|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБМЕН КАЛЬЦИЯ И ФОСФОРА ⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 10
На обменкальция и фосфора влияют гормоны ПАРАТГОРМОН, СЕРОТОНИН и активная форма витамина D3. Особое место среди нарушений обмена кальция и фосфора занимают остеопороз, некоторые формы рахита, некоторые заболевания почек. За сутки из кишечника всасывается примерно 1 грамм кальция и только 1/3 от этого количества усваивается тканями организма. Столько же - 1грамм кальция - ежесуточно теряется с мочой и калом. В межклеточных жидкостях содержится тоже в среднем 1 грамм кальция. Значит, за одни сутки полностью обновляется весь внеклеточный кальций организма. У взрослого здорового человека в возрасте до 40 лет все процессы минерализации и резорбции костной ткани находятся в равновесии. У детей до окончательного окостенения наблюдается положительный кальциевый баланс. После 40-летнего возраста - отрицательный баланс кальция. Паратгормон влияет на процессы созревания активного витамина D3 в почках. Активный витамин D3 (1, 25-диоксивитамин D3) увеличивает всасывание кальция в кишечнике и повышает усвоение кальция костной тканью, усиливает действие паратгормона в костной ткани и почках. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА И СЕКРЕЦИИ ПАРАТГОРМОНА И КАЛЬЦИТОНИНА. Главным регулятором синтеза и секреции этих гормонов является внеклеточный кальций. Если уменьшается его концентрация во внеклеточной жидкости, это приводит к увеличению секреции кальцитонина и уменьшению секреции паратгормона и наоборот. На выработку паратгормона также влияют катехоламины, которые усиливают его секрецию. КОРТИКОСТЕРОИДЫ (кортизол) тормозят всасывание кальция в кишечнике, увеличивают синтез и секрецию паратгормона. Повышение содержания фосфатов в крови, приводя к одновременному снижению уровня кальция, также усиливает секрецию паратгормона. Суммарной эффект паратгормона - резорбция костной ткани. Разрушению подвергается не только минеральный компонент, но и компоненты органического матрикса. Это подтверждается повышенным содержанием оксипролина (показатель ускорения разрушения коллагеновых белков) в моче при гиперсекреции паращитовидной железы. Значит, паратгормон в физиологических условиях способствует обновлению костной ткани, то есть происходит стимуляция остеокластов и одновременно усиливается пролиферация остеобластов. При действии паратгормона в костной ткани происходит закисление (снижение pH среды), так как в межклеточное пространство выделяются лактат и цитрат и повышается активность различных гидролитических ферментов, в том числе и лизосомальных протеиназ. Кроме повышения концентрации кальция и понижения концентрации фосфатов в крови при гиперпаратиреозе может развиваться образование камней в почках - нефрокальциноз. Причина этого - постоянно повышенная концентрация кальция в крови и моче. Вторичный гиперпаратиреоз при заболеваниях почек возникает при нарушении созревания активной формы витамина D3. Результат: снижение концентрации кальция в крови, что приводит к увеличению выработки паратгормона. Гипопаратиреоз. Снижение уровня паратгормона в крови (может возникнуть при повреждении или удалении паращитовидных желез) приводит к снижению концентрации кальция и повышению концентрации фосфора в крови. В результате могут развиваться судороги, паралич дыхательной мускулатуры, ларингоспазм, что приводит к смерти больного. КАЛЬЦИТОНИН Пептидный гормон, состоит из 30 аминокислот. Клетки-мишени для этого гормона находится в костной ткани. Гормон обладает мембранным механизмом действия (действует через аденилатциклазную систему). Под действием кальцитонина происходит усиление перехода фосфатов в периостальную жидкость, в результате разрушения фосфорных эфиров различных органических соединений в клетках костной ткани. Выход фосфатов в межклеточное вещество способствует задержке кальция в костной ткани. Таким образом, кальцитонин ингибирует процессы резорбции кости.
112. Важнейшее значение печени в обмене в-в определяется тем, что она явл-ся большой промежуточной станцией м-у портальным и общим кругом кровообращения. Большая часть всасывающихся из кишечника в-в проходит ч-з печень. Печень функционирует как первичный регулятор содержания в крови в-в поступающих в организм с пищей. Важнейшая ф-я печени это поддержание гомеостаза. Печень т.ж. выполняет экскреторную ф-ю связанную с ее детоксикациоонной ф-й. Чужеродные в-ва в печени превращаются в менее токсичные или индеферентные. Происходит это путем окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования, и конъюгации с теми или иными в-вами. Окисление, восстановление и гидролиз чужеродных соединений в основном осуществляют микросомальные ф-ы. в печени широко представлены «защитные синтезы», например, мочевины, она безвреживает аммиак. В результате гниения в кишечнике образуются фенол, крезол, скатол, индол, которые всасываются и с током крови поступают в печень, где они вступают в парные соединения с серной и глюкуроновой к-ми и обезвреживаются. Нитробензол в печени обезвреживается путем восстановления до парааминофенола. Ароматические углеводы обеззараживаются путем окисления. Печень т.ж. участвует в инактивировании многих гормонов. 113.Гемоглобин (Hb) имеет молекулярную массу 80000 Да. Это сложный белок с четвертичной структурой: состоит из нескольких субъединиц. У Hb 4 субъединицы. Каждая субъединица состоит из небелковой части - гема и белка глобина (всего 4 гема и 4 глобина в молекуле гемоглобина). Гем имеет тетрапиррольную структуру, т.е. состоит из 4-х замещенных пиррольных колец, соединенных между собой с помощью метиновых мостиков. Эта структура называется порфирином (без железа). Протопорфирин, в который включено железо, называется ГЕМ. Железо в Hb имеет степень окисления “+2” и координационное число 6. Двумя ковалентными связями Fe связано с азотами пиррольных колец. Две координационные связи идут на связь с остатками гистидина в молекулах глобина. Белковая часть Hb состоит из 4-х попарно одинаковых протопорфириновых циклов. РАСПАД ГЕМОГЛОБИНА Происходит в мононуклеарных фагоцитах (в селезенке и печени). Сначала происходит разрыв связи между I-м и II-м кольцами. Фермент - НАДзависимая оксигеназа. После ее действия образуется пигмент зеленого цвета - вердоглобин. В его составе сохраняется и железо и белок. В дальнейшем вердоглобин распадается на составные части: белок, железо и пигмент-биливердин. Железо образует комплекс с белком трансферрином, и этот комплекс поступает в ткани, где оно снова может быть использовано для синтезов или депонироваться в виде комплекса с белком ферритином. 114, 116.ГЕМОЛИТИЧЕСКАЯ ЖЕЛТУХА Наблюдается при усилении распада эритроцитов. Билирубина образуется больше, чем в норме и скорость экскреции тоже увеличивается. Непрямой билирубин повышается в крови. В моче билирубина нет, а содержание стеркобилина в кале и в моче повышено.
115.ПЕЧЕНОЧНОКЛЕТОЧНАЯ ЖЕЛТУХА (паренхиматозная). Наблюдается при повреждении гепатоцитов (например, при вирусном гепатите). Билирубин не обезвреживается. Желчные пигменты поступают не только в кишечник, но и в кровь. Т.е. в крови повышается содержание не только прямого, но и непрямого билирубина. Наблюдается билирубинурия. В моче обнаруживают мезобилиноген.
117.ОБТУРАЦИОННАЯ ЖЕЛТУХА (механическая) Наблюдается при закупорке желчных протоков (например, при желчнокаменной болезни). Желчь продолжает вырабатываться, но поступает не только в желчные протоки, а также в кровь. В крови повышается уровень билирубина, в основном - прямого билирубина. Наблюдается билирубинурия. Содержание стеркобилина в моче и в кале снижено (кал становится светлым, а моча темнеет за счет прямого билирубина).
118. Роль печени в углеводном обмене заключается прежде всего в обеспечении постоянства концентрации глюкозы в крови. Это достигается регуляцией соотношения м-у синтезом и распадом гликогена, депо которого является печень. Синтез гликогена в печени и его регуляция в основном аналогичны тем процессам, которые протекают в других органах и тканях. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает в норме временный резерв углеводов, необходимый для постоянства концентрации глюкозы в крови, в тех случаях, когда ее содержание значительно уменьшается. Говоря об утилизации глюкозы печенью, необходимо подчеркнуть важную роль ф-та глюкокиназы в этом процессе. Она катализирует фосфорилирование глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата. При этом активность глюкокиназы в печени почти в 10 раз превышает активность гексокиназы. Важное различие м-у этими двумя ф-ми, заключается в том, что глюкокиназа в противоположность гексокиназе имеет большое значение Кт для глюкозы и не ингибируется глюкозо-6-фосфатом. После приема пищи уровень глюкозы в воротной вене сильно возрастает; в тех же пределах увеличивается и внутрипеченочная концентрация сахара. Повышение уровня гл-ы в печени вызывает существенное увеличение активности глюкокиназы и автоматически увеличивает уровень поглощения глюкозы печенью (образовавшийся глюкозо-6-фосфат либо затрачивается на синтез гликогена, или ращепляется). В печени происходит как утилизация, так и синтез глюкозы из гликогена, распад которого происходит фосфоролитическим путем. ГЛИКОНЕОГЕНЕЗ - это образование углеводов (например, глюкозы или гликогена из веществ, имеющих неуглеводное происхождение. Некоторые промежуточные метаболиты ГБФ-пути могут образоваться из веществ других классов (не из углеводов): например, из аминокислот, липидов. Далее из пирувата синтезируется глюкоза (в печени) или гликоген (в печени и в мышцах). Для обходных реакций необратимых стадий 1-го этапа ГБФ-пути существуют специальные ферменты: для 1-й - глюкозо-6-фосфатаза (только в печени! ), для 3-й - фруктозо-1, 6-бисфосфатаза, и для 10-й реакции - пируваткарбоксилаза. Ключевым ферментом глюконеогенеза из пирувата является пируваткарбоксилаза. В состав его кофермента входит витамин H - биотин.Этот фермент обычно малоактивен, но он сильно активируется даже при небольшом накоплении АцКоА в цитоплазме. Тогда обходной обратный путь 10-й стадии и весь процесс синтеза углеводов из ПВК может протекать быстрее, чем их распад.
119. Ферментативные системы печени способны катализировать подавляющее большинство р-й метаболизма липидов. Совокупность таких реакций лежит в основе таких процессов, как синтез ВЖК, триглицеридов, фосфолипидов, холистерина и его эфиров, а т.ж. липолиз триглециридов, окисление ж.к., образование кетоновых тел. Ко-А-производные ж.к. с длинной цепью взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом с образованием фосфатидной к-ты, котрая за тем гидролизуется до диглицерида. Путем присоединения к образовавшемуся диглицериду еще одной молекулы Ко-А-производного ж.к. образуется триглицерид. Синтезированные в печени триглицериды либо остаются в печени, либо секретируются в кровь в форме липопротеидов. Секреция происходит с задержкой, которая соответствует времени, необходимому для образования липопротеидов. При высоком содержании ж.к. в плазме их поглощение печенью возрастает, усиливается синтез триглицеридов и окисление ж.к., что может привести к повышенному образованию кетоновых тел. Роль печени в обмене холестерина. Часть холестерина поступает в организм с пищей, но основная часть синтезируется в печени из ацетил-КоА. Биосинтез холестерина в печени подавляется экзогенным холестерином, т.е. получаемым с пищей. Биосинтез холестерина регулируется по принципу обратной связи. Часть синтезированного в печени холестерина выделяется из организма совместно с желчью, другая часть превращается в желчные к-ты. Часть его используется в других органах для синтеза стероидов. В печени холестерин может взаимодействовать с ж.к. с образованием эфиров. Синтезированные в печени эфиры поступают в кровь, в которой т.ж. содержится определенное кол-во холестерина. При паринкиматозных поражениях печени активность ее клеток снижается, в результате чего снижается и содержание холестерина и его эфиров в плазме.
120. Печень играет центральную роль в обмене белков. Она выполняет следующие ф-и: синтез специфических белков плазмы; образование мочевины и мочевой к-ты; синтез холина и креатина; переаминирование и дезаминирование а.к., что очень важно для взаимных превращений а.к. и гликонеогенеза и образования кетоновых тел. Все альбумины плазмы синтезируются гепатоцитами, только у-глобулины продуцируются ретикулоэндотелиальной сис-ой к которой относятся купферовские клетки печени (звездчатые). В печени синтезируется протромбин, фибриноген, проконвертин, проакцелерин. При поражении печени нарушается пр-сс дезаминирования а.к., что приводит к увеличению их концентрации в крови и моче и это приводит к аминоацидурии.
121. Главной функцией дыхательной системы является осуществление газообмена, а неизбежный контакт дыхательной системы с патогенами обуславливает потребность в защитных механизмах. Именно эти 2 фактора определяют ее биохимию. Анатомически, гистологически и биохимически в дыхательной системе выделяют дыхательные пути (обеспечивают проведение, согревание, увлажнение и очистку вдыхаемого воздуха) и респираторный отдел легких (осуществляет газообмен). Дыхательные пути Внутренняя поверхность дыхательных путей покрыта тонким слоем слизи. Слизь имеет в своем составе растворенные в воде ионы Na+, Cl–, K+, Ca2+, муцины, сульфатированные протеогликаны, сурфактант, лизоцим, лактоферрин и секреторный IgA. Разные компоненты слизи синтезируются в разных отделах дыхательных путей и даже в респираторном отделе легких (вода, ионы, сурфактант), источником муцинов являются подслизистые железы. Клиренс ингалируемых частиц На клиренс ингалируемых частиц влияют: 1) реология слизи; 2) адгезивность слизи; и 3) биение рестичек реснитчатого эпителия. Реология слизи Реологические свойства (текучесть) слизи определяются соотношением между сульфатированных протеогликанов и концентрацией ионов Ca2+. Увеличение [Ca2+] в слизи нарушает текучесть слизи. Синтез сульфатируемых протеогликанов регулируется витамином A, поэтому дефицит этого витамина приводит к нарушению клиренса слизи, размножению бактерий и воспалению. Адгезивность слизи Адгезивность слизи прямо пропорциональна содержанию Cl– и сурфактанта. Поверхностный эпителий тонко регулирует реологические и адгезивные свойство слизи благодаря избирательной реабсорбции ионов, секрецией сурфактанта и паракринной регуляции подслизистых желез. Биение ресничек Слизь постоянно перемешивается благодаря биению ресничек реснитчатого эпителия. Дыхательные пути следует рассматривать как реабсорбирующий участок (с максимумом реабсорбции в носоглотке), а респираторный отдел легких—как секретирующий. Поэтому направленный ток жидкости из нижних отделов в верхние обусловлен исключительно распределением секретирующих и реабсорбирующих элементов. Подслизистые железы (3) Подслизистые железы обнаруживаются в дыхательных путях содержащих хрящ. Они содержат клетки 4 типов: сероциты, мукоциты, поверхностные эпителиоциты и камбиальные клетки. Серозные клетки Фундальная часть железы представлена серозными клетками секретирующими ионы Cl– и Na+, воду, лизоцим, лактоферрин и секреторный IgA. Фаза секреция начинается с открытия Cl–-канала дефектного при муковисцидозе (CFTR). Поступающий в просвет железы ионы Cl– обеспечивают трансэпителиальную разность потенциалов для парацеллюлярного транспорта ионов Na+. Вода поступает в просвет железы трансцеллюлярно. Серозные клетки синтезируют и секретируют сульфатированные протеогликаны. Степень сульфатирования регулирется витамином A и CFTR. Серозные клетки секретируют фермент лизоцим, расщепляющий клеточную стенку бактерий, и гликопротеин лактоферрин, связывающий ионы железа. Ионы железа появляются в слизи при разрушении эпителиоцитов и бактерий, а поскольку свободное железо цитотоксично, то лактоферрин необходим для его нейтрализации. Мукоциты Мукоциты синтезируют муциты конденсированные с ионами Ca2+. Секреция муцинов регулируется CFTR. Таким образом, Cl--канал CFTR сочетает в себе свойства анионного канала и внутриклеточного регулятора. CFTR активируется в ответ на внутриклеточный синтез цАМФ и повышение [Ca2+]i. Поверхностные эпителиоциты Фенотипически сходны с альвеоцитами II типа. Поверхностные эпителиоциты экспрессируют ENaC, 3Na+/2K+-АТФазу и ферменты синтеза сурфактанта. Поверхностный эпителий регулирует ионный состав слизи, паракринно регулирует секрецию подслизистыми железами и выполняет иммуномодулирующую функцию. 4. Неспецифические элементы противовирусной защиты (4) Помимо бактерий, против которых направлены выше перечисленные факторы защиты, дыхательная система вообще и эпителий дыхательных путей в частности из-за своего стратегического положения постоянно контактирует с вирусами. Поэтому эволюцией выработались универсальные механизмы противовирусной защиты, к которым относятся система цитокинов RANTES и интерферона-g. RANTES RANTES (дословный перевод с англ.—цитокин синтезируемый номальными T-лимфоцитами) секретируется многими эпителиоцитами (в том числе и поверхностным эпителием бронхов) при инфицировании вирусом. В норме эпителиоцит постоянно синтезирует РНКаза-чувствительную мРНК RANTES, поэтому синтеза белка RANTES не происходит. При инфицировании эпителиоцита вирусные белки блокируют РНКазы и мРНК RANTES транслируется в секретируемый белок RANTES, привлекающий Т-лимфоциты. Таким образом, регулируемый на посттранскрипционном уровне белок RANTES сообщает иммунной системе о внедрении вируса еще до начала его репликации. Синтез и секрецию RANTES блокируют глюкокортикоиды. Интерферон-g (IFNg) Гликопротеин IFNg секретируется многими иммуноцитами, а также эпителием бронхов, инфицированным вирусом. Синтез IFNg регулируется на уровне транскрипции, а его секреция начинается одновременно с началом репликации вируса. IFNg индуцирует синтез и экспрессию на клеточной мембране соседних неинфицированных эпителиоцитов молекул клеточной адгезии (ICAM-1), синтез iNOS, а также множества интерлейкинов (IL-1, IL-10 и др.) и белков теплового шока. Эта реакция обеспечивает защиту неифицированных эпителиоцитов и привлечение Т-лимфоцитов. Некоторые штаммы парамиксовирусов для обхождения системы IFNg синтезируют белки сходные с IFNg. Такой вирусный белок (при соответствующей генетической предрасположенности у человека) чрезмерно активирует сигнальный каскад IFNg, вызывая дисадаптацию эпителиоцитов и неправильную дифференцировку стволовых эпителиальных клеток с формированием провоспалительного фенотипа, при котором доля реабсорбирующих/иммуномодулирующих поверхностных эпителиоцитов снижается, а доля секретирующих/провоспалительных слизистных и серозных клеток—возрастает. Такое перепрограммирование фенотипа эпителия способно вызвать гиперреактивность бронхов и бронхиальную астму.
Газообмен Газообмен происходит в альвеолах легких и представляет собой диффузию CO2 из эритроцитов в альвеолы и O2 из альвеол в кровь. Скорость диффузии газов определяется их парциальным давлением (pCO2 и pO2). Основной транспортной формой углекислого газа в крови является карбанион (HCO3–), образуемый при спонтанной диссоциации угольной кислоты: H2CO3«H++HCO3–. Поэтому для осуществления газообмена эссенциальна эритроцитарная карбоангидраза, катализирующая обратимую реакцию: H2CO3 « CO2 + H2O. Направление реакции зависит от pCO2. Поэтому в периферических тканях, где высоко pCO2, реакция направлена в сторону синтеза H2CO3, а в легких из-за удаления CO2 при выдохе реакция направлена на образование CO2 и H2O. Диффузия CO2 через мембраны альвеоцитов, эндотелиоцитов и эритроцитов осуществляется водные каналы—аквапорины (AQP1), поэтому для осуществления газообмена необходим постоянный ток жидкости через эти клетки (1). Наличие каналов для CO2 объясняет огромную проницаемость альвеоцитов для этого газа (она в 25 раз выше, чем для O2). Кроме того, CO2 (и O2) также диффундируют через фосфолипидные мембраны клеток. В альвеолах различают альвеоциты I и II типов, а также альвеолярные макрофаги. Общей биохимической особенностью альвеоцитов и альвеолярных макрофагов является высокая экспрессия антиоксидантных ферментов—СОД, каталазы и глутатионпероксидазы. Альвеоциты I типа Альвеоциты I типа имеют уплощенную форму и покрывают 95% площади альвеол. Альвеоциты I типа осуществляют газообмен, нетребующий затрат энергии, поэтому источником АТФ для этих клеток является анаэробный гликолиз. Альвеоциты I типа экспрессируют AQP1, облегчающий диффузию CO2. Плотные межклеточные соединения между альвеоцитами I типа регулируют перенос ионов Na+ и Cl–. Вслед за ионами трансцеллюлярно диффундирует вода. Альвеолярный клиренс Исходя из вышеописанных свойств клеток альвеол движение ионов и воды (альвеолярный клиренс) можно представить следующим образом: 1) альвеолы состоят из секретирующих (альвеоциты I типа) и реабсорбирующих клеток (альвеоциты II типа); 2) секретируемая жидкость направляется от альвеоцитов I типа к альвеоцитам II типа, поэтому ингалируемые частицы пыли и бактерии попадая на этот поток жидкости перемещаются в направлении альвеоцитов II типа (альвеолярный " сток" ), где 3) нейтрализуются и фагоцитируются макрофагами. Избыток жидкости поступает в бронхиолы. Альвеолярные макрофаги Альвеолярные макрофаги способны к свободному перемещению по альвеолам, но в основном концентрируются возле альвеоцитов II типа. Альвеолярные макрофаги экспрессируют индуцибельную NO-синтазу (iNOS). Синтез iNOS активируют IL-1, IL-10, клеточная стенка бактерий и их ДНК. iNOS продуцирует цитотоксичный NO, нейтрализующий бактерии, вирусы и опухолевые клетки.
II. Газообмен Газообмен происходит в альвеолах легких и представляет собой диффузию CO2 из эритроцитов в альвеолы и O2 из альвеол в кровь. Скорость диффузии газов определяется их парциальным давлением (pCO2 и pO2). Основной транспортной формой углекислого газа в крови является карбанион (HCO3–), образуемый при спонтанной диссоциации угольной кислоты: H2CO3«H++HCO3–. Поэтому для осуществления газообмена эссенциальна эритроцитарная карбоангидраза, катализирующая обратимую реакцию: H2CO3 « CO2 + H2O. Направление реакции зависит от pCO2. Поэтому в периферических тканях, где высоко pCO2, реакция направлена в сторону синтеза H2CO3, а в легких из-за удаления CO2 при выдохе реакция направлена на образование CO2 и H2O. Диффузия CO2 через мембраны альвеоцитов, эндотелиоцитов и эритроцитов осуществляется водные каналы—аквапорины (AQP1), поэтому для осуществления газообмена необходим постоянный ток жидкости через эти клетки (1). Наличие каналов для CO2 объясняет огромную проницаемость альвеоцитов для этого газа (она в 25 раз выше, чем для O2). Кроме того, CO2 (и O2) также диффундируют через фосфолипидные мембраны клеток. III. Альвеолы (2) В альвеолах различают альвеоциты I и II типов, а также альвеолярные макрофаги. Общей биохимической особенностью альвеоцитов и альвеолярных макрофагов является высокая экспрессия антиоксидантных ферментов—СОД, каталазы и глутатионпероксидазы. Альвеоциты II типа Главной функцией альвеоцитов II типа является реабсорбция ионов Na+. Эта работа требует больших затрат энергии, поэтому эти клетки получают энергию в процессе аэробного гликолиза. Вслед на ионами Na+ парацеллюлярно транспортируются ионы Cl–, а трансцеллюлярно—вода. Альвеоциты II типа имеют кубическую форму и апикальную щеточную каемку. В щеточной каемке экспрессируется эпителиальный Na+-канал (ENaC), а в базолатеральной мембране—3Na+/2K+-АТФаза. Кроме того, альвеоциты II типа синтезируют и секретируют сурфактант. ENaC ENaC—Na+-канал состоит из субъединиц a, b и g. Субъединицы b и g синтезируются конститутивно, а синтез a-субъединицы регулируется на уровне транскрипции. ENaC обеспечивает пассивное проведение ионов Na+ в альвеоцит по градиенту концентрации. 2. 3Na+/2K+-АТФаза 3Na+/2K+-АТФаза осуществляет энергозависимый удаление Na+ через базолатеральную мембрану против градиента концентрации из цитоплазмы в интерстиций. 3Na+/2K+-АТФаза состоит из a и b субъединиц. a-Субъединица конститутивна, а b-субъединица—регулируется на уровне транскрипции. Скорость транспорта ионов через альвеоциты II типа определяется количеством ENaC и активностью 3Na+/2K+-АТФазы. Регуляция осуществляется на транскрипционном и посттранскрипционном уровне. Основными регуляторами транспорта ионов являются: адреналин, кортизол, альдостерон, гипоксия в лице O2·– и предсердный (атриальный) натрийуретический пептид (ANP). Адреналин Адреналин через b-адренорецепторы (с цАМФ в качестве второго посредника) обеспечивает быструю интернализацию ENaC в апикальную мембрану и 3Na+/2K+-АТФазы в базолатеральную мембрану, тем самым быстро увеличивая реабсорбцию Na+. Этот феномен может быть важным компонентом патогенеза отека легких. Кортизол и альдостерон Кортизол через рецепторы глюкокортикоидов и альдостерон через рецепторы минералокортикоидов регулируют скорость транскрипции мРНК a-субъединицы ENaC и b-субъединицы 3Na+/2K+-АТФазы. ANP ANP синтезируется и секретируется при расряжении кардиомиоцитов левого предсердия (перегрузка сердца объемом или давлением). Через свой рецептор ANP увеличивает производство цГМФ и ингибирует интернализацию ENaC и 3Na+/2K+-АТФазы. Поэтому ANP может быть важным фактором патогенеза отека легких и " застойной превмонии" при болезнях сердца и сосудов. Супероксид и гипоксия Поскольку альвеоциты II типа содержат митохондрии, то в ответ на гипоксию в клетках продуцируется O2·–, который через активацию фактора транскрипции NFkB ингибирует транскрипцию мРНК a-субъединицы ENaC и b-субъединицы 3Na+/2K+-АТФазы. Таким образом, O2·- является функциональным антагонистом кортизола и альдостерона. Сурфактант Альвеоциты II типа синтезируют и секретируют поверхностно-активный фосфолипид сурфактант. Молекулы сурфактанта содержат неполярную " головку" и полярные " хвосты". " Головки" молекулы сурфактанта направлены в сторону клеток, а " хвосты" —в просвет альвеолы. Сурфактант разрушает ассоциаты воды, снижая ее поверхностное натяжение и препятствуя спадению стенок альвеол. Синтез сурфактанта индуцируется кортизолом. Синтез сурфактанта, субъединиц ENaC и 3Na+/2K+-АТФазы начинаются с 28 недели беременности, поэтому преждевременные роды для новорожденного грозят развитием синдрома дыхательной недостаточности. Альвеолярные макрофаги Альвеолярные макрофаги способны к свободному перемещению по альвеолам, но в основном концентрируются возле альвеоцитов II типа. Альвеолярные макрофаги экспрессируют индуцибельную NO-синтазу (iNOS). Синтез iNOS активируют IL-1, IL-10, клеточная стенка бактерий и их ДНК. iNOS продуцирует цитотоксичный NO, нейтрализующий бактерии, вирусы и опухолевые клетки. Альвеолярный клиренс Исходя из вышеописанных свойств клеток альвеол движение ионов и воды (альвеолярный клиренс) можно представить следующим образом: 1) альвеолы состоят из секретирующих (альвеоциты I типа) и реабсорбирующих клеток (альвеоциты II типа); 2) секретируемая жидкость направляется от альвеоцитов I типа к альвеоцитам II типа, поэтому ингалируемые частицы пыли и бактерии попадая на этот поток жидкости перемещаются в направлении альвеоцитов II типа (альвеолярный " сток" ), где 3) нейтрализуются и фагоцитируются макрофагами. Избыток жидкости поступает в бронхиолы.
Клиренс ингалируемых частиц На клиренс ингалируемых частиц влияют: 1) реология слизи; 2) адгезивность слизи; и 3) биение рестичек реснитчатого эпителия. Реология слизи Реологические свойства (текучесть) слизи определяются соотношением между сульфатированных протеогликанов и концентрацией ионов Ca2+. Увеличение [Ca2+] в слизи нарушает текучесть слизи. Синтез сульфатируемых протеогликанов регулируется витамином A, поэтому дефицит этого витамина приводит к нарушению клиренса слизи, размножению бактерий и воспалению. Адгезивность слизи Адгезивность слизи прямо пропорциональна содержанию Cl– и сурфактанта. Поверхностный эпителий тонко регулирует реологические и адгезивные свойство слизи благодаря избирательной реабсорбции ионов, секрецией сурфактанта и паракринной регуляции подслизистых желез.
125. Почка - парный орган, основной структурной единицей почек является нефрон. За 1 минуту в почках фильтруется 1000 - 1300 мл крови. Благодаря хорошему кровоснабжению, почки находятся в постоянном взаимодействии с другими тканями и органами и способны влиять на состояние внутренней среды всего организма. ФУНКЦИИ ПОЧЕК: 1. ЭКСКРЕТОРНАЯ. Почками выводятся из организма: а) конечные продукты катаболизма (например, такие продукты азотистого обмена, как мочевина, мочевая кислота, креатинин, а также продукты обезвреживания токсичных веществ). б) избыток веществ, всосавшихся в кишечнике или образовавшихся в процессе катаболизма: вода, органические кислоты, витамины, гормоны и другие. в) ксенобиотики - чужеродные вещества (лекарственные препараты, никотин). 2. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ. Почками регулируются: водный гомеостаз, солевой гомеостаз, кислотно-основное состояние 3. МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ. а) участие в углеводном, белковом, жировом обменах б) синтез в почках некоторых биологически активных веществ: ренина, активной формы витамина D3, эритропоэтина, простагландинов, кининов. Эти вещества оказывают влияние на процессы регуляции АД, свертывания крови, на фосфорно-кальциевый обмен, на созревание эритроцитов и на другие процессы. ЭТАПЫ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ Из компонентов плазмы крови почки образуют мочу и эффективно могут регулировать ее состав. 1. УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ 2. РЕАБСОРБЦИЯ 3. СЕКРЕЦИЯ В процессе ультрафильтрации происходит образовние первичной мочи. Кровь, двигаясь по сосудам почки, фильтруется в полости клубочка через поры соединительнотканной капсулы - особого фильтра, который состоит из 3-х слоев. 1-й слой - эндотелий кровеносных капилляров, который имеет поры большого размера. Через эти крупные поры проходят все компоненты крови, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков. 2-й слой - базальная мембрана, которая построена из коллагеновых нитей (фибрилл), образующих молекулярное “сито”. Диаметр пор - 4нм. Базальная мембрана не пропускает белки с молекулярной массой выше, чем 50кДа. 3-й слой - эпителиальные клетки капсулы, мембраны которых заряжены отрицательно, что не дает возможности отрицательно заряженным альбуминам плазмы крови проникать в первичную мочу. Форма трехслойных пор сложная и не соответствует форме белковых молекул плазмы крови. Это несоответствие предотвращает проникновение нормальных белковых молекул в первичную мочу. Если же структура, форма, заряд молекулы белка изменены по сравнению с нормальной белковой молекулой, то такой аномальный белок може пройти через фильтр и попасть в мочу. Это один из механизмов очистки плазмы крови от дефектных белков и восстановления ее нормального состава. Таким образом, ультрафильтрат (первичная моча) в норме почти не содержит белков и пептидов (всего 3-4 г/л). Зато состав низкомолекулярных небелковых компонентов, содержание различных ионов в первичная моча такие же, как и в плазме крови. Поэтому первичную мочу иногда называют “безбелковым фильтратом плазмы крови”. Количество образующегося ультрафильтрата зависит от величины движущей силы ультрафильтрации - гидростатического давления крови в сосудах клубочка (в норме оно составляет приблизительно 70 мм.рт.ст.). Движущей силе ультрафильтрации противодействует онкотическое давление белков плазмы крови (около 25 мм.рт.ст.) и гидростатическое давление ультрафильтрата в полости капсулы (около 15 мм.рт.ст.). Таким образом, движущая сила ультрафильтрации составляет: 70 - (25+15) = 30 (мм рт.ст.), и называется эффективным фильтрационным давлением. Энергия АТФ в процессе ультрафильтрации не затрачивается. Понятно, что понижение артериального давления и/или увеличение гидростатического давления в полости капсулы может приводить к замедлению, а при значительных изменениях и к полному прекращению образования первичной мочи (анурия). В результате процесса ультрафильтрации образуется первичная моча. В сутки через почки человека проходит приблизительно 1500л крови, при этом образуется около 180 литров первичной мочи ( 125мл за 1 минуту). Фильтрационную способность почек оценивают путем вычисления фильтрационного клиренса (коэффициента очищения) - для этого в кровь вводят определенные вещества, которые только фильтруются, но не реабсорбируются и не секретируются (полисахарид инулин, маннитол, креатинин). Фильтрационныйклиренс - это такой объем плазмы крови, который полностью очищается от нереабсорбируемого вещества за 1 минуту.Единицы измерения клиренса - мл (плазмы крови)/мин. У здорового человека ФК составляет около 125 мл/мин или 180 литров в сутки, т.е. это количество первичной мочи, образующейся в сутки. Первичная моча, содержащая все низкомолекулярные компоненты крови и небольшое количество низкомолекулярных белков, подвергается реабсорбции в проксимальном канальце.
126. Почка - парный орган, основной структурной единицей почек является нефрон. За 1 минуту в почках фильтруется 1000 - 1300 мл крови. Благодаря хорошему кровоснабжению, почки находятся в постоянном взаимодействии с другими тканями и органами и способны влиять на состояние внутренней среды всего организма. ФУНКЦИИ ПОЧЕК: 1. ЭКСКРЕТОРНАЯ. Почками выводятся из организма: а) конечные продукты катаболизма (например, такие продукты азотистого обмена, как мочевина, мочевая кислота, креатинин, а также продукты обезвреживания токсичных веществ). б) избыток веществ, всосавшихся в кишечнике или образовавшихся в процессе катаболизма: вода, органические кислоты, витамины, гормоны и другие. в) ксенобиотики - чужеродные вещества (лекарственные препараты, никотин). 2. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ. Почками регулируются: водный гомеостаз, солевой гомеостаз, кислотно-основное состояние 3. МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ. а) участие в углеводном, белковом, жировом обменах б) синтез в почках некоторых биологически активных веществ: ренина, активной формы витамина D3, эритропоэтина, простагландинов, кининов. Эти вещества оказывают влияние на процессы регуляции АД, свертывания крови, на фосфорно-кальциевый обмен, на созревание эритроцитов и на другие процессы. ЭТАПЫ МОЧЕОБРАЗОВАНИЯ |
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 332; Нарушение авторского права страницы