Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

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

«1—3)Gal(j31*4)qicNAc. ·. -Cer

t

1

Fuc А-англиген

Gal (?? -i-3)Gal (J31~4)GlcNAc ¦

Fuc В-антиген

¦ Cer

Рис. 32.8. Биосинтез ?-, В- и Н-антигеиных гликосфинголипидов в эритроцитах.

32. метаболизм эритроцитов

1285

могут быть переведены в эритроциты другого типа в результате инкубации клеток in vitro с соответствующей очищенной гликозил-трансферазой и ее нуклеотидно-углеводным субстратом. Так, при инкубации эритроцитов типа О с UDP-GalNAc и очищенной UDP-GalNAc-трансферазой из подчелюстных желез в гликопротеиды и в гликолипиды включается ?-ацетилгалактозамин (до 3-Ю8" молекул GalNAc на клетку), превращая тем самым эти клетки в иммунологически неотличимые от ?-типа эритроцитов. Соответствующие ферменты слизистой желудка подобным образом переводят клетки О-типа в клетки типов А и В.

32.5. Аспекты нормального

и ненормального метаболизма эритроцитов

32.5.1. Анемии

Анемиями называют состояния с ненормально низким числом эритроцитов, при этом часто наблюдается уменьшение концентрации гемоглобина в эритроцитах. Анемии могут быть вызваны кровопотерей, разрушением эритроцитов, нарушением эритропоэза либо комбинацией этих состояний; они могут быть либо врожденными, либо приобретенными. О наличии анемии более точно можно судить по результатам определения общей массы циркулирующих эритроцитов, чем по концентрации гемоглобина или количеству эритроцитов в пробе крови, так как общая масса циркулирующих эритроцитов не зависит от колебаний объема плазмы. Точно определить общую массу эритроцитов можно с помощью метода изотопного разведения. Пробу крови обследуемого инкубируют с глюкозой и 32Р| или с радиоактивным 51Сг в виде неорганической соли, которая адсорбируется на поверхности эритроцитов. Затем меченую кровь вводят обследуемому, и через определенное время у него берут вторую пробу крови; масса эритроцитов рассчитывается по степени разведения введенной радиоактивности. Рассмотрение анемий не является задачей этой книги, однако некоторые анемии, происхождение и развитие которых выяснено с точки зрения биохимии, заслуживают внимания. Анемии, связанные с наличием аномальных гемоглобинов, обсуждались в гл. 31.

32.5.2. Анемия пищевого происхождения

Группа анемий пищевого происхождения характеризуется наличием в периферической крови необычно крупных эритроцитов (их средний клеточный объем от 95 до 160 мкм3, норма около 87 мкм3). Так как концентрация НЬ в этих эритроцитах либо нормальная, либо повышенная, то среднее содержание НЬ в эритроците также

1286

IV. жидкая среда организма

повышено (0,03—0,05 нг; норма около 0,03 нг). К числу рассматриваемых относятся, например, анемии, обусловленные недостатком витамина Bt2 (цианкобаламина) или фолиевой кислоты.

32.5.3. Пернициозная анемия

-Патогенез пернициозной анемии долго связывали с нарушением -функции желудка. В желудочном соке больных пернициозной анемией не содержится НС1 и имеется мало пепсина либо он вообще отсутствует. Однако причина нарушения гемопоэза не в этом, а в недостаточном образовании слизистой желудка одного или более мукопротеидов (внутреннего фактора), необходимых для нормального всасывания из кишечника поступающего с пищей витамина Bi2. Очищенный внутренний фактор из желудочного сока человека (М 50 000) связывает 1 моль витамина Bt2 на моль комплекса. Белок содержит около 13% углеводов (в их состав входят глюкоза, манноза, фукоза, ?-ацетилглюкозамин, ?-ацетилгалактозамин и сиаловая кислота). Биологическая активность фактора быстро теряется при инкубации с нейраминидазой.

Отсутствие в диете любого незаменимого компонента приводит к анемии. Некоторые вопросы, связанные с пищевыми анемиями, рассмотрены в шестой части книги.

32.5.4. Анемии, обусловленные ускоренным разрушением эритроцитов

Гемолитические анемии могут развиваться при малярии, острой лихорадке, сопровождаюшейся гемоглобинурией, и некоторых инфекциях. Гемолиз возникает также после переливания несовместимой крови и при эритробластозе новорожденных (гемолитическая болезнь новорожденных). Необычная анемия при пароксиз-мальной гемоглобинурии характеризуется гемолизом и гемоглобинурией, она наблюдается у некоторых людей после охлаждения. Это происходит из-за наличия в крови так называемых «Холодовых» гемолизинов. Кровь людей с семейной или врожденной гемолитической желтухой характеризуется наличием сферических эритроцитов с необычно малым диаметром (сфероциты); устойчивость этих эритроцитов в гипотонических растворах сильно понижена. Тенденция к образованию сфероцитов передается как менделев-ский доминантный признак.

При необычном заболевании, сопровождающемся гемолитической анемией, наблюдается 50—>-80-кратное увеличение активности аденозиндезаминазы эритроцитов. Это ведет к более низкому, чем в норме, уровню других компонентов, для которых аденозин является предшественником, а именно АТР, NAD, NADP и др. Генетический дефект находится, по-видимому, в регуляторном гене.

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ * , 1287

32.5.5. Метгемоглобинемии

Эритроциты находятся в среде с более высокой концентрацией 02, чем большинство клеток, и потенциально более подвержены повреждающему действию окислителей, чем другие клетки. Потребление кислорода эритроцитами очень низкое (Qo2=0,05) и связано преимущественно с окислением НЬ в MetHb (разд. 31.2.2). Ежедневно 0,5% всего НЬ превращается в MetHb. Гемсодержащая метгемоглобинредуктаза (?? 185 000) катализирует восстановление метгемоглобина, используя в качестве кофактора NADH. Вторая система неизвестной природы использует NADPH, однако она функционирует только в присутствии вспомогательных переносчиков электронов, таких, как метиленовый синий. При окислении гемоглобина АТР не образуется. Обе метгемоглобинредуктазы могут вместо метгемоглобина восстанавливать метиленовый синий. Поскольку этот краситель быстро аутоокисляется, его присутствие в суспензии эритроцитов приводит наряду с восстановлением MetHb к существенному возрастанию потребления 02.

Повышение количества внутриклеточного метгемоглобина (метгемоглобинемия) наблюдается у людей с НЬМ (разд. 31.7.2), а также после воздействия ряда агентов—¦ амилнитрита, анилина, нитробензола, нитратов, нитритов и т. д. Метгемоглобинемию наблюдали также в клинике после приема больными сульфаниламидов, ацетанилида, фенацетина и салицилатов. Третий тип метгемоглобинемии — семейная метгемоглобинемия — обусловлена редкой врожденной недостаточностью MetHb — редуктазы в эритроцитах больных. При этом типе метгемоглобинемии от 25 до 40% всего НЬ может находиться в виде MetHb, что сопровождается цианозом.

Аутоокисление НЬ в MetHb приводит к образованию супероксидного иона (02):

НЬ + 02 я.—*- НЬ - ¦ -02 ч—ъ MetHb + 02

Супероксиддисмутаза (разд. 13.7.5) в цитоплазме эритроцита обеспечивает удаление этого повреждающего иона. Образующийся пероксид водорода разрушается затем каталазой эритроцитов.

Другой путь предотвращения окислительных повреждений в эритроцитах обеспечивает глутатион GSSG (разд. 21.2), который находится почти полностью в восстановленной форме GSH (около 0,2 ммоль/100 мл клеток). Глутатион синтезируется в эритроцитах человека (разд. 21.2), полупериод его распада около 4 дней. GSH участвует в разложении Н202, катализируемом глутатион-пероксидазой, селенсодержащим ферментом; прн этом GSH окисляется до GSSG. Последний быстро восстанавливается глутатион-

глюкоза

???^? I J Mg» ADP^

G-6-P -

y-Glu-Cys + Cly

ATP"

NADP NADPH + H+

6-PG

F-6-P

ATP-,1 \

F-1.6-P \

та

q-3-JP

/^»-NADH-|-H+ 1,3-DPG-

X7^?

ATI

ADP-^j 3"tE)

3-PG

2,3-DPQ

1_J

2-PG PEP пируват

31

^nad^-

лэитат

Рис. 32.9. Гликолиз и связанный с ним путь метаболизма глутатиона в эритроците человека. Наследственные дефекты ферментов I, II, III, V, VII, X сопровождаются гемолитической анемией. / — гексокиназа, // — глюкозофос-фат-изомераза, /// — фосфофруктокнназа, IV — фруктозодифосфат-альдолаза, V — триозофосфатизомераза, VI — глицеральдегид-З-фосфат-дегидрогеназа,

VII — фосфоглицераткиназа, VIII — фосфоглицеромутаза, IX — еиолаза, X — пи-руваткиназа, XI — лактатдегидрогеназа, XII — глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, XIII — дифосфоглицеромутаза, XIV-— дифосфоглицерат-фосфатаза, XV — фос-фоглюконатдегидрогеиаза, XVI — глутатионсиитетаза, XVII — глутатиоиредукта-за, XVIII — глутатионпероксидаза. Использованные сокращения (отличающиеся от стандартных, используемых в книге): DHAP — диоксиацетонфосфат; G-3-P — 3-фосфоглицерин; 1,3-DPG—1,3-дифосфоглицерииовая кислота; 3-PG — 3-фосфо-глицериновая кислота; 2,3-DPG — 2,3-дифосфоглицериновая кислота; 2-PG — 2-фосфоглицериновая кислота; PEP — фосфоенолпировиноградная кислота; R-5-P — рибозо-5-фосфат. [Valentine W. N.. Semin. Hematol., 8, 307 (1971).]

32. МЕТАБОЛИЗМ ЭРИТРОЦИТОВ

128Э

редуктазой (рис. 32.9). Было также показано, что GSH способствует предотвращению окисления SH-rpynn гемоглобина и последующего образования телец Гейнца (разд. 31.7.3).

32.6. Общий метаболизм эритроцитов и гемолитические анемии, обусловленные недостатком ферментов

В ретикулоците функционируют гликолитический путь, фосфо-глюконатный окислительный путь, цикл трикарбоновых кислот, система интактных цитохромов и цепь переноса электронов. Более того, ретикулоцит может синтезировать НЬ (гл. 26) и различные липиды — холестерин, фосфоглицериды, триацилглицерины, а также осуществлять de novo синтез пуриновых нуклеотидов.

В противоположность этому зрелый эритроцит млекопитающих лишен митохондрий, у него отсутствует, следовательно, система цитохромов; функционирование цикла трикарбоновых кислот сомнительно, хотя некоторые его ферменты имеются; синтез гемоглобина не происходит. Наблюдается обновление жирных кислот, что указывает на возможность синтеза липидов. Хотя эритроцит не синтезирует холестерин, наблюдается быстрый обмен с холестерином, находящимся в липопротеидах плазмы. В процессе созревания из ретикулоцита эритроцит утрачивает способность к полному синтезу пуриновых нуклеотидов, однако может осуществлять его из 5-аминоимидазол-4-карбоксамидрибонуклеотида (гл. 24)

страница 27
< 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
(14.12.2019)