi da carboidrati e glicerolo.

La trasformazione più importante degli acidi grassi avviene nel fegato, dal quale vengono sintetizzati i grassi caratteristici di questo tipo di animali. Sotto l'azione dell'enzima lipasi, i grassi vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo. L'ulteriore destino del glicerolo è simile al destino del glucosio. La sua trasformazione inizia con la partecipazione dell'ATP e termina con la decomposizione in acido lattico, seguita dall'ossidazione in anidride carbonica e acqua. A volte, se necessario, il fegato può sintetizzare il glicogeno dall'acido lattico, ma anche i grassi e i fosfatidi, che entrano nel sangue e vengono trasportati in tutto il corpo. Svolge un ruolo significativo nella sintesi del colesterolo e dei suoi esteri. Quando il colesterolo viene ossidato, nel fegato si formano acidi biliari, che vengono secreti con la bile e partecipano al processo digestivo.

102. Valore diagnostico della determinazione dei metaboliti nel sangue e nelle urine.

Il glucosio si trova normalmente nelle urine di una persona sana in dosi estremamente piccole, circa 0,03-0,05 g/l. Glicosuria patologica: diabete renale, diabete mellito, pancreatite acuta, ipertiroidismo, diabete steroideo, sindrome da dumping, infarto miocardico, ustioni, danno renale tubulointerstiziale, sindrome di Cushing. Le proteine ​​non dovrebbero essere presenti nelle urine di una persona sana. Proteinuria patologica: con malattie delle vie urinarie (essudazione infiammatoria), con patologie renali (danni ai glomeruli), diabete, malattie infettive di vario tipo, intossicazioni, ecc. Normalmente il contenuto di urea varia da 333 a 587 mmol/die (da 20 a 35 g/giorno). Se il livello di urea viene superato, dopo alcuni farmaci vengono diagnosticati febbre, iperfunzione della tiroide e anemia perniciosa. Una diminuzione dell'urea si osserva in caso di tossiemia, ittero, cirrosi epatica, malattie renali, durante la gravidanza, con insufficienza renale, durante una dieta a basso contenuto proteico. Un test delle urine per l'acido urico è prescritto in caso di sospetta carenza di acido folico, diagnosi di disturbi del metabolismo delle purine, malattie del sangue, diagnosi di malattie endocrine, ecc. Con valori ridotti di acido urico, un test delle urine determina un aumento dell'atrofia muscolare, xantinuria, piombo intossicazione, assunzione di ioduro di potassio, chinino, atropina, per carenza di acido folico. Livelli elevati di acido urico si osservano nell'epilassi, nell'epatite virale, nella cistinosi, nella sindrome di Lesch-Negan, nella polmonite lobare, nell'anemia falciforme, nella malattia di Wilson-Konovalov e nell'olicitemia vera. La creatinina nell'analisi delle urine negli adulti varia da 5,3 nelle donne e da 7,1 negli uomini a 15,9 e 17,7 mmol/giorno, rispettivamente. Questo indicatore viene utilizzato per valutare la funzionalità renale; è anche prescritto in caso di gravidanza, diabete, malattie delle ghiandole endocrine, perdita di peso e malattie renali acute e croniche. Valori aumentati rispetto alla norma si verificano in caso di attività fisica, diabete mellito, dieta proteica, anemia, aumento del metabolismo, infezioni, gravidanza, ustioni, ipotiroidismo, intossicazione da monossido di carbonio, ecc. Valori di creatinina ridotti con una dieta vegetariana, leucemia, paralisi, distrofia muscolare, vari tipi di malattie infiammatorie che coinvolgono i muscoli, ecc. Gli esami delle urine per il fosforo sono prescritti per malattie del sistema scheletrico, dei reni, delle ghiandole paratiroidi, immobilizzazione e trattamento con vitamina D. Se il livello supera la norma, leucemia, vengono diagnosticati una predisposizione alla formazione di calcoli urinari, rachitismo, danni ai tubuli renali, acidosi non renale, iperparatiroidismo, ipofosfatemia familiare. Quando il livello diminuisce, vengono diagnosticate: varie malattie infettive (ad esempio tubercolosi), paratiroidectomia, metastasi ossee, acromegalia, ipoparatiroidismo, atrofia gialla acuta, ecc. L'analisi è prescritta per patologia del sistema cardiovascolare, patologia neurologica e insufficienza renale. Quando il contenuto di magnesio aumenta rispetto alla norma, si determinano: alcolismo, sindrome di Bartter, morbo di Addison, stadi iniziali della malattia renale cronica, ecc. Diminuzione: contenuto insufficiente di magnesio negli alimenti, pancreatite, diarrea acuta o cronica, disidratazione, sindrome da malassorbimento , ecc. Un test del calcio è prescritto per la valutazione delle ghiandole paratiroidi, la diagnosi di rachitismo, osteoporosi, malattie ossee, per malattie della tiroide e dell'ipofisi. L'attività normale è 10-1240 unità/l. L'analisi è prescritta per infezioni virali, lesioni del pancreas e delle ghiandole parotidi e diabete scompensato.

Esame del sangue biochimico standard.

Il glucosio può essere ridotto in alcune malattie endocrine e disfunzioni epatiche. Un aumento dei livelli di glucosio si osserva nel diabete mellito. La bilirubina può determinare come funziona il fegato. Un aumento del livello di bilirubina totale è un sintomo di ittero, epatite e blocco dei dotti biliari. Se il contenuto della bilirubina coniugata aumenta, molto probabilmente il fegato è malato. Il livello delle proteine ​​totali diminuisce in caso di malattie del fegato e dei reni, processi infiammatori prolungati e digiuno. Un aumento del contenuto proteico totale può essere osservato in alcune malattie del sangue, malattie e condizioni accompagnate da disidratazione. Un calo dei livelli di albumina può indicare una malattia al fegato, ai reni o all’intestino. Di solito questo indicatore è ridotto nel diabete mellito, nelle allergie gravi, nelle ustioni e nei processi infiammatori. Un aumento del livello di albumina è un segnale di disturbi del sistema immunitario o del metabolismo. Un aumento del livello di γ-globuline indica la presenza di infezioni e infiammazioni nel corpo. Una diminuzione può indicare un'immunodeficienza. Un aumento del contenuto di α1-globuline si osserva durante i processi infiammatori acuti. Il livello delle α2-globuline può aumentare durante processi infiammatori e tumorali, malattie renali e diminuire durante pancreatite e diabete mellito. Un cambiamento nella quantità di β-globuline si osserva solitamente con disturbi del metabolismo dei grassi. La proteina C-reattiva aumenta nel suo contenuto durante processi infiammatori, infezioni e tumori. La determinazione di questo indicatore è di grande importanza per i reumatismi e l'artrite reumatoide. Un aumento dei livelli di colesterolo segnala lo sviluppo di aterosclerosi, malattie coronariche, malattie vascolari e ictus. I livelli di colesterolo aumentano anche in caso di diabete, malattia renale cronica e ridotta funzionalità tiroidea. Il colesterolo diminuisce rispetto al normale in caso di aumento della funzionalità tiroidea, insufficienza cardiaca cronica, malattie infettive acute, tubercolosi, pancreatite acuta e malattie del fegato, alcuni tipi di anemia e esaurimento. Se il contenuto di β-lipoproteine ​​è inferiore al normale, ciò indica una disfunzione epatica. Un livello elevato di questo indicatore indica aterosclerosi, metabolismo dei grassi compromesso e diabete mellito. I trigliceridi aumentano con la malattia renale e la ridotta funzionalità tiroidea. Un forte aumento di questo indicatore indica un'infiammazione del pancreas. Un aumento dei livelli di urea indica una malattia renale. Un aumento dei livelli di creatinina indica funzionalità renale compromessa, diabete e malattie del muscolo scheletrico. Il livello di acido urico nel sangue può aumentare in caso di gotta, leucemia, infezioni acute, malattie del fegato, calcoli renali, diabete mellito, eczema cronico, psoriasi.Un cambiamento del livello di amilasi indica una patologia pancreatica. Un aumento della fosfatasi alcalina indica malattie del fegato e dei dotti biliari. La funzionalità epatica compromessa è indicata da un aumento di indicatori come ALT, AST, γ-GT. Un cambiamento nella concentrazione di fosforo e calcio nel sangue indica una violazione del metabolismo minerale, che si verifica con malattie renali, rachitismo e alcuni disturbi ormonali.

Metabolismo del calcio, ipercalcemia e ipocalcemia.

Gli ormoni proteici includono anche l'ormone paratiroideo (ormone paratiroideo). Essi

sintetizzato dalle ghiandole paratiroidi. La molecola dell'ormone paratiroideo bovino contiene 84 aminoacidi

residuo ed è costituito da una catena polipeptidica. È stato scoperto che l'ormone paratiroideo è coinvolto nella regolazione

concentrazioni di cationi calcio e anioni di acido fosforico associati nel sangue. Biologicamente

La forma attiva è considerata il calcio ionizzato, la sua concentrazione varia da 1,1 a 1,3 mmol/l.

Gli ioni calcio si sono rivelati fattori essenziali che non sono sostituibili da altri cationi per una serie di funzioni vitali

importanti processi fisiologici: contrazione muscolare, eccitazione neuromuscolare, coagulazione

sangue, permeabilità della membrana cellulare, attività di numerosi enzimi, ecc. Pertanto, eventuali modifiche a questi

processi causati da una mancanza a lungo termine di calcio negli alimenti o da una violazione del suo assorbimento

intestino, portano ad un aumento della sintesi dell'ormone paratiroideo, che favorisce la lisciviazione dei sali di calcio (in

forma di citrati e fosfati) dal tessuto osseo e, di conseguenza, alla distruzione di minerali e organici

componenti ossei. Un altro organo bersaglio dell’ormone paratiroideo è il rene. L'ormone paratiroideo riduce il riassorbimento

fosfato nei tubuli distali del rene e aumenta il riassorbimento tubulare del calcio. In cellule speciali - così

chiamate cellule parafollicolari, o cellule C della ghiandola tiroidea, sintetizzano l'ormone peptidico

natura, garantendo una concentrazione costante di calcio nel sangue - calcitonina.

La calcitonina contiene un ponte disolfuro (tra il 1° e il 7° residuo aminoacidico) ed è caratterizzata

Cisteina N-terminale e prolinamide C-terminale. L'effetto biologico della calcitonina è diretto

opposto all'effetto dell'ormone paratiroideo: provoca la soppressione dei processi di riassorbimento nel tessuto osseo e

rispettivamente ipocalcemia e ipofosfatemia. Pertanto, la costanza dei livelli di calcio nel sangue

l’uomo e gli animali ricevono principalmente l’ormone paratiroideo, il calcitriolo e la calcitonina, cioè

ormoni sia della tiroide che delle ghiandole paratiroidi e un ormone derivato dalla vitamina D3. Segue

essere presi in considerazione durante le manipolazioni terapeutiche chirurgiche su queste ghiandole.

Demolizione anaerobica del glucosio. Fasi di questo processo. Ossidazione glicolitica, substrato

Fosforilazione. Valore energetico della degradazione anaerobica del glucosio. Meccanismi di regolamentazione

Partecipare a questo processo.

La glicolisi è sinonimo di acido lattico

fermentazione – complesso enzimatico

processo di conversione del glucosio in due

molecole di acido lattico che scorrono

nei tessuti umani e animali senza

consumo di ossigeno. Glicolisi

comprende 11 reazioni enzimatiche,

che si verificano nel citoplasma della cellula.

Le reazioni di glicolisi si verificano in 2 fasi. IN

durante la prima fase -

consumo energetico: ne vengono utilizzati 2

ATP nella 1a e 3a reazione. In corso 7-

1a e 10a reazione del secondo stadio -

apportatore di energia: si formano 4 ATP. Su 11

reazioni - 3 irreversibili (1a, 3a e 10a

Vitamina PP, struttura dei coenzimi, partecipazione ai processi metabolici. Ipo- e carenza vitaminica RR. Cibo

Fonti, fabbisogno giornaliero.

Vitamina PP (acido nicotinico, nicotinamide, vitamina B3)

Fonti. La vitamina PP è ampiamente distribuita negli alimenti vegetali; è altamente

reni di bovini e suini. Fabbisogno giornaliero in questa vitamina

eroga 15-25 mg per gli adulti, 15 mg per i bambini . Biologico

funzioni. L'acido nicotinico nel corpo fa parte del NAD e del NADP, che svolgono le funzioni dei coenzimi

varie deidrogenasi. Carenza di vitamina PP porta alla malattia "pellagra", per la quale

I segni principali sono 3: dermatite, diarrea, demenza (“tre D”), la pellagra si manifesta sotto forma

dermatite simmetrica su aree della pelle esposte alla luce solare, disturbi gastrointestinali (diarrea) e

lesioni infiammatorie delle mucose della bocca e della lingua. Nei casi avanzati si osserva pellagra

Disturbi del sistema nervoso centrale (demenza): perdita di memoria, allucinazioni e deliri.

Biosintesi dei grassi nel corpo: risintesi dei grassi nell'endotelio intestinale, sintesi dei grassi nel fegato e nel sottocutaneo

Fibra grassa. Trasporto dei grassi da parte delle lipoproteine ​​del sangue. Riservare i grassi. Fisiologico

L'importanza dei grassi per il corpo umano. Violazione del processo di sintesi dei grassi: obesità, grasso

Degenerazione del fegato.

Metabolismo dei grassi- un insieme di processi di digestione e assorbimento dei grassi neutri

(trigliceridi) e i loro prodotti di degradazione nel tratto gastrointestinale, metabolismo intermedio dei grassi e

acidi grassi e la rimozione dei grassi, nonché dei loro prodotti metabolici dal corpo. Concetti" metabolismo dei grassi" E

“metabolismo dei lipidi” sono spesso usati in modo intercambiabile, perché costituenti dei tessuti animali e vegetali

comprende grassi neutri e composti simili ai grassi, riuniti sotto il generale

chiamati lipidi . Violazioni delle norme abitative servire come causa o risultato di molte patologie

stati. Il corpo umano adulto ne riceve in media 70 G grassi animali e

di origine vegetale. Nella cavità orale i grassi non subiscono alcuna modifica, perché la saliva no

contiene enzimi che digeriscono i grassi . Ripartizione parziale dei grassi in glicerolo o mono-,

I digliceridi e gli acidi grassi iniziano nello stomaco. Tuttavia, avviene a bassa velocità

poiché nel succo gastrico di un essere umano adulto e di mammiferi l'attività dell'enzima lipasi,

catalizzando la degradazione idrolitica dei grassi , è estremamente basso e il valore del pH del succo gastrico

è tutt’altro che ottimale per l’azione di questo enzima (valore di pH ottimale per la lipasi gastrica

è compreso tra 5,5 e 7,5 unità di pH). Inoltre, non ci sono condizioni per l'emulsificazione nello stomaco

grassi e la lipasi può idrolizzare attivamente solo il grasso sotto forma di emulsione grassa. Perciò

negli adulti, i grassi, che costituiscono la maggior parte dei grassi alimentari, non mostrano particolari cambiamenti nello stomaco

subire. Tuttavia, in generale, la digestione gastrica facilita notevolmente la successiva digestione

grasso nell'intestino. Nello stomaco si verifica la distruzione parziale dei complessi lipoproteici delle membrane cellulari

cibo, che rende i grassi più accessibili per la successiva azione su di essi da parte della lipasi pancreatica

succo Inoltre, anche una piccola ripartizione dei grassi nello stomaco porta alla comparsa di

acidi grassi liberi che, senza essere assorbiti nello stomaco, entrano nell'intestino e lì

promuovere l'emulsione dei grassi. Gli acidi biliari hanno il più forte effetto emulsionante.

acidi , entrare nel duodeno con la bile. Nel duodeno insieme al cibo

la massa introduce una certa quantità di succo gastrico contenente acido cloridrico, che

il duodeno viene neutralizzato principalmente dai bicarbonati contenuti nel pancreas e

succo intestinale e bile. Bolle di anidride carbonica formate durante la reazione dei bicarbonati con acido cloridrico

il gas scioglie la pappa alimentare e favorisce una miscelazione più completa con il digestivo

succhi Allo stesso tempo inizia l'emulsificazione dei grassi. I sali biliari vengono adsorbiti in presenza

piccole quantità di acidi grassi liberi e monogliceridi sulla superficie delle goccioline di grasso sotto forma

la pellicola più sottile che impedisce la fusione di queste goccioline.

Disturbi del metabolismo dei grassi. Uno dei motivi per un assorbimento insufficiente dei grassi nell'intestino tenue

potrebbe essere la loro scissione incompleta dovuta alla ridotta secrezione di succo pancreatico

(mancanza di lipasi pancreatica), o a causa di una ridotta secrezione biliare (mancanza di bile

acidi necessari per l'emulsificazione dei grassi e la formazione di micelle di grasso). Un altro, il più comune

la causa dell'insufficiente assorbimento dei grassi nell'intestino è una disfunzione dell'epitelio intestinale,

osservato in enterite, ipovitaminosi, ipocortisolismo e alcune altre condizioni patologiche.

In questo caso, i monogliceridi e gli acidi grassi non possono essere assorbiti normalmente nell'intestino a causa

danno al suo epitelio. Un ridotto assorbimento dei grassi si osserva anche nella pancreatite meccanica

ittero, dopo resezione subtotale dell'intestino tenue, nonché vagotomia, con conseguente diminuzione del tono

cistifellea e lento flusso della bile nell'intestino. Malassorbimento dei grassi nell'intestino tenue

porta alla comparsa di grandi quantità di grassi e acidi grassi nelle feci - steatorrea. Per molto tempo

Se l'assorbimento dei grassi è compromesso, il corpo riceve anche una quantità insufficiente di vitamine liposolubili.