кровь

1. Биохимия крови

к.б.н., А.А. Анашкина
БИОХИМИЯ КРОВИ

2. Функции крови

1. Интегрирующая
2. Транспортная:
• дыхательная функция,
• трофическая функция,
• выделительная функция,
3. Регуляторная:
• доставка сигнальных молекул,
• терморегуляторная функция,
4. Защитная:
• клеточный и гуморальный иммунитет.
• способность крови свёртываться с образованием тромба,
• поддержание кислотно-щелочного и водного баланса организма.

3. Химический состав крови

Кровь
Вода (75-80%)
Белки
Внутриклеточные
белки крови
(гемоглобин 120180 г/л)
Белки
плазмы
крови
(65-85 г/л)
Плотный остаток
(20-25%)
Небелковые
низкомолекулярные
вещества
Небелковые
азотсодержащие
вещества
Минеральные
вещества (Na+, K+,
Ca2+, Mg2+, Cl+,
PO3H2-, HCO3-
Глюкоза
(3,3-5,5
мМ/л)

4. гемоглобин

ГЕМОГЛОБИН

5. Гемоглобин

• Сложный олигомерный белок эритроцитов,
небелковым компонентом которого является гем
(хромопротеин).
• Функции:
- Перенос кислорода от легких к тканям.
- Перенос СО2 от тканей к легким.
- Поддержание рН крови.

6. Строение гемоглобина

• Тетрамер (2α и 2β субъединицы).
• Каждая субъединица содержит гем. Гем
присоединяется в специальном кармане.

7. Строенеие гема

• Тетрапиррольное
кольцо, соединенное
метиновыми
мостиками.
• В центре - Fe2+,
соединенное 2
ковалентными и 2
координационными
связями.

8. Синтез гемоглобина

• Происходит каждый раз de novo. Основной
частью синтеза является гемовая структура.
• Глобин синтезируется на рибосомах в
процессе трансляции.
• Костный мозг и печень, для гем-содержащих
ферментов – в разных тканях.

9. Синтез гема

ферритин

10. Регуляция синтеза гемоглобина

• Избыток гема ингибирует регуляторный
фермент 5-аминолевулинатсинтазу (ПФ –
витамин В6). Аллостерически и ингибирует
синтез фермента.
• Железо активирует синтез 5аминолевулинатсинтазы.
• Гем активирует транскрипцию глобина.

11. Множественные молекулярные формы гемоглобина

1. Генетические (норма)
В геноме человека закодировано 6 полипетидных
цепей (α, β, γ, δ, ε, ξ).
• НвА= α2 β2 (90-95%),
• НвА2= α2 δ2 (3-4%),
• НвF= α2 γ 2 (2-3%),
• Минорные варианты: α2 ε 2, α2 ξ 2, ε 2 ξ 2ε 4 и др.

12. Множественные молекулярные формы гемоглобина

2. Негенетические (посттрансляционные):
• Карбгемоглобин – связан с СО2.
• Карбоксигемоглобин – ковалентно связан с СО (неактивен) –
«угореть».
• Оксигемоглобин – связан с О2.
• Гликозилированный гемоглобин – связан с глюкозой.
Повышается при сахарном диабете.
• Комплекс гемоглобина с глутатионом – норма.
• Метгемоглобин – степень окисления железа 3+ (под
действием сильных окислителей).

13. Наследственные гемоглобинопатии (патологические генетические ММФ)

• Мутация в цепях гемоглобина (серповидно-клеточная
анемия).
• Нарушение синтеза цепей – талассемия.
• Мутации метгемоглобинредуктазы – наследственная
метгемоглобинопатия.
• Синдромы, связанные с нарушением синтеза гема –
порфирии (болезнь вампиров).

14. Транспорт кислорода

• Перенос кислорода
осуществляется путем
нековалентного
присоединения
кислорода к молекуле
гемоглобина в области
между ионом железа и
Гис Е7 (дистальным
гистидином).

15. Транспорт кислорода

• В результате
присоединения
молекулы кислорода
происходит
изменение
конформации
субъединицы
гемоглобина.

16. Кривые насыщения О2 для миоглобина и гемоглобина

• Гемоглобин обладает
кооперативным эффектом,
присоединяет 4 молекулы О2.
• В легких: при присоединении
О2 увеличивается сродство
гемоглобина к кислороду. Это
ускоряет присоединение
следующей молекулы О2.
• В тканях: отщепление О2
облегчает отщепление
последующих молекул
кислорода.

17. Факторы, влияющие на сродство гемоглобина к кислороду

• Кислотность среды – кислая рН снижает сродство (отщепление О2
в тканях), щелочная – увеличивает (насыщение О2 в легких).
Изменение рН крови приводит к нарушению транспорта
кислорода гемоглобином и гипоксии!
• Парциальное давление углекислого газа – снижает сродство.
• Концентрация 2,3-дифосфоглицерата – снижает сродство,
способствует отдаче кислорода в ткани – способ адаптации к
парциальному давлению кислорода.
• Температура – в легких ниже – повышает сродство, в тканях –
выше – понижает сродство.

18. Транспорт углекислого газа

• В растворенном виде в плазме крови - 7% (СО2 в виде
газа).
• В составе бикарбоната в диссоциированной форме в
плазме крови (HCO3-)- 80%.
• В виде карбгемоглобина-13%:

19. Буферные системы крови

Норма рН крови 7,36-7,4
БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ КРОВИ

20. Бикарбонатная буферная система

• Основная - 53% от всей буферной емкости
крови.
• В кислой среде:
• В щелочной:

21. Гемоглобиновая буферная система

• 35 % буферной ёмкости. Связана с
регуляцией транспорта кислорода.
• В кислой среде:
HbO2 + H+→HHb + O2
• В щелочной среде:
HHb +O2 → HbO2 + H+

22. Фосфатная буферная система

• составляет около 2 % общей буферной ёмкости.
• В кислой среде:
• В щелочной среде:

23. Белковая буферная система

• В сравнении с другими буферными системами имеет меньшее
значение для поддержания кислотно-основного равновесия (7—
10 % буферной ёмкости).
• Эффективна в области физиологических значений - рН=7,2-7,4.
• Белки образуют буферную систему благодаря наличию кислотноосновных групп в молекуле белков.
• В кислой среде:
• Prot-NH2 + H+ → Prot-NH3+
• В щелочной среде:
• Prot-COOH + OH- → Prot-COO- + H2O

24. Белки плазмы крови

БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

25. Белки плазмы крови

Альбумины, α- и β-глобулины
синтезируются в печени,
γ-глобулины – В-лимфоциты.
Функции белков плазмы крови:
1) Поддержание онкотического
давления.
2)Транспорт различных веществ.
3)Образуют белковую буферную
систему, поддерживая рН крови в
пределах 7,36 - 7,4.
4)Поддерживают вязкость крови,
обеспечивая гемодинамику кровеносной
системы.
5)Являются резервом аминокислот при
голодании.
6)Защитная функция:
- свертывающая система крови;
-ренин-ангиотензиновая система;
-калликреин-кининовая система;
- система комплемента;
- иммуноглобулины.

26. Основные белки плазмы крови

Белок
Функция
Некоторые состояния, при которых наблюдается
изменение концентрации белка в плазме
уменьшение
Преальбумин
(транстиретин)
Альбумин
Связывание
и
транспорт Заболевания печени
тироксина и ретинола
увеличение
Белок острой фазы (БОФ)
Осмотическая
регуляция. Нефротический синдром, Обезвоживание,
Транспорт
жирных
кислот, цирроз печени, гломеру- несахарный
билирубина и альдостерона, лонефрит,
отек, длительная
витаминов, лекарств.
квашиоркор,
повышенное
Резерв аминокислот.
недоедание, травма
потоотделение
При голодании возникают отеки
– «пухнет от голода».
диабет
рвота

27. Основные белки плазмы крови

α1-глобулины
2–4%
Гликопротеид
кислыйорозомукоид
Иммуномодулятор (приток лейкоцитов к Воспалиместу воспаления);
тельный
ингибитор адгезии и агрегации тромбоцитов; синдром
транспорт стероидных гормонов и лекарств
Антитрипсин (2/3
всей фракции)
Ингибитор протеолитических ферментов
Транскортин
Фетопротеин
Связывает и транспортирует кортизол и
кортикостерон
Поддержание
осмотического
давления;
играет роль в развитии плода
Эмфизема
легких; гепатит
БОФ;
лихорадка,
травма,
воспаление,
ревматоид-ный
артрит, опухоли
БОФ; воспаление, инфекции
У
беременных:
риск
выкидыша; смерть плода;
многоплодность;
У взрослых: цирроз, гепатиты,
опухоли
печени
(первый
маркер)

28. Основные белки плазмы крови

β-глобулины
8–12%, транспортные белки
Трансферрин
Связывает и переносит железо Анемии; острые и хронические Беременность
хронический
инфекции, болезни печени
недостаток железа
Гемопексин
Связывает гем и помогает его Гемолитические
(серповидноклеточ.
удалению
пернициозная
пароксизмальная
гемоглобинурия)
С-реактивный белок Иммуномодулятор; модулятор
воспаления
и
болезни Введение
анемия, порфирогенных
анемия, лекарств
ночная
БОФ; острая инфекция

29. Основные белки плазмы крови

α2-глобулины
6–12%
Церулоплазмин
Транспорт
сывороточный
антиоксидант
меди; Болезнь
Вильсона- БОФ;
хронические
Коновалова,
воспалительные
процессы,
недостаточность питания ревматоидный артрит, волчанка
Связывает Нв и помогает Анемия; беременность
его сохранению; транспорт
витамина В12 (кабаламин)
БОФ;
воспаление,
ревматическая
метастаз. рак
Макроглобулин
Ингибитор эндопептидаз
БОФ;
воспалениие,
сахарный
диабет, мексидема (У детей конц.
в 2,5 раза больше, чем у взрослых)
Интертрипсинингибитор
Ингибитор протеаз
Гаптоглобин
Травмы (потеря белка)
инфекции,
лихорадка,

30. Основные белки плазмы крови

γ-глобулины
Антитела: Ig G – вторичный иммунный ответ (80%), Ig A – иммунитет на слизистых
поверхностях, Ig M – первичный иммунный ответ, Ig E – аллергические реакции, Ig D
- рецепторы β-лимфоцитов;

31. Белки острой фазы

- это белки плазмы крови, концентрация
которых повышается в ответ на
воспаление, инфекции или повреждения
тканей.
• С-реактивный белок,
• α1-антитрипсин,
• гаптоглобин.

32. Нарушения нормального белкового состава плазмы крови

• Норма белка плазмы крови 65-85 г/л.
• Гипопротеинемия – снижение концентрации белка плазмы крови
(голодание, нарушение функции печени и почек, иммунодефицит).
• Гиперпротеинемия – повышение концентрации белка плазмы
крови (воспаление, ожоги, травмы, диарея, рвоты).
• Диспротеинемия – нарушение соотношения белков плазмы крови
(воспаление, аллергия).
• Дефекты отдельных белков – анальбуминемия,
агаммаглобулинемия.
• Парапротеинемия – появление нетипичных белков (белок БенсДжонса при миеломе).

33. Ферменты плазмы крови

• Секреторные – синтезируются в печени, в норме выделяются в
плазму крови (ферменты свертывания крови, холинэстераза).
Снижаются в крови при нарушениях функции печени.
• Экскреторные – синтезируются в печени, в норме выделяются в
желчь (щелочная фосфатаза (ЩФ, гаммаглутамилтранспептидаза
(ГГТП), лейцинаминопептидаза) – появляются в крови при
закупорке желчных протоков.
• Индикаторные – синтезируются в органе, в норме активность в
крови мала, появляются в крови при повышении проницаемости
клеток органа при заболевании (АСТ, АЛТ, КФК, ЛДГ, амилаза,
липаза).