Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

. Зрелый эритроцит может также использовать преформированные пурины для синтеза нуклеотидов по запасному пути (гл. 24).

Зрелый эритроцит получает энергию главным образом за счет анаэробного гликолиза и фосфоглюконатного пути. Было описано много генетически обусловленных патологических состояний, характеризующихся недостатком ферментов этих путей; при этом обычно наблюдается гемолитическая анемия и другие нарушения структуры и функции эритроцитов.

Было установлено, что может наблюдаться наследственный недостаток некоторых ферментов гликолитического пути (рис. 32.9). Недостаток пируваткиназы, наследуемый по аутосом-но-рецессивному типу, приводит к весьма тяжелой анемии. Вследствие уменьшения образования пирувата уровень 2,3-дифосфогли-церата оказывается повышенным; это в свою очередь приводит к значительному повышению значения ??/2 для кислорода. Недостаток же гексокиназы приводит к снижению уровня 2,3-дифосфогли-церата и, следовательно, к уменьшению р\/2 для кислорода. Недостаток триозофосфатизомеразы — редкое наследственное нарушение, передающееся по аутосомно-рецессивному типу. Сообщалось также о недостатке слюкозофосфатизомеразы, фосфофрук-

1290

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

токиназы и 2,3-дифосфоглицеромутазы. Недостаток фосфоглицераткиназы передается по наследству как рецессивный признак, связанный с полом. У мужчин тяжелая анемия сопровождается неврологическими нарушениями и расстройством поведения. Гетерозиготные женщины страдают умеренной анемией. Недостаток этого фермента обнаруживается также и в лейкоцитах; соответствующих данных о других клетках не имеется. Недостаток гликолитических ферментов в эритроцитах не обязательно сопровождается аналогичным дефицитом в других клетках, например лейкоцитах. В некоторых случаях это может быть следствием того, что нормальный фермент эритроцитов — это один из изоферментов, имеющихся в клетках, и что имеет место дефицит гена, специфичного для данного изофермента. В других случаях генетическое различие связано с процессом дифференцировки эритроцита, в котором в норме содержится такой же фермент, как и в других клетках.

Во всех случаях недостатка ферментов гликолиза продолжительность жизни эритроцитов укорочена. Причина этого неизвестна, однако предполагают, что энергия, поставляемая гликолизом, необходима для поддержания целостности клеточной мембраны. Следует ожидать, что изменение уровня активности какого-либо из ферментов гликолиза будет влиять иа концентрацию дифосфо-глицерата, как это происходит в двух рассмотренных выше случаях. Можно предполагать, что недостаток какого-либо из ферментов гликолиза на пути от глюкозы до дисфосфоглицерата (DPG) будет приводить к снижению уровня DPG, в то время как недостаток ферментов на пути от DPG до пирувата будет приводить к накоплению DPG. Регуляция активности ферментов гликолиза тесно связана с функционированием гемоглобина и уровнем снабжения тканей 02, о чем свидетельствует увеличение количества DPG при некоторых типах гипоксии, например при тех, которые возникают на большой высоте, при различных видах анемии и некоторых болезнях легких.

Особый интерес представляет широко распространенное, передающееся по наследству состояние, первоначально названное примахиновой чувствительностью. При этом состоянии наблюдается гемолиз эритроцитов после приема различных препаратов, в том числе антималярийного лекарства примахина. Гемолиз связан, вероятно, с повышенной чувствительностью эритроцитов к перокси-дам вследствие низкой концентрации GSH. В нормальных эритроцитах глутатион поддерживается в восстановленном состоянии глутатионредуктазой, которая использует в качестве восстановителя NADPH. Чувствительные к примахину эритроциты имеются у людей с недостатком глутатионредуктазы; у них, следовательно, образующийся GSSG не может быть восстановлен. В большинстве случаев прпмахиновая чувствительность обусловлена недостатком глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, следствием чего является отсут-

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

1291

ствие восстановления NADP+. Однако подобная неустойчивость эритроцитов наблюдалась также у людей с передающимся по Наследству недостатком активностей 6-фосфоглюконатдегидрогеназы, дифосфоглицератмутазы, пируваткиназы и ферментов, катализирующих синтез глутатиона.

32.6.1. Аномалии синтеза гема: порфирии

Гемоглобин синтезируется в эритробластах и ретикулоцитах, но не образуется в зрелой клетке; его синтез и связанные с генетическими дефектами синтеза талассемии рассматривались в гл. 26. Синтез гема (гл. 22) также, по-видимому, происходит в основном в эритробластах, однако ?-аминолевулинатсинтетаза (разд. 22.4.1) сохраняется в зрелых клетках; она обладает необычно высокой чувствительностью к свинцу, и ее активность в эритроцитах может быть использована как индикатор свинцового отравления.

Скорость синтеза протопорфирина при развитии красной кровяной клетки лишь незначительно превышает скорость синтеза гемоглобина. Зрелый эритроцит содержит приблизительно 0,4 ммо-ля НЬ, и примерно 0,05 мкмоля протопорфирина на 100 мл клеточной массы. При анемии, обусловленной дефицитом железа, эритроциты могут содержать в 20 раз больше протопорфирина, чем в норме.

У позвоночных на долю гема гемоглобина приходится приблизительно 85—90% суммарного количества гема в организме; около 10% гема находится в миоглобине и менее 1% во всех других гемопротеидах, таких, как цитохромы, каталаза и др.

Некоторые клинические расстройства, характеризующиеся нарушениями в синтезе гема и сопровождающиеся появлением необычно большого количества порфиршюв в моче, были названы порфириями. Неспецифическое выделение пор-фиринов при различных расстройствах, например при алкоголизме, свинцовом otj равлении и гемолитической болезни, характеризующееся в основном увеличением выделения копропорфирина III, обычно называют порфиринурией.

Как видно из рнс. 22.4, порфирины III являются наиболее важными, так как их синтез ведет к протопорфирину IX и затем гему. Порфирины I являются, по-видимому, побочными продуктами синтеза гема, не используются организмом- и экскретируются с мочой (до 0,5 мкмоля в сутки), а также с фекальными массами (до 1 мкмоля в сутки). Эти окрашенные порфирины являются окисленными формами бесцветных порфириногенов.

Известны 2 класса наследственных порфирии. При относительно редких эрит-ропоэтических порфириях необычно большое количество порфирннов накапливается в нормобластах и эритроцитах. При освещении клеток ультрафиолетовым светом наблюдается красная флуоресценция. На ранней стадии заболевания обнаруживается повышенная фоточувствительность кожи. При эритропоэтической уропорфирии, наследуемой по аутосомно-рецессивному типу, большие количества уропорфирина I и копропорфирина накапливаются в тканях и экскретируются с мочой н фекалиями. Показано, что в гемолизатах эритроцитов таких больных количество косинтазы, катализирующей образование уропорфириногена III, составляет менее одной трети нормального. Эритропоэтическая протопорфирия, наследуемая по аутосомно.му доминантному типу, является наиболее распространенной

1292

IV. жидкая среда организма

формой заболевания. Чрезмерное количество протопорфирина образуется в нор-мобластах и эритроцитах. Процесс обычно сопровождается возрастающим накоплением этого порфирина в коже и других тканях и увеличением выделения его с калом.

Известно несколько типов печеночных порфирий, при которых в печени наблюдается избыточное образование предшественников гема. С мочой в большом количестве выделяются ?-амннолевулиновая кислота, порфобилиноген и порфирины. Такая картина наблюдается при острой перемежающейся порфирий, наследуемой по аутосомному доминантному типу. Моча больных при длительном освещении солнечным светом темнеет и приобретает темно-красный винный цвет вследствие фотокаталитического окисления порфобилиногена в уропорфирин. Количество б-аминолевулинатсинтазы увеличивается в 6—10 раз; она, однако, не является объектом ингибирования гемом по типу обратной связи; поскольку при этом снижается превращение порфобилиногена в порфирины, то происходит накопление порфобилиногена. Синтетаза индуцируется также барбитуратами, эстрогенами и другими лекарствами, тем самым состояние еще более обостряется. Известны и другие более редкие типы наследственных печеночных порфирий, ниогда порфирин могут быть связаны также с алкогольным или пищевым циррозом печенн. Большая часть порфиринов при печеночных порфириях экскретируется в виде комплексов с цинком; причина этого остается неясной.

32.7. Метаболизм железа

32.7.1. Потребность в пищевых источниках

Новорожденные обеспечены значительно большим, чем им требуется, количеством гемоглобина; и концентрация гемоглобина в эритроците, и число эритроцитов на единицу объема у них существенно больше, чем на более поздних стадиях жизни. Это, возможно, является ответной реакцией на относительно низкое напряжение 02 в условиях внутриутробной жизни, подобно тому как у людей, живущих на большой высоте, развивается полиците-мия. В течение нескольких недель после рождения разрушение красных клеток превышает эритропоэз; при этом может наблюдаться желтуха. Однако в течение этого периода железо практически отсутствует в экскрементах. В результате задержки железа потребности ребенка в железе в течение нескольких месяцев с момента рождения оказываются обеспеченными. Это является весьма благоприятным обстоятельством, так как молоко практически не содержит железа. В последующий период потребности в железе ребенка и взрослого отражают динамику роста и скорость выведения железа из организма.

Как отмечалось выше, ежедневное обновление гемоглобина у взрослых эквивалентно приблизительно 20 мл эритроцитов или 25 мг железа. Это значительно больше, чем ежедневный прирост гемоглобина во всем теле даже в период максимального роста. Обновление эритроцитов не вызывает дополнительной потребности в экзогенном железе, так как железо, освобождающееся из фаго-

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

1293

цитированных эритроцитов, почти полностью доступно для реутилизации. В период роста осн

страница 28
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.09.2019)