Биохимия эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов. Кровь. (Лекция 17) презентация

ЛЕКЦИЯ № 17 Биохимия эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов

План лекции Эритроцит: особенности структуры, химического состава, метаболизма белков, жиров, углеводов. Гемоглобин и миоглобин: строение, функции, обмен, диагностическое значение определения в крови и моче. Производные и виды гемоглобина, особенности состава, строение, функции, биологическое клиническое и диагностическое значение. Эритроцит: пиридинзависимые реакции (НАД, НАДФ), физиологическая роль, биохимические нарушения при их недостатке, клинические проявления. Механизмы транспорта О2 и СО2 кровью: реакции, биологическое значение. Эритроцит: пентозофосфатный и 2,3-дифосфоглицератный шунты гликолиза (схема); особенности функционирования, причины и последствия нарушений. Эритроцит: система глутатиона, механизм действия, биологическое и клиническое значение. Гемоглобин (НbА2): строение, механизм связывания и отдачи О2 тканям, аллостерическая регуляция, значение. Эритроцит: пути обмена углеводов (схема), их значение, причины и последствия нарушений. Эритроцит: механизм образования активных форм кислорода, метгемоглобина и антиоксидантной защиты.

Эритроциты

ФУНКЦИИ ЭРИТРОЦИТОВ Газообмен: транспорт О2 и СО2 Регуляция КОС Адсорбция и транспорт на клеточной мембране различных веществ (аминокислот, антител, токсинов, лекарств). Участвуют в регуляции вязкости крови, вследствие пластичности (вязкость крови в мелких сосудах меньше, чем крупных). Участвуют в свертывании крови, выделяя эритроцитарные факторы свертывания (эритроцитин)

Строение эритроцита

Часть белков плазмолеммы образуют цитоскелет фибриллярный белок спектрин образует сеть глобулярные белки, пронизывающие мембрану: гликофорин , белок полосы 3, белок полосы 4.1, актин, анкирин фиксируют сеть спектрина на мембране

Спектрин Спектрин основной белок цитоскелета эритроцитов ( 25% массы всех белков), имеет вид фибриллы 100нм, состоящей из 2 перекрученых друг с другом цепей α-спектрина и β-спектрина. образуют сеть, которая фиксируется на цитоплазматической стороне плазмалеммы с помощью анкирина и белка полосы 3 или актина, белка полосы 4.1 и гликофорина. Белок полосы 3 трансмембранный гликопротеид, полипептидная цепь много раз пересекает бислой липидов, является компонентом цитоскелета и анионным каналом, который обеспечивает трансмембранный транспорт НСО3- и Сl-

Гликофорин Гликофорин трансмембранный гликопротеин (30 кДа), пронизывает плазмолемму в виде спирали. С наружной поверхности эритроцита к нему присоединены 20 цепей олигосахаридов, которые несут отрицательные заряды. Формирует цитоскелет и выполняют рецепторные функции.

Углеводы Углеводы олигосахариды гликолипидов и гликопротеидов, на внешней поверхности плазмолеммы образуют гликокаликс. Олигосахариды гликофорина являются агглютиногенами (А и В) (определяют антигенные свойства эритроцитов). Обеспечивают агглютинацию эритроцитов под влиянием - и -агглютининов, находящихся в составе -глобулинов. На поверхности эритроцитов имеется агглютиноген - резус-фактор (Rh-фактор). Он присутствует у 86% людей, у 14% - отсутствует.

Особенности обмена нуклеотидов рибозо-5ф + аденин → АМФ АМФ + АТФ → АДФ + АДФ АДФ + Фн → АТФ (гликолиз) SH2 + НАД+ → S + НАДН2 (гликолиз) SH2 + НАДФ+ → S + НАДФН2 (ПФШ)

Особенности обмена углеводов

Обмен метгемоглобина Обмен метгемоглобина В течение суток до 3% гемоглобина может спонтанно окисляться в метгемоглобин: b (Fe2+)  MetHb (Fe3+) + e- e- + О2  О2* (Супероксидный анион-радикал)

ОБРАЗОВАНИЕ ТЕЛЕЦ ХА ПРИ СЕРПОВИДНОКЛЕТОЧ НОЙ АНЕМИИ

Na+/K+-АТФ-аза - мембранный фермент поддерживает градиент концентраци Na+ и К+ Na+/K+-АТФ-аза - мембранный фермент поддерживает градиент концентраци Na+ и К+ Патология (сфероцитоз): ↓Na+/K+-АТФ-азы  ↑ Na+ в клетке  ↑осмотического давления  ↑ воды в эритроците ↑ гемолиз (метод оценки ОРЭ) Са2+-АТФ-аза - мембранный фермент, выводит из эритроцитов кальций и поддерживает трансмембранный градиент [Са2+]

Особенности липидного обмена В зрелом эритроците липиды не синтезируются, эритроцит может обмениваться липидами с липопротеинами крови. Катаболизм липидов неферментативный, повреждение и разрушение липидов происходит в реакциях ПОЛ.

Особенности белкового обмена В зрелом эритроците белки не синтезируются, т.к. у него нет рибосом, но в цитоплазме синтезируется глутатион Катаболизм белков неферментативный, происходит под действием неблагоприятных факторов: СРО, взаимодействия с тяжёлыми металлами и токсинами

Структура трипептида глутатиона (L-глутамил-L-цистеинилглицин, GSH)

Биосинтез глутатиона Глутатион синтезируется из аминокислот L-цистеина, L-глутаминовой кислоты и глицина. Синтез происходит в две АТР-зависимые стадии: 1. Из L-глутамата и цистеина синтезируется γ-глутамилцистеин, фермент - γ-глутамилцистеин синтетаза. 2. Глутатион синтетаза присоединяет глицин к С-концевой группе γ -глутамилцистеина.

Особенность метаболизма при старении эритроцитов ↓ образование АТФ Нарушаются энергозависимые процессы восстановления формы эритроцитов  сфероцитоз, гемолиз ↓ антиокислительная защита (АОЗ)  ↓ повреждение клеточных мембран  гемолиз ↓ 2,3 ДФГ и ↑ сродство Hb к О2 ↓ транспортная функция Hb

СТРОЕНИЕ ГЕМА

СИНТЕЗ ГЕМА

Гемоглобин

Синтез гемоглобина

Виды гемоглобина

Талассемия

β-Талассемия

Производные гемоглобина: Производные гемоглобина: Карбоксигемоглобин HbСО (Fe2+) Связь гема с СО в двести раз прочнее, чем с О2. В норме содержится 1% HbСО. У курильщиков концентрация HbСО - до 20%. При отравлении СО, из-за недостаточного снабжения тканей кислородом может наступить смерть

метгемоглобин МtHb (Fe3+) метгемоглобин МtHb (Fe3+) Образуется при воздействии на гемоглобин окислителей (оксидов азота, хлоратов). В норме в крови содержится <1%. Накопление метгемоглобина при некоторых заболеваниях (недостаточность Гл-6-фосфатДГ), метгемоглобин не способен к переносу кислорода

Аллостерическая регуляция насыщения гемоглобина кислородом На насыщение гемоглобина О2 влияют: Температура рH – эффект Бора Концентрация 2,3-ДФГ рСО2 Давление

Обмен веществ в лейкоцитах - полноценные клетки, содержат все органеллы. - присущи все виды обмена (кроме глюконеогенеза). Метаболизм быстро реагирует на изменение условий среды – в кровотоке клетка становится аэробом, в ткани - анаэробом

АФК АФК используются фагоцитами для разрушения вирусов, онкоклеток оксидаза НАДФН2 + 2О2 -------------> НАДФН+ + 2О2²- О2²¯ + 2Н+ = Н2О2 миелопероксидаза Н2О2 + Cl¯ --------------------------> Н2О + ClО¯ гипохлорид и пероксид разрушают стенку бактерий

Образование NO

ФАГОЦИТОЗ Фагоцитоз-процесс активного поглощения и переваривания клетками организма попавших в него живых и убитых микробов или других инородных частиц. Фагоцитоз осуществляется макрофагами и нейтрофилами, но присущ и другим лейкоцитам.

Этапы фагоцитоза

Спасибо за внимание! Спасибо за внимание!