Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

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

овятся более плотными, и в конце процесса, когда клетка поступает в кровоток, разрушенное ядро выталкивается. [Berlin N. I., Berk P. D., p. 959 in D. ? Surgenor, ed., The Red Blood Cell, vol. 2, Academic Press, Inc., New York,

1975.]

этин образуется из находящегося в крови предшественника, который не обладает гормональной активностью, и что эритропоэтин образуется в ответ на гипоксию под действием содержащегося в почках фактора, называемого эритрогенином. Более того, полагают, что действие эритрогенина ингибируется эритропоэтином; таким образом обеспечивается регуляция эритропоэза по типу обратной

СВЯЗ'.!.

Эритропоэтин — гликопротеид (М 46 000), содержащий около 30% углеводов. Он, по-видимому, стимулирует клеточную диффе-

SB. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

1269

ренцировку на ранних этапах эритропоэза и ускоряет созревание и пролиферацию полностью определившихся и завершающих дифференцировку клеток (рис. 32.1).

32.1.2. Продолжительность жизни эритроцитов

Зрелые эритроциты постоянно разрушаются и заменяются новыми клетками. Суточный распад, рассчитанный по количеству экскретируемого желчного пигмента, соответствует приблизительно 20 мл эритроцитов, т. е. 0,85% всей массы красных кровяных клеток. Во взрослом организме ежечасно образуется около 6-109 эритроцитов.

Продолжительность жизни красных кровяных клеток определяли различными методами. На рис. 32.2 представлены результаты, полученные при исследовании включения I5N в глобин и гем после введения меченного 15N глицина. Концентрация изотопа как в геме,

1.2

?

1 0,8 ?

из ИЗ

? 0,6

DJ

го

о

0,2-

К альбумин 1 серпавиЭно-клеточнаЛ анемия

1 1

1 гем стеркобилин ? /Y\ пернициозная анемия 1 / \ \ истинная 1/ /\\. ^^*4^, полиците-1/ г \ ^S. ^1*111

' \ глобин J 1 \^ \^\\

1 -Г-1-=J-1-1_ 1 ?— ?-1-з=-

40

80

120 160 200 О

40

80

120 160 200" сцт

Рис. 32.2. Продолжительность жизни эритроцита человека. Меченный 15N глицин давали в течение двух дней кратными дозами, пробы крови и фекалий собирали через определенные интервалы времени, гем и глобин эритроцитов и стеркобилин проб фекалий анализировали на содержание в них 15N. Слева данные для здорового мужчины. Видно, что продолжительность жизнн эритроцитов составляет около 126 сут; наблюдается совпадение времени образования меченых желчных пигментов, гибели эритроцитов и начального периода выведения меченого стер-кобилина. Снижение метки в сывороточном альбумине характерно для случайного разрушения молекул. Справа содержание ,5N в геме больных серповидно-клеточной анемией, пернициозной анемией и истинной полицитемней. [Shemtn D., Rltten-berg D., J. Biol. Chem., 166, 627 (1946); London I. M. West R., Shemtn D., Rltten-berg D., J. Biol. Chem., 179, 463 (1949); 184, 351 (1950).]

1270

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

так и в глобине быстро достигала максимума, что указывает на формирование в период введения изотопа красных кровяных клеток, содержащих сравнительно высокую концентрацию 15?. Какое-то время концентрация ?5? оставалась сравнительно постоянной; в этот период немеченые клетки, образовавшиеся еще в отсутствие меченого предшественника, заменяли немеченые клетки, которые находились в кровотоке до введения изотопа. Затем концентрация изотопа в геме и глобине падала довольно быстро,, так как клетки с высоким содержанием ISN заменялись немеченые ми клетками. Наблюдаемая картина свидетельствует о фиксированной продолжительности жизни отдельных красных кровяных клеток; согласно данным типа приведенных на рис. 32.2, она составляет 126±7 дней у человека, 107 дней у собаки и 68 дней у кошки и кролика. Ряд других методов измерения продолжительности жизни эритроцитов человека дают сходные значения порядка 110—120 дней.

В тот период, когда меченые эритроциты исчезают из системы кровообращения, ,SN появляется в желчных пигментах; таким образом, источник образования последних очевиден. Динамика экскреции желчных пигментов свидетельствует о том, что деградация гема, не включенного в эритроциты, происходит быстро, а также о том, что часть клеток, развивающихся в костном мозге, разрушается преждевременно.

На рис. 32.2 показаны также изменения концентрации 1SN в сывороточном альбумине в зависимости от времени. Крутой максимум и равномерное снижение концентрации изотопа указывает на случайный характер замены циркулирующего альбумина вновь синтезированными молекулами альбумина с более низкой концентрацией изотопа. Следовательно, обновление сывороточного альбумина является процессом, независимым от «возраста» индивидуальных молекул альбумина.

32.1.2.1. Судьба эритроцитов; образование желчных пигментов

Факторы, приводящие к гибели циркулирующих эритроцитов, не ясны. Однако в период между ПО и 120 днями после выхода из костного мозга эритроциты фагоцитируются макрофагами главным образом в селезенке, печени и костном мозге. В дальнейшем происходит деградация гема гемоглобина с образованием СО, Fe и биливердина; она осуществляется микросомальной гем — ок-сигеназой — оксидазой со смешанной функцией, нуждающейся в кислороде, цитохром-с-редуктазе и NADPH. Оксигеназа специфически расщепляет ?-метеновый мостик гема, однако точный механизм ее действия неизвестен. Метеновый атом углерода окисляется до СО, и два атома кислорода включаются в тетрапиррол — били--

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

1271

вердин; суммарная реакция следующая:

?

?

нс-

а

-СН

м-

Р-

N

I /

D N -Fe—?? В

У J.

НС

-м м-

NADPH

СН

)=о X н /

D ? ?? В

/ » \

+ СО + Fe2+

НС

СН,

?

? ? биливерВиН

Наилучшим субстратом оксигеназы является метгем (протоге-мин IX), связанный с альбумином (метгемальбумин), однако метгемоглобин, гемоглобин-гаптоглобиновый и гемоглобин-гемо-пексиновый комплексы также могут служить субстратами. Оксиге-моглобин, карбоксигемоглобин и миоглобин не атакуются ферментом. Собственно субстратом является хелатный комплекс с металлом; свободные порфирины не атакуются. Источником основной части биливердина, образующегося в ретикулоэндотелиальной системе, является гем гемоглобина, однако другие гемопротеиды, такие, как цитохром Р4б0, триптофанпирролаза, цитохром Ь5 и каталаза, период полупревращения которых составляет от 2 до 50 ч, также атакуются гем—оксигеназой, т. е. их гем вносит свой вклад в образование пула биливердина. Такие металлы, как кобальт, не только индуцируют гем—оксигеназную активность, но и повышают скорость деградации цитохрома Р450, содержание которого в цитоплазме выше, чем других гемопротеидов.

Железо, освобождающееся при образовании биливердина, транспортируется с помощью трансферрина плазмы (разд. 29.2.4) либо в запасающие депо, либо в костный мозг, где оно может быть использовано при синтезе гемоглобина или других гемопротеидов.

Глобин подвергается гидролизу и пополняет пул аминокислот организма.

Биливердин восстанавливается затем до билирубина, как показано на рис. 32.3 и 32.4, биливердинредуктазой — растворимым цитоплазматическим ферментом ретикулоэндотелиальной системы, требующим исключительно NADPH

Билирубин транспортируется из внепеченочных ретикулоэндо-телиальных клеток в печень в составе комплекса с альбумином. В печени происходит отделение белка, и билирубин конъюгируется с сахарами. Начальная реакция, катализируемая билирубин —

1272

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

Рис. 32.3. Некоторые продукты метаболизма билирубина. Атомы углерода и водорода в мостиках между пиррольными кольцами не показаны (см. рис. 22.4 я

разд. 31.2.1).

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

1273

РетикулоэндотелиальнаЯ система

эритроцит ?

гемоглобин

I

метгемоглобин бнливерВин билирубин

в комплексе с альбумином плазмьг

Фекалии (стеркабилиноген окислен в стерко-билин)

Почка

Моча (уробипиноген окислен в уробилин)

Печень

в плазме

Кишечник

уробилиноген

I

- стериобилиноген

Рис. 32.4. Эритроциты фагоцитируютси макрофагами ретикулоэндотелиальной системы (в частности, печени), а метгемоглобин (метгем, связанный с белком), утрачивая железо, превращается сначала в биливердин, а затем в билирубин. Освобождающиеся Fe2+ и аминокислоты глобива используются снова. Внепеченочный билирубин транспортируется в печень, где он образует конъюгаты, н секретирует-ся в форме желчных пигментов. Последующие превращения желчных пигментов лроисходят в кишечнике; образующиеся пигменты экскретируются с мочой и калом.

UDP — глюку ронилтрансферазой, приводит к связыванию СООН-группы пропионовой кислоты, образующей боковую цепь билирубина, с ОН-группой глюкуроновой кислоты. Крнъюгат присоединяет затем вторую молекулу сахара, при этом образуется кислый дисахаридный фрагмент. Вещества, которые были выделены из желчи печени человека, являются ацилгликозидами уроновых кислот (разд. 2.2.5.1). Растворимые конъюгаты переходят в желчные протоки, а оттуда в желчь.

В кишечнике конъюгаты билирубина гидролизуются ?-глюку-ронидазой (разд. 15.8.1). На рис. 32.3 представлены дальнейшие

1274

IV. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА

превращения билирубина. Под действием бактериальной флоры происходит восстановление метеновых мостиков и одной винильной группы (в этильную), в результате билирубин превращается в бесцветный d-уробилиноген. Все билиногены бесцветны, продукты их окисления, билины, окрашены.

d-Уробилиноген подвергается дальнейшему восстановлению с образованием последовательно /-уробилиногена, в котором вторая винильная группа восстановлена в этильную, и /-стеркобилиногена. d-Уробилиноген был выделен после инкубации билирубина с бактериальными экстрактами, а также из мочи вскоре после прекращения лечения антибиотиками. Позднее в моче появляются оба продукта последующего восстановления. /-Стеркобилиноген является нормальным компонентом фекалий.

Уробилиноген и стеркобилиноген окисляются на воздухе соот-ветствено до уробилина и стеркобилина — оранжево-красных пигментов, определяющих цвет мочи и фекалий. Ежедневно здоровый взрослый человек выделяет около 1—2 мг желчных пигментов с мочой и значитель

страница 24
< 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
(21.10.2019)