timin_o_a_lektsii_po_obschey_biokhimii (1) (832543), страница 61
Текст из файла (страница 61)
В тканях идет обратный процесс,сродство снижается и ускорение отдачи кислорода также 300-кратное.Объясняется такой феномен тем, что в легких при присоединении первой молекулыкислорода к железу (за счет 6-й координационной связи) атом железа втягивается в плоскость гема, кислород остается вне плоскости.
Это вызывает перемещение участка белковойцепи и изменение конформации первого протомера. Такой измененный протомер влияет надругие субъединицы и облегчает связывание кислорода со второй субъединицей. Это меняетГемопротеины. Обмен гема328конформацию второй субъединицы, облегчая присоединение последующих молекул кислорода и изменение других протомеров.Дезоксиформа гемоглобина обозначается как Т-форма, напряженная (англ.
tense), онаобладает существенно более низким сродством к кислороду. Оксигенированная форма, илиR-форма (англ. relaxed), обладает высоким сродством к кислороду.Изменение рН средыВлияние рН на сродство гемоглобина к кислороду носит название эффекта Бора. Призакислении среды сродство снижается, при защелачивании – повышается.При повышении концентрации протонов (закисление среды) в тканях возрастаетосвобождение кислорода из оксигемоглобина, в легких после удаления угольной кислоты (ввиде СО2) из крови и одновременном увеличении концентрации кислорода высвобождаютсяионы Н+ из гемоглобина.Реакция взаимодействия кислорода с гемоглобином упрощенно имеет вид:H-Hb + O2 HbO2 + H+Изменение сродства гемоглобина к кислороду в тканях и в легких при изменении концентрации ионов H+ и О2 обусловлено конформационными перестройками глобиновой частимолекулы.
В тканях кислород отрывается и ионы водорода присоединяются к остаткам гистидина, образуя восстановленный гемоглобин (H-Hb) с низким сродством к кислороду. Влегких поступающий кислород "вытесняет" ион водорода из связи с остатком гистидина гемоглобиновой молекулы.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г)329Роль 2,3-дифосфоглицерата2,3-Дифосфоглицерат образуется в эритроцитах из 1,3-дифосфоглицерата, промежуточного метаболита гликолиза, в реакциях, получивших название шунт Раппопорта.При снижении концентрации кислорода в эритроцитах повышается содержание2,3-дифосфоглицерата. Он располагается в центральной полости тетрамера дезоксигемоглобина и связывается с β-цепями, образуя поперечный солевой мостик между атомами кислорода 2,3-дифосфоглицерата и аминогруппами концевого валина обеих β-цепей, аминогруппами радикалов лизина и гистидина.Функция 2,3-дифосфоглицерата заключается в снижении сродства гемоглобина ккислороду.
Это имеет особенное значение при подъеме на высоту, при длительной нехваткекислорода во вдыхаемом воздухе. В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином влегких не нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако в тканях засчет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода возрастает в 2 раза.Н АРУШЕ НИЕСИНТ ЕЗ А ГЕ МОГ ЛО Б ИНАП ОР ФИ Р ИИПорфирии – это группа гетерогенных наследственных заболеваний, возникающих в результате нарушения синтеза гема и повышения содержания порфиринов и их предшественников в организме. Выделяют наследственные и приобретенные формы порфирии.Приобретенные формы порфирий носят токсический характер и вызываются действием гексахлорбензола, солей свинца и других тяжелых металлов (ингибирование порфобилиногенсинтазы, феррохелатазы и др.), лекарственными препаратами (антигрибковый антибиотик гризеофульфин).При наследственных формах дефект фермента имеется во всех клетках организма, нопроявляется только в одном типе клеток.
Можно выделить две большие группы порфирий:1. Печеночные – группа заболеваний с аутосомно-доминантными нарушениями ферментов различных этапов синтеза протопорфирина IX. Наиболее ярким заболеванием этойгруппы является перемежающаяся острая порфирия, при которой у гетерозигот активность уропорфириноген-I-синтазы снижена на 50%.Гемопротеины. Обмен гема330Заболевание проявляется после достижения половой зрелости из-за повышенной потребности гепатоцитов в цитохроме Р450 для обезвреживания половых стероидов. Обострение состояния также часто бывает после приема лекарственных препаратов, метаболизм которых требует участия цитохрома Р450.Потребление гема, необходимого для синтеза цитохрома Р450, и снижение его концентрации активирует аминолевулинатсинтазу. В результате больные экскретируют с мочойбольшие количества порфобилиногена и аминолевулиновой кислоты.
На свету порфириноген окисляется в окрашенные порфобилин и порфирин, и это является причиной потемнениямочи при ее стоянии на свету при доступе воздуха. Симптомами являются острые боли в животе, запоры, сердечно-сосудистые нарушения, нервно-психические расстройства.2. Эритропоэтические – аутосомно-рецессивные нарушения некоторых ферментовсинтеза протопорфирина IX в эритроидных клетках. При этом смещается баланс реакцийобразования уропорфириногенов в сторону синтеза уропорфириногена I.
Симптомы заболевания схожи с предыдущим, но дополнительно наблюдается светочувствительность кожи,обусловленная наличием уропорфириногенов, кроме этого отмечаются трещины на коже игемолитические явления.Т А ЛА С С Е МИ ИДля талассемий характерно снижение синтеза αцепей гемоглобина (α-талассемия) илиβ-цепей (β-талассемия). Это приводит к нарушению эритропоэза, гемолизу и тяжелым анемиям.Д Ы Х АТ Е Л Ь Н АЯ Ф У Н К Ц И Я К Р О В ИВ тканях диффундирующий в кровь из клеток СО2 большей частью (около 90%) попадает в эритроциты.
Движущей силой этого процесса является быстрая, постоянно идущая реакция превращения его в угольную кислоту при участии фермента карбоангидразы. Угольная кислота диссоциирует и подкисляет содержимое эритроцита, что улучшает отдачу оксигемоглобином кислорода (см выше "Эффект Бора").biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г)331Одновременно с концевыми NH2-группами -цепей гемоглобина связывается 10-12%карбонат-иона с образованием карбаминогемоглобина (карбогемоглобин, H-HbCO2).Hb-NH2 + CO2 → Hb-NH-COO– + H+Остальные бикарбонаты выходят в плазму крови в обмен на ионы хлора (гипохлоремический сдвиг).В легких в альвеолярном воздухе имеется высокая концентрация кислорода и относительно низкая концентрация углекислого газа.
Поэтому идет высокоэффективная диффузияСО2 из плазмы через альвеолярные мембраны и его удаление с выдыхаемым воздухом. Далеепроисходит:o уменьшение концентрации СО2 в плазме стимулирует его образование в карбоангидразной реакции внутри эритроцита и снижает в нем концентрацию иона HCO3–,o одновременно высокая концентрация кислорода вытесняет СО 2 из комплекса с гемоглобином с образованием оксигемоглобина – более сильной кислоты, чем угольная,+o диссоциирующие от оксигемоглобина ионы Н нейтрализуют поступающий извне ионHCO3– с образованием угольной кислоты. После карбоангидразной реакции образуетсяСО2, который выводится наружу.К АТ АБ О Л И З М Г Е М АЗа сутки у человека распадается около 9 г гемопротеинов, в основном это гемоглобинэритроцитов.
Эритроциты живут 90-120 дней, после чего лизируются в кровеносном руслеили в селезенке.При разрушении эритроцитов в кровяном русле высвобождаемый гемоглобин образуеткомплекс с белком-переносчиком гаптоглобином (фракция α2-глобулинов крови) и переносится в клетки ретикуло-эндотелиальной системы селезенки (главным образом), лимфоузлов,печени и костного мозга.В клетках РЭС гем высвобождается из гемоглобина и окисляется молекулярным кислородом. В гемоксигеназной реакции происходит разрыв метинового мостика между 1-м и 2-мпиррольными кольцами гема с их восстановлением, выделением угарного газа СО и отщеплением иона железа. Полученный пигмент биливердин востанавливается до оранжевогопигмента билирубина.Гемопротеины.
Обмен гема332Билирубин – токсичное, жирорастворимое вещество, способное нарушать окислительное фосфорилирование в клетках. Особенно чувствительны к нему клетки нервной ткани.Из клеток ретикуло-эндотелиальнойсистемы билирубин попадает в кровь. Здесьон находится в комплексе с альбуминомплазмы, в гораздо меньшем количестве – вкомплексах с металлами, аминокислотами,пептидами и другими малыми молекулами.Образование таких комплексов не позволяетвыделяться билирубину с мочой. Билирубинв комплексе с альбумином называется свободный (неконъюгированный) или непрямой билирубин.Из сосудистого русла в гепатоциты билирубин попадает с помощью белковпереносчиков (транспортного белка органических анионов) или по механизму флип-флоп.Далее при участии белка лигандина он транспортируется в ЭПР, где протекает реакция связывания билирубина с УДФ-глюкуроновой кислотой (УДФГК), при этом образуются монои диглюкурониды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
