Лекція 8. Кров

1.

ДНП «ЛНМУ
імені Данила Галицького»
Кафедра біологічної хімії
Лекція для студентів 2-го курсу медичного ф-ту
Біохімія крові. Структура і синтез гему. Порфірії.
Гемоглобін, його структура, властивості, види,
похідні, біологічна роль. Регуляція кислотноосновного стану. Патобіохімія крові. Загальна
характеристика згортальної та фібринолітичної
систем крові.
Лекторка: д.б.н., проф. Фоменко
Ірина Степанівна
Контактна інформація:
Кафедра біохімії: (032)2757602
Лекторка: Iryna.fomenko.lviv@gmail.com

2.

Склад крові
Амінокислоти
Альбуміни
Білки
Глобуліни
β
Глюкоза
Фібриноген
γ
Вода
Іони
α
Ліпіди
Плазма
Органічні
молекули
Небілкові
азотвмісні
сполуки
55-60%
плазма
Вітаміни
Гази
CO2
100%
O2
КРОВ
˂1% лімфоцити
Лімфоцити
Еритроцити
Моноцити
Клітини
крові
Нейтрофіли
Лімфоцити
Еозинофіли
Тромбоцити
Базофіли
42%
еритроцити

3.

Функції крові
Поживна та видільна
функції
Дихальна функція
(транспорт газів)
Регуляція водного та кислотно-основного
балансу (регуляторна функція)
Транспортна функція
(транспорт гормонів, ензимів)
Терморегуляційна функція

4.

Гемоглобін, його структура,
властивості

5.

Гемоглобін
Гемоглобін –
тетрамерний гемопротеїн
еритроцитів, що здійснює
зворотне зв’язування і
транспорт O₂ від легень
до периферичних тканин
В одному еритроциті міститься ≈ 2.5–3 × 10⁸ молекул гемоглобіну,
кожна з яких може зв’язати 4 молекули O₂ завдяки наявності чотирьох
гемових груп
Концентрація гемоглобіну у венозній крові дорослих за умов
норми:
чоловіки 130 – 160 г/л; жінки 120 – 140 г/л

6.

Гемоглобін
Гемоглобін – це складний білок, що складається з білкового компонента
глобіну і небілкової простетичної групи гему. Видова та функціональна
специфічність гемоглобіну визначається структурою глобіну, тоді як гем є
хімічно однаковим у всіх гемопротеїнах.
HbA₁ має тетрамерну будову (α₂β₂); кожний поліпептидний ланцюг
містить одну гемову групу, здатну зворотно зв’язувати молекулу O₂.

7.

Будова гему
N
N
Fe
N
N
HO
O
Гем – хелатний комплекс протопорфірину з атомом заліза,
що координаційно (2-ми зв'язками) та ковалентно (2-ма
зв'язками) зв'язаний із чотирма атомами нітрогену
пірольних кілець.

8. Будова гему

Гем в основі структури містить протопорфірин IX, що є похідним
тетрапірольної сполуки порфіну. Він побудований із чотирьох пірольних
кілець, зв`язаних між собою метиновими містками (-СН=). В 1,3,5,8
положеннях розташовані на метильні групи (СH3), в положеннях 2, 4 –
вінільні групи (-СН=СН2), і в положеннях 6,7 – залишки пропіонової
кислоти (-СН2-СН2-СООН).

9. Які сполуки також містять гем?

Гемопротеїни (білки, що
містять гем як простетичну
групу)
• Гемоглобін (Hb) – транспорт O₂ і
CO₂ у крові
• Міоглобін (Mb) –
внутрішньоклітинне депо O₂ у
м’язах
• Цитохроми (b, c, a, a₃) –
переносники електронів у
дихальному ланцюгу
• Каталаза - розщеплення H₂O₂ →
2 H₂O + O₂
• Пероксидази – використання
H₂O₂ для окиснення органічних
субстратів

10. Міоглобін (Mb)

• Глобулярний білок, що
містить єдиний
поліпептидний ланцюг (153
амінокислоти)
• Молекулярна маса ≈16,7 кДа
• Містить 1 гем
• Зв’язує та депонує O₂ у
скелетному й серцевому
м’язі
• Локалізується в цитозолі
клітин
• Маркер ушкодження
міокарда

11.

Синтез порфіринів, схема
ферментативних реакцій
синтезу гему. Регуляція
синтезу порфіринів.

12. Синтез гему

Синтез гему можливий у всіх клітинах,
оскільки гем входить до складу багатьох
життєво
необхідних
ферментів
(цитохроми
дихального
ланцюга,
каталаза, пероксидази). Найінтенсивніше
гем синтезується:
• у гепатоцитах — для утворення
цитохромів системи детоксикації;
• у
клітинах
кісткового
мозку
(еритроїдних попередниках)
Синтез гему є багатостадійним процесом,
що включає 8 ферментативних реакцій.
Реакції відбуваються у двох
компартментах клітини:
•мітохондріях — початкові та кінцеві
етапи;
•цитозолі — проміжні стадії синтезу
порфіринів.

13. Синтез гему

Синтез гему починається з конденсації гліцину та сукцинілКоА з утворенням ДАЛК. Коферментом ДАЛК-синтази слугує
піридоксальфосфат.
O
OOC
CH2
CH2
C
S-CoA +
сукциніл-КoA
H+
δ-Амінолевулінат
синтаза (ДАЛКсинтаза),
CoA-SH
OOC
OOC
CH2
NH3+
гліцин
CO2
O
CH2
CH2
C
CH2
NH3+
δ-амінолевулінат (ДАЛК)
δ-Aмінолевулінатсинтаза (ДАЛК-синтаза) – регуляторний фермент.
Швидкість реакції регулюється алостерично на рівні експресії гену
ферменту. Алостеричним інгібітором і корепресором синтезу ДАЛКсинтази є гем.

14. Синтез гему

-амінолевулінат дегідратаза (ДАЛКдегідратаза)
COO
COO
COO
CH2
CH2
CH2
CH2
C
+
O
C
2 H2O
O
CH2
CH2
NH3+
NH3+
2 δ-амінолевулінат
(ДАЛК)
H2C
COO
CH2
CH2
CH2
C
C
C
CH
NH3+
N
H
Порфобіліноген
(ПБГ)
Активність ферменту
також гальмується за
принципом зворотного
зв’язку гемом і
гемпрпротеїнами.
δ-амінолевулінат дегідратаза (ДАЛК-дегідратаза) (Zn-вмісний
цитозольний фермент), що також називається
порфобіліногенсинтазою каталізує конденсацію двох молекул δамінолевулінату, при цьому утворюється пірольне кільце
порфобіліногену

15. Синтез гему

COO
COO CH2
N
H
пірол
Порфобіліноген
(ПБГ) слугує
джерелом
пірольних кілець
гему.
CH2
H2C
NH3
+
CH2
N
H
Порфобіліноген
Порфіринове кільце утворюється шляхом конденсацїї 4
молекул порфобіліногену.
Фермент 3-порфобіліногендезаміназа каталізує
реакцію конденсації.

16. Синтез гему

Конденсація 4-ох
порфобіліногенів за
участі 3порфобіліногендезаміназа (інша
назва
уропорфіриноген I
синтаза)
завершується
формуванням
тетрапірольної
структури
гідроксиметилбілану
(поліпірилметан).
COO-
-
OOC
CH2
COO-
CH2
CH2
CH2
NH
HN
NH
HN
CH2
CH2 COO-
CH2
COO-
HO
CH2
CH2 CH2
CH2
COO-COO-
CH2
Гідроксиметилбілан
(Поліпірилметан)
COO-

17. Синтез гему

Уропорфіриноген III синтаза (косинтаза) перетворює лінійний
тетррапірольний гідроксиметилібілан на циклічний уропорфіриноген III.
COO гідроксиметилбілан
-
OOC
уропорфіриноген
III
-
COO-
CH2
COO-
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
NH
HN
NH
HN
CH2 COO-
COO
CH2
-
OOC CH2
NH
HN
NH
HN
CH2
CH2 COO-
CH2
COO-
HO
C
C
CH2
C
COO -
-
OOC CH2
C
CH2
CH2 CH2
CH2
COO -COO -
CH2
COO-
Уропорфіриноген III
синтаза
CH2
CH2
CH2
CH2
COO -
COO -
Уропорфіпиноген ІІІ синтаза – термолабільний фермент, що руйнується при
температурі 600С. За таких умов, а також при його відсутності утворюється
уропорфіриноген І, що перетворюється на копропорфіриноген І, що не може
використовуватись для с-зу гему

18. Синтез гему

COO-
-
OOC
Протопорфірин IX
Уропорфіриноген III
CH2
COO-
CH2
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH2
COO-
CH3
CH CH2
H3C
NH
HN
NH
N
NH
HN
N
HN
-
CH2
OOC CH2
COO-
H3C
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-
COO-
COO-
-
COO
Перетворення уропорфіриногену ІІІ на протопорфірин IX проходить в 3 стадії:
Усі 4 ацетильні бічні ланцюги уропорфіриногену ІІІ декарбоксилюються до метильних груп
з утворенням 6-копропорфіриногену III (фермент 5-уропорфіриногендекарбоксилаза)
Окисне декарбоксилювання перетворює 2 з 4 пропіонільних бічних ланцюгів до вінільних
груп з утворенням 7-протопорфіриногену III (каталізує 6-копропорфіриноген ІІ оксидаза)
Oкиснення додає подвійні зв’язки і утворює проотопорфірин IX (7протопорфіриногеноксидаза).

19. Синтез гему

Fe++ додається проторорфірину IX ферментом феррахелатазою з
утворенням гeму.
Протопорфірин IX
CH2
CH3
CH
NH
N
N
CH3
CH
CH CH2
H3C
Гем
CH2
Fe++
CH CH2
H3C
Fe
HN
N
H3C
CH3
CH2
CH2
CH2
COO-
N
N
2H+
N
H3C
Феррохелатаза
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
COO-
COO-
COO-
Активність ферохелатази є важливою для регуляції синтезу гему: за
нестачі заліза або пригніченні ферменту накопичується протопорфірин
IX і знижується утворення гему, що безпосередньо впливає на синтез
гемоглобіну, цитохромів та інших гемвмісних білків.

20.

Регуляція синтезу гему
Синтез гему регулюється переважно на рівні першої (швидкістьлімітуючої) реакції, яку каталізує δ-амінолевулінат-синтаза
(ДАЛК-синтаза).
Основним регулятором синтезу гему є сам гем,
який діє за принципом негативного зворотного
зв’язку:
•пригнічує синтез ДАЛК-с-ази на рівні транскрипції;
•гальмує транспорт ДАЛК-синтази в мітохондрії;
•знижує активність уже синтезованого ферменту.
Існують тканинні особливості регуляції:
•у печінці синтез гему адаптується до потреб у
гемвмісних ферментах (цитохроми P450);
•в еритроїдних клітинах регуляція тісно пов’язана з
доступністю заліза та синтезом гемоглобіну.
Для нормального перебігу синтезу гему необхідна достатня кількість
Fe²⁺, вітаміну B₆ (кофермент ДАЛК-синтази) та інтактна функція
мітохондрій.

21.

Класифікація порфірій –
еритропоетична (хвороба
Гюнтера), печінкові порфірії,
фотодерматити.

22.

Еритропоетична
протопорфірія /
↓ Ферохелатаза
ДАЛК-синтаза,
Йони важких металів
(Наприклад, свинець інгібує
амінолевулінатсинтазу та
ферохелатазу
Гостра переміжна
протопорфірія
↓ Уросинтаза І
Нервово-психічні
розлади, гострий біль
у животі, блювання,
закрепи, порушення
зору. Сеча темніє на
світлі
ГЕМ
Протопорфірія
Fe2+
↓ Ферохелатаза
ДАЛК-синтаза
Флуоресценція в УФзоні; ПП IX, КПГ III
Світлочутливість
Гіпохромна
анемія з високим
вмістом заліза в
сироватці крові
Протопофірин ІХ
Сукциніл-КоА+Гліцин
Протопофіриноген ІХ
δ -амінолевулінова к-та
Копропофіриноген ІІІ
Світлочутливість,
Спадкова
нервово-психічні
копропорфірія
розлади, гострий біль
↓копропорфіриноген-III-оксидази
копропорфіу животі, блювання,
риноген-IIIзакрепи, порушення
оксидазa
зору. Сеча червона.
δ -амінолевулінова к-та
Копропофіриноген ІІІ
Порфобіліноген
Гідроксиметилбілан
Еритропоетичні
порфірії
Уропофіриноген ІІІ
Печінкові
порфірії
Негостра печінкова
порфірія (Пізня
шкірна порфірія)
↓ Уропорфіриногендекарбоксилаза
Еритропоетична
Уропорфірія
(порфірія Гюнтера)
↓ уро-ІІІ-синтаза
ДАЛК-синтаза,
уро-І-синтаза;
Світлочутливість,
Псевдосклеродермія,
порушення
функції печінки.
Сеча рожева.
Світлочутливість.
Ураження шкірних
покривів,
контрактури.
Склеродермія.
Можлива сліпота.

23. Еритропоетична уропорфірія

Еритропоетична уропорфірія – рідкісна спадкова порфірія, зумовлена
дефіцитом уропорфіриноген-III-синтази в еритроїдних клітинах
Патогенез: порушення синтезу гему →
накопичення ізомерів I (уро- та копропорфірину),
які не можуть бути використані для синтезу гему
Прояви: виражена фоточутливість, пухирі й
рубцювання шкіри, гемолітична анемія,
спленомегалія, червоно-буре забарвлення сечі.
Історична асоціація: симптоми
хвороби пов’язують із
походженням легенд про
вампірів.

24. Гостра мінлива протопорфірія

Гостра мінлива порфірія
(часто помилково кажуть
протопорфірія) – спадкове
порушення синтезу гему,
зумовлене дефіцитом
порфобіліноген-деамінази
(гідроксиметилбілансинтази). Належить до
печінковиї порфірій
Виявляють накопичення δ-амінолевулінової
кислоти та порфобіліногену (ПБГ), які мають
нейротоксичну дію. Проявляється нападами
сильного абдомінального болю, блюванням,
тахікардією, артеріальною гіпертензією,
периферичнаю нейропатією, психічними
розладами; фоточутливість зазвичай відсутня.
Тригери: ліки, алкоголь, голодування, інфекції,
гормональні зміни. Діагностична ознака:
підвищення ДАЛК і ПБГ у сечі під час нападу,
сеча при стоянні на повітрі темніє і стає
червонувато-бурою.
Історична гіпотеза: напади психічних
розладів, абдомінального болю та
потемніння сечі у британського
короля Георга III (XVIII ст.)
розглядалися як можливий прояв
гострої мінливої порфірії, що
зумовило появу терміна «королівська
хвороба».

25.

Гемоглобін, його структура
(особливості первинного,
вторинного, третинного та
четвертинного рівнів
структурної організації) і
властивості

26. Первинний рівень структурної організації гемоглобіну A1

Кожна молекула НbА містить по два α- і два β-ланцюги. Вони
відрізняються первинною структурою і довжиною поліпептидного
ланцюга: α- ланцюг містить 141 амінокислотний залишок, β-ланцюг –
146. Вся білкова частина гемоглобіну складається з 574 амінокислот.

27.

Вторинний рівень структурної організації
гемоглобіну A1
Вторинна структура гемоглобіну майже повністю α-спіральна (≈70–75%
амінокислот), β-складчасті структури відсутні.
Вторинна структура представлена
спіральними сегментами різної довжини: в
α-ланцюгах сім спіральних сегментів; а у β
– вісім. Спіральні сегменти позначені
латинськими буквами (А, В, С, D, E, F, G,
H).
α-спіралі стабілізуються водневими
зв’язками між пептидними групами та
гідрофобними взаємодіями всередині
глобули. Спіралі E та F формують гемову
кишеню; залишки His F8 (проксимальний) і
His E7 (дистальний) критично важливі для
зв’язування O₂. Така організація
забезпечує гнучкість молекули, необхідну
для алостеричних переходів (T ↔ R) і
кооперативного зв’язування кисню.

28.

Третинний рівень структурної організації
гемоглобіну A1
Третинна структура кожного
глобінового ланцюга має компактну
глобулярну форму, сформовану
переважно α-спіралями. Гем
фіксується за рахунок
координаційного зв’язку Fe²⁺ з
проксимальним гістидином та
численних гідрофобних взаємодій.
Дистальний гістидин не зв’язується з
Fe²⁺ безпосередньо, але стабілізує
молекулу O₂.
Всередині кожного ланцюга є гідрофобна "кишеня", в якій розміщений
гем. Останній міцно утримується в цій "кишені" за рахунок ван-дерваальсових зв'язків між неполярними ділянками гему і гідрофобними
радикалами амінокислот. Просторова організація гемової кишені
визначає специфічність і оборотність зв’язування кисню, що є
критичним для транспорту O₂.

29.

Четвертинний рівень структурної організації
гемоглобіну A1
Четвертинна структура HbA₁
представлена тетрамером α₂β₂, у
якому субодиниці об’єднані
переважно нековалентними
взаємодіями (гідрофобні, іонні,
водневі). Між димерами α₁β₁ та
α₂β₂ існують стабільні контакти,
тоді як інтерфейс α₁β₂ / α₂β₁ є
рухливим і забезпечує
конформаційні переходи T ↔ R.
Зв’язування O₂ одним гемом
спричиняє зміщення субодиниць,
що підвищує спорідненість інших
гемів до кисню (кооперативність).
Четвертинна структура визначає
алостеричну регуляцію
гемоглобіну (вплив pH, CO₂, 2,3БФГ).

30.

Фізіологічні типи гемоглобіну
різних етапів розвитку
організму. Похідні
гемоглобіну, їх значення

31. Гени, що кодують глобінові ланцюги гемоглобіну

8 Ланцюгів глобіну кодуються генами, що утворюють кластери:
b кластер (b, g, та e глобінові гени) локалізуються на
хромосомі 11
a кластер (a та z глобінові гени) локалізуються на
хромосомі 16

32. Синтез глобіну

Синтез глобіну
починається з 3-го
тижня вагітності
• Ембріональний:
Гемоглобін
Gower I ( z2e2)
Гемоглобін
Portland ( z2g2)
Гемоглобін
Gower II (a2e2)
• Фетальний: HbF
(a2g2), HbA (a2b2)
• Дорослий : HbA,
HbA2 ( a2 2), HbF.

33.

Типи гемоглобіну дорослої людини
Тип
Будова
HbA
(96%)
a2b2
HbA2
(2,5 %)
a2 2
HbF
a2g2
(1,5% в дорослих, у
плодів – головна форма
гемоглобіну впродовж
2го та 3rо триместру
вагітності)
His143 (b) Ser
(g)
Коментарі
Фетальний гемоглобін
відрізняється своїми фізикохімічними властивостями –
електрофорктичною
рухливісь, стійкістю до
лужної денатурації

34. Похідні гемоглобіну

Оксигемоглобін (oxyHb) = Hb з O2
Дезокси (deoxyHb) = Hb без O2
Карбоксигемоглобін (HbCO) – CO звязується з Fe2+ гему
у випадку отруєння CO або паління.
Карбгемоглобін (HbCO2) - CO2 нековалентно звязується з
глобіновим ланцюгом Hb.
Метгемоглобін (metHb) містить Fe3+ замість of Fe2+
Глікозильований гемоглобін (HbA1c) за умов норми не
перевищує (› 7%).

35.

Оксигемоглобін
Дистальний
гістидин
Залізо через координаційний
зв’язок зв'язується з
імідазольним залишком
гістидину (проксимальним-93).
Іншим координаційним
залишком атом заліза
зв'язується з киснем (в складі
деоксиHb він залишається
вільним).
Кисень, крім заліза,
зв'язується ще слабим
звязком із залишком другого
гістидину (дистального - 64)
молекули глобіну.
Проксимальний
гістидин

36. Карбоксигемоглобін

Карбоксигемоглобін
–
утворюється
при
отруєнні
монооксидом вуглецю. Оскільки спорідненість СО до
гемоглобіну значно (приблизно в 250 разів) вища, ніж у
кисню, то навіть при невеликих концентраціях його в крові
він швидко сполучається з гемоглобіном.
Щорічно у всьому світі близько половини померлих від
отруєння, отруїлися саме СО (чадним газом)
КарбоксиHb CO у повітрі
у крові
слідові к-ті
5% HbCO
0.02%
0.1%
ефект
порушення
зору
20% HbCO
головний біль,
(при палінні) нудота
40-60% HbCO смерть
Токсична дія моноксиду вуглецю виявляється
при концентраціях 0,11 мг/л.

37. Карбгемоглобін

Карбгемоглобін - гемоглобін зв'язується із СО2. Проте СО2
приєднується не до гему, а до NH2-груп глобіну:
НbNH2+СО2→НbNНСОО-+H+
Причому, дезоксигемоглобін зв'язує швидше СО2, ніж
оксигемоглобін. Утворення карбгемоглобіну використовується
для перенесення СО2 із тканин до легень. Цим шляхом
виводиться 10-15% СО2 з організму.

38.

Метгемоглобін
Hb (Fe++)
Окисники
НАДФ+
Відновники
НAДФH
Метгемоглобін
(МеtHb) містить
іон Fе3+. У
молекулі МеtHb
кисень замінений
групою ОН, тому
він не може
служити носієм
кисню.
MetHb (Fe+++)
В еритроцитах існує спеціальна ферментна система:
НАДФ•Н2-залежна метгемоглобінредуктаза (діафораза),
яка каталізує відновлення метгемоглобіну в гемоглобін.

39.

Метгемоглобін
В крові дорослої людини завжди є невелика
кількість МеtHb (0,3-3 г/л). Зокрема, МеtHb зв'язує
(знешкоджує) ціаніди, перетворюючи їх в порівняно
нешкідливий ціанметгемоглобін. Крім цього,
метгемоглобін знешкоджує сірководень, масляну
кислоту та інші речовини; проявляє більш виражену
пероксидазну дію, ніж гемоглобін. Значення цього
процесу полягає не тільки в руйнуванні токсичних
для організму перекисів, але і в тому, що
метгемоглобін при цьому відновлюється в
гемоглобін.
Met Hb
1.7% HbM - норма
10%
HbM - ціаноз
15-30% HbM- генетична недостатність
метгемоглобінредуктази
>35% HbM - головний біль, слабкість,
запаморочення, задуха
~70% HbM - смерть

40. Глікозильований гемоглобін

НbА1C – глікозильований Hb, який з'являється в еритроцитах за умов
некомпенсованого цукрового діабету. Цей Hb – стабільний комплекс
глюкози з мінорною А1C фракцією Hb, який утворюється між аміногрупою
валіну - N-кінцевою амінокислотою β-глобіну і карбоксильною групою
вуглеводу:
У нормі концентрація HbA1C становить 5-7% від загальної кількості,
тобто 8-10 г/л. Гіперглікемія на протязі 10-12 годин сприяє збільшенню
кількості глікозильованого гемоглобіну. Глікозилювання гемоглобіну
підвищує його спорідненність до кисню в тканинах, крім цього, затруднює
приєднання 2,3-ДФГ.

41.

Дихальна функція еритроцитів
(зв’язування кисню, його
транспорт, газообмін у
тканинах). Ефект
кооперативності. Ефект Бора.

42.

Спорідненість гемоглобіну до О2
Олігомерна структура Hb забезпечує швидке насичення його киснем в легенях,
можливість відщеплення кисню від Hb в капілярах тканин при відносно низькому
парціальному тиску О2, а також можливість регуляції спорідненості Hb до О2
залежно від потреби тканин в кисні
В молекулі дезокси-Hb завдяки зв'язку з білковою частиною атом Fe2+
виступає з площини гему у напрямку до проксимального гістидину.
Приєднання О2 до атома Fe2+ одного протомера викликає його переміщення
в площину гему, за ним переміщається His і поліпептидний ланцюг.
Так, як протомер зв’язаний з рештою протомерів, а білки володіють
конформаційною лабільністю, відбувається зміна конформації всього білка.
Конформаційні зміни полегшують приєднання наступної молекули О2. четверта
молекула приєднується до Hb в 300 разів легше, ніж перша.

43. Ефект кооперативності

Ефект кооперативності полягає в тому, що зв’язування першої
молекули O₂ з гемоглобіном у T-стані індукує конформаційні
зміни білка, які підвищують спорідненість до наступних молекул
кисню. Послідовне приєднання O₂ (K₁ → K₄) спричиняє перехід
гемоглобіну з T-стану (низька спорідненість) у R-стан (висока
спорідненість).
У периферичних тканинах зворотний перехід R → T та віддача
кисню з оксигемоглобіну зумовлені градієнтом парціального тиску
O₂: альвеоли (≈100 мм рт. ст.) → артеріальна кров (≈90 мм рт. ст.)
→ венозна кров (≈40 мм рт. ст.) → мітохондрії клітин (0–5 мм рт.
ст.).

44.

Криві дисоціації кисню для гемоглобіну та міоглобіну
Легені
Насичення киснем, %
Тканини
Парціальний тиск О2, мм рт ст
Крива дисоціації кисню для
гемоглобіну має S-подібну форму, що
відображає кооперативне зв’язування
O₂: приєднання кожної наступної
молекули O₂ підвищує спорідненість
гемоглобіну до наступної. Це
забезпечує майже повне насичення
гемоглобіну в легенях (pO₂ ≈ 100 мм
рт. ст.) і ефективну віддачу кисню в
тканинах (pO₂ ≈ 20–40 мм рт. ст.).
Міоглобін має гіперболічну криву,
оскільки зв’язує O₂ некооперативно.
Його висока спорідненість до O₂
підтверджується низьким значенням
P₅₀ ≈ 2,8 мм рт. ст., що дозволяє
міоглобіну утримувати кисень навіть за
дуже низького pO₂ у тканинах.
Параметр P₅₀ (парціальний тиск O₂, за якого білок насичений на 50%) є показником
спорідненості до кисню: чим менше P₅₀, тим вища спорідненість. Тому гемоглобін (P₅₀
≈ 26 мм рт. ст.) оптимально пристосований до транспорту кисню, а міоглобін – до його
депонування та внутрішньоклітинної доставки до мітохондрій.

45.

Взаємодія Hb з алостеричними ефекторами
Насичення
киснем
Периферичні тканини
Легені
Взаємодія гемоглобіну з
алостеричними
ефекторами зумовлює
зміну його спорідненості до
кисню та зсув кривої
дисоціації O₂. У
периферичних тканинах
підвищення концентрації
H⁺ (зниження pH), CO₂ та
2,3-бісфосфогліцерату (2,3BPG) стабілізує T-стан
гемоглобіну, що призводить
до зміщення кривої вправо
(A → B), збільшення P₅₀ і
полегшення віддачі кисню
тканинам.
У легенях, де pO₂ високий, а концентрація H⁺, CO₂ і 2,3-BPG нижча, відбувається
стабілізація R-стану гемоглобіну, що підвищує його спорідненість до O₂ і сприяє
ефективному утворенню оксигемоглобіну (HbO₂).

46.

Ефект Бора
Насичення киснем, %
Тканини
Легені
Ефект Бора - це
негативний вплив
зменшення рН та
збільшення концентрації
діоксиду вуглецю на
утворення
оксигемоглобіну.
Молекулярні механізми
ефекту Бора пов'язані з
конформаційними
змінами в молекулі
гемопротеїну, що
відбуваються при його
взаємодії із зазначеними
лігандами.

47.

Ефект Бора
Окиснення органічних речовин відбувається в мітохондріях з використанням О2
з утворенням СО2 та Н2О
СО2 транспортується в еритроцити. Там під впливом карбоангідрази
утворюється Н2СО3, що дисоціює на Н+ та НСО3-. Протони можуть
приєднуватися до специфічних ділянок молекули Hb. Приєднання 3 пар протонів
до Hb знижує його спорідненість до О2 і посилює транспорт О2 в тканини, що
потребують його.
В капілярах легенів високий парціальний тиск О2 призводить до оксигенації Hb і
відщеплення протонів. Рівновага в карбоангідразній реакції зміщується в бік
утворення СО2, який вивільняється в альвеолярний простір та видаляється з
повітрям, що видихається.

48.

Вплив 2,3-дифосфогліцерату
2,3-ДФГ= 0 ммоль/л
насичення O2, %
Продукт
анаеробного
гліколізу
в
еритроцитах
Концентрація 2,3-ДФГ в еритроцитах 5
мМ, що наближається до еквімолярної
концентрації з гемоглобіном.
2,3-ДФГ, приєднуючись до гемоглобіну
змінює (зменшує) спорідненість до О2.
Приєднання 2,3-ДФГ до дезоксиHb
відбувається в алостеричному центрі Hb.
Концентрація 2,3-ДФГ може змінюватись,
так в умовах високогір'я, коли людина
піднімається на висоту 4000 м над рівнем
моря концентрація 2,3-ДФГ зростає вдвічі
за 2 дня, що знижує спорідненість Hb до
кисню і підвищує кількість О2, що
транспортується до тканин. У хворих з
емфіземою легенів, парціальний тиск О2
знижується,
при
цьому
зростає
продукування 2,3-ДФГ, його концентрація
сягає 7мМ.
2,3-ДФГ= 5 ммоль/л
(норма)
2,3-ДФГ= 8 ммоль/л
pO2 (парціальний тиск O2)

49. Схема утворення та катаболізму 2,3-ДФГ (шунт Рапопорта-Люберінга)

Глюкоза
Гліцеральдегід-3-фосфат
1,3-дифосфогліцерат
3-фосфогліцерат
лактат
У еритроцитах частина 1,3бісфосфогліцерату перетворюється
не на 3-фосфогліцерат, а на 2,3-ДФГ.
Цей шлях обходить стадію синтезу
АТФ, тому його активація знижує
енергетичний вихід гліколізу в
еритроцитах.
2,3-дифосфогліцерат
2,3-ДФГ гідролізує до 3фосфогліцерату. Таким чином 2,3ДФГ повертається в основний шлях
гліколізу.

50.

Патологічні форми
гемоглобіну. Гемоглобінози:
гемоглобінопатії (на прикладі
серповидноклітинної анемії) і
таласемії

51.

Гемоглобінопатії
Гемоглобінопатії – це велика група спадкових захворювань, зумовлених понад 600
мутаціями генів глобінів. Вони можуть змінювати спорідненість гемоглобіну до
кисню, його стабільність або синтез, що призводить до різних клінічних проявів —
від безсимптомних форм до тяжкої анемії, ціанозу чи гемолітичних кризів.

52. Серпоподібно-клітинна анемія

HbS – мутантний гемоглобін, відкритий у 1949 році Полінгом і
Утано. Він відрізняється від нормального гемоглобіну HbA тим,
що в шостій позиції β-ланцюгів глутамінова кислота замінена на
валін (Glu → Val). Ця заміна амінокислоти суттєво змінює
фізико-хімічні властивості гемоглобіну.
HbS має нижчу спорідненість до кисню, повільніше
оксигенується та значно гірше розчиняється, ніж HbA
(приблизно у 25 разів). Зміни первинної та вторинної структури
зумовлюють полімеризацію (кристалізацію) дезоксигенованого
HbS в еритроцитах і його випадання в осад.
Це призводить до осмотичної нестійкості еритроцитів і зміни їх
форми з двоввігнутої на серпоподібну. Деформовані
еритроцити легко руйнуються (гемолізуються) вже в судинному
руслі та спричиняють мікросудинні оклюзії.
Зміни структури HbS зумовлюють зниження його розчинності в дезоксигенованому стані.
Клінічно це проявляється анемією, пов’язаною зі скороченням тривалості життя
еритроцитів, а також періодичними порушеннями кровообігу через знижену здатність
деформованих клітин проходити мікросудинами. Вираженість симптомів залежить від
генетичної форми: у гетерозигот зміни зазвичай мінімальні або відсутні; у гомозигот
біохімічні дефекти HbS призводять до клінічно значущої анемії та ускладнень уже в

53. Electrophoresis of HbS

Електрофорез різних форм гемоглобіну
NIS
Electrophoresis of HbS

54. Патологічні форми Hb

HbC – аномальний гемоглобін, у молекулі якого в 6-му положенні β-ланцюга
глутамінова кислота замінена на лізин (Glu → Lys). Ця заміна змінює заряд
молекули гемоглобіну та його розчинність. Еритроцити, що містять HbC, мають
підвищену крихкість і схильність до гемолізу, що зумовлює розвиток помірної
гемолітичної анемії. У гомозиготному стані можливе утворення кристалів HbC
всередині еритроцитів, тоді як у гетерозигот клінічні прояви зазвичай мінімальні
або відсутні. HbC → зміна заряду Hb → ↓ розчинності → гемоліз → анемія
Гемоглобіни М – це група аномальних гемоглобінів, у яких гістидин, що бере
участь у координації заліза гему, заміщений іншою амінокислотою (наприклад,
тирозином). Унаслідок цього залізо гему стабілізується у трьохвалентній формі
(Fe³⁺) і не може відновлюватися метгемоглобінредуктазною системою до Fe²⁺.
Це призводить до накопичення метгемоглобіну, який не здатний зв’язувати та
переносити кисень. Клінічно це проявляється метгемоглобінемією та тканинною
гіпоксією. У гетерозигот спостерігається стійкий ціаноз без вираженої анемії, тоді
як гомозиготні форми є тяжкими та часто несумісними з життям через глибоку
гіпоксію. HbM → стабілізація Fe³⁺ → метгемоглобін → ↓ транспорт O₂ →
гіпоксія
HbE аномальний гемоглобін, у молекулі якого в 26-му положенні β-ланцюга
глутамінова кислота замінена на лізин (Glu → Lys). Рзвивається порушення
стабільності еритроцитів → помірна анемія. У гетерозигот перебіг
безсимптомний; гомозиготи можуть мати легку гемолітичну анемію

55.

Таласемії
Таласемії - це спадкові захворювання, зумовлені порушенням синтезу
поліпептидних ланцюгів гемоглобіну (α або β).
Патогенез таласемій полягає у
зниженні або повній відсутності
синтезу
αабо
β-глобінових
ланцюгів Hb, що призводить до
вираженого
дисбалансу
між
глобіновими ланцюгами. Унаслідок
цього утворюється нестабільний
гемоглобін, а надлишкові ланцюги
осідають у еритроїдних клітинах,
ушкоджуючи
мембрану
еритроцитів. Це спричиняє їх
передчасне руйнування, розвиток
гемолізу
та
неефективного
еритропоезу в кістковому мозку.
Функціональним наслідком цих
процесів є формування гіпохромної
мікроцитарної анемії і розвиток
тканинної гіпоксії. У відповідь на
хронічну
анемію
активується
компенсаторна
гіперплазія
кісткового мозку, що зумовлює
характерні клінічні та морфологічні
зміни.
α-таласемія зумовлена зниженням або відсутністю синтезу αланцюгів і ступінь її тяжкості визначається кількістю делецій
генів α-глобіну, яких у нормі 4. Наприклад, формування
гемоглобіну H, що складається з чотирьох β-ланцюгів (β₄),
супроводжується анемією, а повна відсутність α-ланцюгів
спричиняє утворення гемоглобіну Bart’s (γ₄) і розвиток водянки
плода, яка є летальною формою α-таласемії.
β-таласемія, яка є найпоширенішою формою таласемій,
виникає внаслідок порушення синтезу β-глобінових ланцюгів.
Це призводить до накопичення надлишкових α-ланцюгів, які
мають виражену токсичну дію на еритроїдні клітини кісткового
мозку, викликаючи їх ушкодження та неефективний
еритропоез.

56. Таласемії

Клінічні прояви таласемій зумовлені хронічною анемією та
неефективним еритропоезом і включають стійке зниження
рівня гемоглобіну, гепатоспленомегалію внаслідок посиленого
руйнування
еритроцитів
і
активації
позакісткового
кровотворення, а також характерні деформації кісток черепа,
відомі як «монголоїдне обличчя», що виникають через
гіперплазію кісткового мозку. У дітей з тяжкими формами
захворювання часто спостерігається затримка фізичного
росту та загального розвитку, пов’язана з хронічною гіпоксією
тканин і метаболічними порушеннями.
Таласемії
нерідко
поєднуються
з
іншими
гемоглобінопатіями
або
ферментопатіями еритроцитів. Особливе клінічне значення має поєднання
таласемії з дефіцитом глюкозо-6-фосфатдегідрогенази, при якому знижується
утворення НАДФН і порушується антиоксидантний захист еритроцитів. Це
призводить до посилення оксидативного стресу, підвищеної крихкості
еритроцитів і додаткового посилення гемолізу, що поглиблює анемію.
З епідеміологічної точки зору таласемії найчастіше виявляються серед населення
регіонів Середземномор’я, Близького Сходу, а також Кавказу. Висока поширеність
цих захворювань у зазначених регіонах пояснюється еволюційною перевагою
носійства мутантних генів, оскільки гетерозиготні форми таласемій забезпечують
частковий захист від малярії.

57.

Кислотно-основна
рівновага крові

58. Кислотно-основний стан крові

Кислотно-основний стан
Кислотно-основний
станкрові
(КОС)
Кров відіграє значну роль у підтриманні кислотно-основного гомеостазу, тобто
певного співвідношення між концентраціями водневих та гідроксильних іонів у
біологічних рідинах.
Кислотно-основний стан (КОС) характеризується такими показниками:
•У крові здорової людини підтримується постійна концентрація
водневих іонів, що становить в плазмі венозної крові рН 7,36, а
артеріальної - рН 7,4 реакція нормальної крові є слаболужню.
• рСО2 - парціальний тиск вуглекислого газу в артеріальній крові 35-45
мм.рт.ст., у венозній - вищий;
• Стандартний бікарбонат (SВ) - концентрація гідрокарбонату плазми
крові становить 24-27 ммоль/л:
• Буферні основи (ВВ) - це сума аніонів буферних основ - гідрокарбонатів,
білків, фосфатів. гемоглобіну (за умови повного насичення його СО2). В
нормі їх концентрація в крові становить 42-52 ммоль/л:
• Нормальні буферні основи (NВВ) цільної крові - сума всіх основних
буферних систем крові при фізіологічних значеннях рН і рСО2
альвеолярного повітря. В нормі становлять 0±2,3 ммоль/л:
• Надлишок основ (ВЕ) - показник надлишку або дефіциту буферних
потужностей.

59.

Порушення КОС
Дихальний алкалоз виникає при
посиленій вентиляції легень, що
супроводжується швидким
виділенням з організму СО2 і
розвитку гіпокапнії (рСО2 менше
35мм.рт.ст.). Такий вид алкалозу
може спостерігатися при
вдиханні чистого кисню,
компенсаторній задишці.
Метаболічний ацидоз –
супроводжується
нагромадженням в
тканинах і в крові
органічних кислот.
Метаболічний ацидоз
спостерігається при
діабеті, голодуванні,
гарячці, захворюваннях
ШКТ, тощо
Дихальний
ацидоз виникає
при бронхіальній
астмі, набряку,
емфіземі, асфіксії
тощо. Всі ці
захворювання
призводять до
гіповентиляції і
гіперкапнії, тобто
підвищення рСО2
артеріальної
крові.
Метаболічний
алкалоз
розвивається
при втраті
великої
кількості
кислот
(блювота
тощо) і
всмоктуванні
основних
еквівалентів
кишкового
соку, які не
нейтралізувал
ися кислим
шлунковим
соком, а також
при
нагромадженн
і основних
еквіваленті в v
тканинах

60.

Буферні системи крові
Буферні системи крові забезпечують підтримання сталого значення pH
крові (7,35–7,45), що є критично важливим для нормального перебігу
метаболічних процесів, активності ферментів і функціонування клітин.
Буфери крові здатні нейтралізувати як кислоти, так і основи, які постійно
утворюються в організмі внаслідок обміну речовин.
Основними буферними
системами крові є:
• Бікарбонатна буферна
система
• Буферна система гемоглобіну
• Фосфатна буферна система
• Білкова буферна система
Буферні системи крові є ключовими механізмами КОС та забезпечують
адаптацію організму до фізіологічних і патологічних навантажень. Порушення їх
функціонування лежить в основі розвитку метаболічного та респіраторного
ацидозу або алкалозу. Особливе клінічне значення має оцінка бікарбонатної
системи та лужного резерву крові при захворюваннях легень, нирок, серцевосудинної системи, а також при шокових станах і порушеннях обміну речовин.
Розуміння роботи буферних систем є необхідною основою для інтерпретації
показників газового складу крові та КОС в клінічній практиці.

61.

Бікарбонатна буферна с-ма
Бікарбонатна буферна система є основною буферною системою
плазми крові і складається з вугільної кислоти (H₂CO₃) та її
солей – бікарбонатів, представлених переважно натрію в плазмі
та калію в еритроцитах. Концентрація бікарбонатів у крові
перевищує концентрацію вільної H₂CO₃ приблизно у 20 разів, що
зумовлює слабколужну реакцію крові. Хімічно зв’язана вугільна
кислота разом із бікарбонатами утворює так званий лужний
резерв крові, який є важливим біохімічним показником кислотнолужного стану.
Реакція бікарбонатної системи описується рівнянням:
H2CO3 H++ HCO3При надходженні в кров кислот іони водню нейтралізуються
бікарбонатами з утворенням вугільної кислоти, яка швидко
розкладається на воду та діоксид вуглецю. CO₂ легко
видаляється легенями, що забезпечує ефективну регуляцію pH
крові. Співвідношення між концентраціями H₂CO₃ і HCO₃⁻ за
фізіологічних умов залишається відносно постійним.

62.

Буферна с-ма гемоглобіну
Гемоглобінова буферна система є найпотужнішою
внутрішньоклітинною буферною системою крові і
функціонує переважно в еритроцитах. Буферні властивості
гемоглобіну зумовлені наявністю імідазольних груп
гістидину, здатних зв’язувати або віддавати іони водню
залежно від рівня pH. Відновлений (дезоксигемоглобін)
гемоглобін є слабкішою кислотою, ніж оксигемоглобін,
тому в тканинах він ефективно зв’язує іони H⁺, що
утворюються при дисоціації вугільної кислоти.
Ця властивість гемоглобіну тісно пов’язана з транспортом
CO₂ і реалізується через ефект Бора. У легенях, де
гемоглобін насичується киснем, він віддає іони водню, які
знову взаємодіють з бікарбонатами з утворенням CO₂, що
виділяється з організму. Таким чином, гемоглобінова та
бікарбонатна системи функціонують як єдиний механізм
підтримання кислотно-лужної рівноваги.

63.

Фосфатна буферна с-ма
Фосфатна буферна система представлена парою
дигідрофосфатів і гідрофосфатів (H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻) і
відіграє другорядну роль у плазмі крові через низьку
концентрацію фосфатів. Проте вона має важливе
значення у внутрішньоклітинному середовищі та в
нирках, де бере участь у виведенні кислот з організму.
Буферна дія фосфатної системи основана на можливості
зв'язування іонів водню аніонами НРO42- з утворенням
Н2РO4-. а також іонів ОН- з іонами Н2РO4(Н- + Н2РO4- → НРO42-+ Н2О)
У крові максимальна ємність фосфатного буферу
проявляється при рН 7,2. Фосфатний буфер у крові
знаходиться в тісному взаємозв'язку з бікарбонатною
буферною системою.

64.

Білкова буферна с-ма
Білки утворюють буферну систему за рахунок наявності кислотноосновних груп у молекулі білків: білок – Н+ ( кислота, донор
протонів) і білок - (спряжена основа, акцептор протонів). Білкова
буферна система плазми крові ефективна при рН 7.2-7.4.
Білкова буферна система зумовлена амфотерними властивостями
білків плазми крові, насамперед альбумінів. Завдяки наявності
карбоксильних і амінних груп білки можуть зв’язувати як іони водню,
так і гідроксид-іони. Буферна дія білків особливо важлива при
змінах концентрації плазмових білків та в умовах патології.

65.

Білки плазми крові

66. Білки плазми крові

У плазмі крові міститься близько 7 % усіх білків організму. Це декілька
десятків різних білків, які відрізняються за фізико-хімічними та
функціональними властивостями: транспортні білки, ферменти,
проферменти, інгібітори ферментів, гормони, антитіла, антитоксини,
фактори коагуляції та антикоагулянти тощо.
Білки плазми виконують функції:
• Підтримують осмотичний (онкотичний тиск) крові.
• Білки плазми крові утворюють важливу буферну систему крові, що
підтримує рН у межах 7,37-7,43.
• Виконують
транспортну
функцію
(альбуміни,
трансретин,
транскортин, феритин, гаптоглобін, церулоплазмін, тощо).
• Білки визначають в'язкість крові, а відтак відіграють важливу роль у
гемодинаміці.
• Білки плазми крові служать резервом амінокислот для організму.
• Імуноглобуліни, білкові фактори згортання крові, a1-антитрипсин та
білки системи комплементу забезпечують захисну функцію

67. Загальні властивості білків плазми крові

• Більшість синтезується у печінці
Виняток: g-глобуліни – синтезуються клітинами крові
• Синтезуються у вигляді попередників на полісомах, підлягають
посттрансляційній модифікації на ЕРП
• Більшість за природою є глікопротеїнами
Виняток: альбумін
• Характерною особливістю є період піврозпаду Т1/2у циркуляторному
руслі – від декількох годин до декількох тижнів (для альбумінів – 20
днів)
• Багато білків плазми крові володіють поліморфізмом (імуноглобуліни,
трансферин…)
У клінічній практиці застосовується визначення співвідношення між
концентраціями альбумінів та глобулінів у плазмі крові (так званого
"білкового коефіцієнта"), який становить в середньому 1,5-2,0.

68.

Основні фракції білків плазми крові людини
Фракція
%
Конц.
(г/л)
Альбуміни
52 – 58
40 – 50
a1-глобуліни: тироксин-зв`язуючий глобулін,
транскортин, a1-кислий глікопротеїн, a1антитрипсин, a1-ліgопротеїн (ЛПВЩ), a1фетопротеїн
2,4 – 4,4
3-6
a2-глобуліни: гаптоглобін, макроглобулін,
церулоплазмін
6,1 – 10,1
5–9
b-глобуліни: трансферин, ліпопротеїн
(ЛПНЩ), C-реактивний білок, C3 та C4
компоненти системи комплементу
8,5 – 14,5
6 – 11
g-глобуліни: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE
10 – 21
8 – 15

69. Гіпер-, гіпо-, пара-, диспротеїнемія

Загальна концентрація білків плазми крові людини становить 65-85 г/л.
• Гіперпротеїнемія, зумовлена збільшенням рівня g-глобулінів, наприклад,
гіперпротеїнемія в результаті інфекційного захворювання…..
• Гіпопротеїнемія або зменшення загальної кількості білків у плазмі крові
відбувається за рахунок зменшення кількості альбумінів. Загальний вміст
білка знижується до 30-40 г/л.
• При мієломній хворобі в сироватці крові з'являються специфічні “мієломні
білки”. Поява в плазмі крові білків, які в нормі не існують, прийнято називати
парапротеїнемією. Часто при цьому захворюванні вміст білків у плазмі крові
досягає 100-160 г/л.
При багатьох захворюваннях
(гепатити, гострий ревматизм,
туберкульоз, ретикульоз тощо)
дуже
часто
змінюється
співвідношення
окремих
білкових
фракцій,
однак
загальний
вміст
білка
в
сироватці крові залишається в
нормі. Такий стан називається
диспротеїнемією.

70.

Білки розділяють різними методами:
Висолювання
нейтр.
солями
Альбуміни
•Глобуліни
•Фібриноген
ЕФ на папері:
• альбуміни
•а1-глобуліни
•а2 -глобуліни
•β-глобуліни
•γ-глобуліни
ЕФ на ПААГ :
16-17 фракцій
ІмуноЕФ:
Понад 30 фракцій
зокрема:
IgG, IgM, IgM, IgE,
IgD, трансферин,
а-макроглобулін,
церулоплазмін,
тощо

71. Електрофорез

Принцип методу:
Розділення заряджених частинок в електричному
полі.
Електрофоретична рухливість залежить від:
розміру, форми частинок та сили
електричного поля
Білки плазми крові негативно заряджені при pH
8.6 (буфер допомагає зберігати сталий рівень
pH), вони рухаються до аноду зі швидкістю, що
залежить від їхнього заряду
Розділені білки фіксують та фарбують барвниками
(напр. Амідоблек, Кумасі).

72. Обладнання для горизонтального гель-електрофорезу білків плазми крові в агарозному гелі

73. Електрофорез білків плазми крові Hydragel – агарозний гель

•Білки плазми крові
розділяють на 6 фракцій:
•Альбуміни
•α1 - глобуліни
•α2 - глобуліни
•β1 - глобуліни
•β2 – глобуліни
•γ- глобуліни

74. Денситометрія

Денситометрія використовується для сканування
розділених білків, що дозволяє отримати
інформацію про кількісний вміст білків різних
фракції

75. Використання електрофорзу для діагностики різних захворюваннь

Електрофореграма є сталою за фізіологічних
умов (iнтенсивність смуг).
Спектр білків змінюється при різних
захворюваннях (співвідношення фракцій)
кількісна оцінка вмісту білків шляхом
денситометрії

76. Електрофореграма білків плазми крові за умов норми

Нормативні величин:
Загальний білок 60 – 80 g/L
Альбуміни
35 – 50 g/L
α1-глобуліни 3 – 6 g/L
α2- глобуліни 5 – 9 g/L
β- глобуліни 6 – 11 g/L
γ- глобуліни 8 – 15 g/L

77. Електрофоретичні зміни білків плазми при гострому запальному процесі

Гострофазна відповідь – швидка
системна реакція організму на стрес
або запалення, зумовлені інфекцією,
травмою чи хірургічним втручанням,
що супроводжується зміною синтезу
білків
у
печінці
під
дією
прозапальних цитокінів
• Альбумін – нормальний або
знижений рівень
(негативний білок гострої фази;
перерозподіл амінокислот на
синтез білків гострої фази)
• α₁-глобуліни ↑ (α₁-антитрипсин,
α₁-кислий глікопротеїн –
інгібітори протеаз, модуляція
запальної відповіді)
• α₂-глобуліни ↑ (гаптоглобін,
церулоплазмін, α₂-макроглобулін –
зв’язування гемоглобіну,
антиоксидантний захист, інгібіція
протеаз)
α1 α2- глобуліни
Підвищення α₁- та α₂-фракцій є
лабораторним відображенням синтезу
білів гострої фази в печінці, тоді як
зниження альбуміну відображає його
роль як негативного білка гострої фази

78. Електрофоретичні зміни білків плазми при хронічному запаленні

Хронічна запальна відповідь –
тривала імунно-опосередкована
реакція, характерна для аутоімунних
захворювань, хронічних інфекцій,
хронічних уражень печінки та
злоякісних новоутворень, що
супроводжується активацією імунної
системи та змінами білкового синтезу.
• Альбумін – нормальний або
знижений
• α₁- та α₂-глобуліни – нормальні
або помірно підвищені
(залишкова активація
гострофазних білків)
• γ-глобуліни ↑↑ (поліклональна
гіпергаммаглобулінемія
внаслідок хронічної активації Влімфоцитів та підвищеного
синтезу імуноглобулінів)
α1 α2
γ- глобуліни
Домінування γ-фракції на
електрофореграмі відображає зсув від
гострофазної реакції до адаптивної
імунної відповіді, що є характерною
ознакою хронічного запалення.

79. Електрофоретичні зміни білків плазми при цирозі печінки

γ- глобуліни
Цироз печінки – хронічне дифузне
ураження,
спричинене
тривалим
токсичним впливом або вірусним
гепатитом,
що
характеризується
прогресуючим фіброзом та зниженням
синтетичної функції гепатоцитів.
•Альбумін ↓ (порушення синтезу
основного плазмового білка)
•α₁-, α₂- та β-глобуліни ↓
(зниження синтезу транспортних
та білків гострої фази у печінці)
•γ-фракція ↑ за рахунок IgA
(поліклональна гіпер-IgA-емія,
зумовлена хронічною антигенною
стимуляцією та портосистемним
шунтуванням)
Для цирозу характерний “β–γ-місток”
(beta–gamma bridging) – злиття β- та γфракцій, зумовлене накопиченням IgA в
β–γ-зоні.

80. Електрофоретичні зміни білків плазми при нефротичному синдромі

Нефротичний синдром – наслідок
ушкодження гломерулярного фільтра
нирок, що призводить до селективної
втрати низькомолекулярних плазмових
білків із сечею та компенсаторних змін
білкового профілю плазми.
•Альбумін ↓ (інтенсивна гломерулярна
фільтрація та втрата з сечею)
•γ-глобуліни (переважно IgG) ↓ (втрата
імуноглобулінів
через
підвищену
проникність фільтра)
•α₂-глобуліни
↑↑
(накопичення
α₂макроглобуліну — високомолекулярного
білка, що не фільтрується нирками)
•β-глобуліни
↑
(зростання
рівня
ліпопротеїнів
і
трансферину
як
компенсаторна реакція печінки)
α2- глобуліни β- глобуліни
Нефротичний синдром формує
характерний профіль, що відображає
селективну втрату малих білків і
відносне накопичення
високомолекулярних білків.

81. Альбуміни

(конц. 40-50 г л)
►Прості білки з молек. масою 68,000 Да, Еліпсоїдної форми, невеликого розміру
►Забезпечують до 70-80 % онкотичного тиску білків плазми крові, альбумінів
сироватки може спричиняти перехід води із судинного русла до тканин і розвиток
онкотичних набряків.
► Альбуміни транспортують низку метаболітів та низькомолекулярних сполук:
(Стероїдних гормонів, вільних жирних кислот, білірубіну, ліків, Ca2+Cu2+
↑ спостерігається при
дегідратації (відносне
підвищення внаслідок зменшення
об’єму плазми)
↓ спостерігається при:
•захворюваннях печінки (↓
синтез)
•нефротичному синдромі
(втрата з сечею)
•синдромі мальабсорбції (↓
надходження амінокислот)
•білковій недостатності
(дефіцит субстратів для
синтезу)

82. Глобуліни

Глобуліни — гетерогенна фракція білків крові, які виконують наступні
функції:
• транспортні (a1-глобуліни — транспорт ліпідів, тироксину,
кортикостероїдних гормонів, а2-глобуліни — транспорт ліпідів, іонів
міді; β-глобуліни — транспорт ліпідів, вільного та гемового заліза)
• Захисні (участь β -глобулінів в імунних реакціях як антитоксинів: γглобуліни як фракція імуноглобулінів) функції.
• Імуноглобуліни крові. Імуноглобуліни (ІgА, IgG, IgE, IgM) — білки
γ-глобулінової фракції плазми крові, які виконують функцію
антитіл, основних ефекторів гуморального імунітету.

83. Білки гострої фази

При гострій фазі відповіді на запалення, стрес або порушення цілісності
тканин упродовж хвилин відбувається вивільнення прозапальних
цитокінів, що мають рецептори на поверхні гепатоцитів і стимулюють
синтез білків плазми крові. Ці білки називають білками гострої фази.

84.

Білки гострої фази
БІЛКИ, КОНЦЕНТРАЦІЯ ЯКИХ ЗРОСТАЄ (так звані позитивні):
Білки системи комплементу: C3, C4, C9, фактор B, C1 інгібітор.
C4b-з’язуючий білок, манозо-звязуючий лектин.
Білки систем згортання крові та фібринолізу: фібриноген,
плазміноген, тканинний активатор плазміногену, урокіназа, білок S,
інгібітор активатора плазміногену 1.
Інгібітори протеїназ: α1-протеїназний інгібітор, α-антихімотрипсин,
α-трипсинові інгібітори.
Транспортні білки: церулоплазмін, гаптоглобін.
Білки, задіяні до імунної відповіді: фосфоліпаза A2, ліпополісахаридзвязуючий
білок,
антагоніст
рецептора
до
інтерлейкіну-1,
колонієстимулюючий фактор гранулоцитів
Інші: C-реактивний білок, сироватковий амілоїд, α-кислий глікопротеїн,
фібронектин, феритин.
БІЛКИ, КОНЦЕНТРАЦІЯ ЯКИХ ЗНИЖУЄТЬСЯ(негативні) :
Альбумін, трансферин, альфа-фетопротеїн, транстиреїн (тироксинзв’язуючий
преальбумін),
тироксин-зв’язуючий
глобулін,
транскортин, інсуліноподібний фактор росту-1, Фактор XII

85. 1- Антирипсин (1- протеїназний інгібітор)

a1- Антирипсин (a1- протеїназний інгібітор)
• Основний компонент ( 90 %) a1-фракції, глікопротеїн з молекулярною
масою 55 кД, концентрація якого в плазмі крові становить 2-3 г/л.
• Синтезується гепатоцитами та макрофагами
• Основною біологічною властивістю цього інгібітора є його здатність
утворювати комплекси з протеїназами, пригнічуючи при цьому
протеолітичну активність таких ферментів, як трипсин, хімотрипсин,
плазмін, тромбін та протеаз, які вивільняються при руйнуванні
лейкоцитів або чужорідних клітин у вогнищах запалення.
• В умовах запального процесу вміст a1-антитрипсину в крові значно
збільшується за рахунок стимуляції його синтезу в гепатоцитах.
Протеолітичні
ферменти
Лейкоцити
Гепатоцити
Інактивація протеолітичних
ферментів
Макрофаги
α1 антитрипсин
Протеоліз
Руйнування
білків тканин
α1 антитрипсин інактивує
трипсин та інші протеолітичні
ферменти

86. 1- Антирипсин (1- протеїназний інгібітор)

a1- Антирипсин (a1- протеїназний інгібітор)
Паління сигарет
Виділення з
+
Тютюновий дим
Лейкоцити
Протеолітичні
ферменти
Інактивація
протеолітичних
ферментів
α1 антитрипсин
Протеоліз
білків легенів
Дефіцит призводить до розвитку емфіземи внаслідок протеолітичного
руйнування легень
Метіонін, ще приймає участь в звязуванні α1-антитрипсину до протеїнази
окиснюється при ПАЛІННІ α1-антитрипсин не спроможний інгібувати
протеїнази легень підвищуються деструктивні зміни легень внаслідок
активування протеолізу

87.

a1- Антирипсин (a1- протеїназний інгібітор)
Дефіцит α1-антитрипсину може мати наступні
симптоми:
1.Втомлюваність.
2.Втрата ваги (схуднення).
3.Повторювані інфекційні захворювання лененів
4. Виникає задишка.
5.Можуть бути проблеми з зором
6.Може спостерігатись стенокардія в стані спокою
Нормативні величини
1.Новонароджені = 145 до 270 мг/дл.
2.Дорослі = 78 до 200 мг/дл.
3.Дорослі > 60 років = 115 до 200 мг/дл.

88. Гаптоглобін

• Гаптоглобін — білок a2-глобулінової фракції плазми крові.
• Існує в 3 поліморфних формах
• Синтезується печінкою і складається з чотирьох
поліпептидних ланцюгів 2(αβ) зв'язаних дисульфідними
зв'язками.
• Зв'язує гемоглобін при внутрішньсудинному гемолізі
Синтез гаптоглобіну
в гепатоцитах
Печінка
α
β
α
β
Cys
S
S
Cys
4 поліпептидних ланцюгів (2 димера),
зв'язані дисульфідними зв'язками
Гаптоглобін

89. Гаптоглобін

Зв'язує
вільний
гемоглобін,
утворюючи комплекс, що входить
до електрофоретичної фракції α2глобулінів.
Нормальна концентрація
в
плазмі крові — 0,10-0,35 г/л. У
складі
гаптоглобінгемоглобінового
комплексу
гемоглобін
поглинається
клітинами
ретикулоендотеліальної системи, зокрема в
печінці, та підлягає окисненню до
жовчних пігментів.
Така функція гаптоглобіну сприяє
збереженню в організмі за умов
фізіологічного та патологічного
розпаду еритроцитів іонів заліза,
що
входять
до
складу
гемоглобіну.

90.

Гаптоглобін
Причини підвищення концентрації гаптоглобіну
Гаптоглобін належить до позитивних білків гострої фази, тому його
рівень зростає при: запаленні, інфекціях, тканинному ушкодженні
(травми, операції), злоякісних новоутвореннях
(індукція синтезу в печінці під дією IL-6 та інших прозапальних
цитокінів)
Причини зниження концентрації гаптоглобіну
Гемолітична анемія. При внутрішньосудинному гемолізі:
•вільний Hb масово виходить із еритроцитів у плазму
•Hb зв’язується з гаптоглобіном → утворюється комплекс Hp–Hb
•цей комплекс швидко видаляється ретикулоендотеліальною системою
Кінетичний аспект
•Період напіввиведення вільного гаптоглобіну ≈ 5 діб
•Період напіввиведення комплексу Hp–Hb ≈ 90 хв

91. Трансферин

Трансферин – плазмовий глікопротеїн β-глобулінової фракції, молекулярна маса
≈ 80 кДа. Зв’язує та транспортує в крові іони тривалентного заліза (Fe³⁺).
Молекула трансферину має два високоспецифічні центри зв’язування Fe³⁺,
приєднання яких відбувається разом з аніоном гідрокарбонату (HCO₃⁻). 1 моль
трансферину може зв’язувати до 2 моль Fe³⁺.
↑ Трансферин
залізодефіцитна анемія
вагітність
естрогенна
стимуляція
(компенсаторне
підвищення
транспорту Fe)
↓ Трансферин
гостре та хронічне запалення
(негативний білок гострої фази)
злоякісні новоутворення
захворювання печінки
нефротичний синдром
Fe³⁺ у складі трансферину,
транспортується до клітин через
трансферинові рецептори, а
надлишок заліза депонується у
вигляді феритину в клітинах
ретикулоендотеліальної системи
HCl Fe3+ Fe2+
Апоферитин Fe3+ (1015 %)
Міоглобін
(3-5%)
Екскреція
Феритинвнутрішньоклітинне
депо заліза
Феритин зберігається в органах
ретикулоендотеліальної с-ми
(15-25%)
Трансферин
Зв'язує Fe3+ (70-80%)
Переводить залізо в розчинну
форму
Запобігає токсичності вільних
радикалів, що утворюються за
участі Fe3+
Полегшує транспорт заліза в
клітини

92. Церулоплазмін

• Глікопротеїн a2-глобулінової фракції, який зв'язує в плазмі крові
іони міді.
• Молекула церулоплазміну містить 8 іонiв: 4 Сu+ та 4 іонів Сu2+
його молекулярна маса — біля 150 кДа.
• До складу церулоплазміну входить до 3 % всього вмісту міді в
організмі та більше 90 % міді плазми. Церулоплазмін має
властивості мідьвмісної фероксидази, окиснюючи залізо з
феро- (Fe2+) до фери- (Fe3+) форми.

93. Зниження концентрації церулоплазміну – хвороба Вільсона

Церулоплазмін
Зниження концентрації церулоплазміну – хвороба Вільсона
Біохімічний механізм:
•↓ синтезу або секреції
церулоплазміну в печінці
•↓ зв’язування Cu²⁺ з білком
•↑ вільної міді в плазмі
•→ накопичення міді в тканинах
Органи-мішені та прояви:
•Печінка: гепатит, цироз, печінкова недостатність
•ЦНС: тремор, дизартрія, психічні розлади
•Рогівка ока: кільця Кайзера–Флейшера
•Нирки: проксимальна тубулопатія
Зростання концентрації церулоплазміну
(білок гострої фази):
.
•Запаленні (гострі та хронічні
процеси)
• Інфекціях
• Злоякісних новоутвореннях
• Ревматоїдному артриті
• Вагітності
• Прийомі естрогенів /
оральних контрацептивів

94. С-реактивний білок

С-реактивний білок (С-реактивний протеїн — СРП) — білок, що
отримав свою назву внаслідок здатності реагувати з С-полісахаридом
пневмокока, утворюючи при цьому преципітати. За хімічною природою є
глікопротеїном.
У сироватці крові здорової людини С-реактивний білок відсутній, та
з'являється при патологічних станах, що супроводжуються запаленням та
некрозом тканин, зокрема він був вперше виявлений при крупозній
пневмонії. Наявність СРП характерна для гострого періоду захворювань
— "білок гострої фази". Визначення СРП має діагностичне значення в
гострій фазі ревматизму, при інфаркті міокарда, пневмококових,
стрептококових, стафілококових інфекціях.
Синтез C-реактивного
білка в гепатоцитах
С-реактивний білок
Печінка
C-реактивний білок
розпізнає С-полісахариди
мембран пневмокока

95.

С-реактивний білок (СРП)
C-реактивний білок при проведенні електрофорезу фіксують в γфракції. У нормі концентрація дуже низька (≈ <1–5 мг/л)
Динаміка при запаленні
•Концентрація зростає у 10–100
разів
•Починає підвищуватись через 4–6
год після початку гострого
запалення
•✔ Ранній та чутливий маркер
гострого запалення
Причини підвищення СРБ
• Бактеріальні інфекції
• Травми, опіки
• Післяопераційний період
• Некроз тканин
• Грибкові інфекції
Біологічна роль
•Зв’язується з фосфохоліном
пошкоджених клітин і бактерій
•Активує комплемент (C1q)
•Посилює фагоцитоз

96. Фібронектин

Фібронектин - глікопротеїн плазми крові та позаклітинного
матриксу. Синтезується фібробластами, ендотеліальними
клітинами, гепатоцитами
Основні функції:
•Зв’язує колаген, протеоглікани, фібрин
•Забезпечує адгезію клітин до
позаклітинного матриксу
•Опосередковує взаємодію клітина–
клітина через інтегрини
•Бере участь у: загоєнні ран, міграції
клітин, організації позаклітинного
матриксу
•↓ фібронектину:
•порушення загоєння ран
•опіки, сепсис, тяжкі травми
•хронічні захворювання печінки
•Онкологія: зміни фібронектину → ↑ інвазії та метастазування
пухлин
•Гематологія: фібронектин плазми бере участь у гемостазі (зв’язок
із фібрином)

97. Кріоглобулін

Кріоглобулін — білок γ-глобулінової фракції, який,
подібно до С-реактивного протеїну, відсутній у плазмі крові
здорових людей і з'являється в ній при лейкозах,
лімфосаркомі, мієломі, ревматизмі, цирозі печінки,
нефрозах.
Характерною
фізико-хімічною
ознакою
кріоглобуліну є його розчинність при нормальній
температурі тіла (37 °С) та здатність утворювати
желеподібні осади при охолодженні плазми крові до 4 °С.

98.

Ферменти плазми
крові

99. Ферменти плазми крові

СЕКРЕТОРНІ (власні)
ЕКСКРЕТОРНІ
Синтезуються в печінці,
потрапляють в кров. До цієї
групи належить протеази,
фосфатази, естерази, зокрема
компоненти згортальної та
антизгортальної систем крові,
ферменти, які беруть участь в
імунних процесах, активації
системи комплементу та інших
реакціях неспецифічної
резистентності організму тощо
Синтезуюються,
головним чином, у
печінці
(лейцинамінопептидаза,
лужна фосфатаза,
тощо). За фізіологічних
умов вони
вивільняються з жовчю.
При патології
вивільнення
екскреторних ферментів
з жовчю зростає.
ІНДИКАТОРНІ (клітинні)
Ферменти, що за умов
норми практично відсутні в
крові (або наявні в слідових
кількостях).
Проникають в результаті
ушкодження тканин.
Визначення їх акт-ті має
значення при патологічних
ушкодженнях мембран
гепатоцитів (АЛТ), міокарда
(АСТ, ЛДГ, КФК) тощо.
У крові присутня значна кількість ферментних білків, які поділяються
на власні ферменти крові та ферменти, що потрапляють з клітин
інших органів, тканин або біологічних секретів.

100. Зростання активності ферментів може бути зумовлене:

Зростанням проникності клітинних мембран
Деструкцією клітинних мембран
Активацією синтезу білків-ферментів
Порушенням виведення білків-ферментів з
жовчю або сечею.

101. Секреторні ферменти

Синтезуються печінкою,
біологічну роль виконують в
плазмі крові, тому діагностичне
значення має тільки зниження
активності цих ферментів.
ЛХАТ лецитин-холестерин-ацилтрансфераза – здійснює
естерифікацію холестерину в
структурі a-ліпопротеїнів
ЛП-ліпаза – гідролізує
триацилгліцериди в структурі ХМ
та ЛПДНЩ)
Псевдохолінестераза – бере
участь в розщепленні
ацетилхоліну, бутирилхоліну. Має
діагностичне значення при
хворобі Боткіна та отруєнні
фосфорорганічними сполуками
(↓ активність)
Лізоцим – фактор неспецифічної
резистентності організму
Церулоплазмін

102. Екскреторні ферменти

Синтезуються
печінкою,
підшлунковою
залозою,
слинними залозами. Винонують фізіологічну роль в
травній системі. Діагностичне значення має зростання
активності.
Альфа-амілаза – активність зростає при патології
підшлункової
залози,
слинних
залоз
(паротит),
захворюваннях легенів.
Лужна фосфатаза (фосфомоноестераза першого типу) –
утворюється в печінці, виходить в травний тракт, де
каталізує гідроліз моноефірів. Зростання активності
зумовлене закупоркою жовчних проток (жовчокам’яна
хвороба, патологія кісткової системи.
Лейцин-амінопептидаза – фермент підшлункової залози,
що
гідролізує коротколанцюгові пептиди. Зростання
активності спостерігають при патології підшлункової
залози

103. Калікреїн-кінінова система

• Кініни – низькомолекулярні пептиди, які містяться в крові
та інших біологічних рідинах та тканинах, беручи участь у
регуляції судинного тонусу (розширення судин), процесів
мікроциркуляції, запаленні, алергічних реакціях.
• Основними кінінами крові є нонапептид брадикінін та
декапептид калідин:

104. Калікреїн-кінінова система

Кініни синтезуються з білків кініногенів за участю
протеїназ калікреїнів, що вирізають у молекулах
кініногенів специфічні нона- або декапептидні фрагменти.
В свою чергу, калікреїн плазми крові знаходиться в
неактивному стані у формі прекалікреїну, який
перетворюється в активний фермент за участю серинової
протеїнази — фактора XII згортальної системи крові.

105. Калікреїн-кінінова система

• Кініни розслаблюють гладенькі м'язи кровоносних судин,
спричинюють зниження кров'яного тиску, а також
розширення мікроциркуляторного русла в ділянках
запалення.
Брадикінін
є
найбільш
потужною
судинодилятуючою речовиною в організмі. Крім цього,
внутрішньотканинне утворення кінінів у місці запалення
спричинює підвищення проникності судинних стінок,
почуття болю.
• У зв'язку з участю кінінів у патогенезі запальних процесів,
в клінічній практиці широко застосовуються лікарські
засоби, які є інгібіторами кініноутворення (контрикал,
гордокс тощо).
• Період піврозпаду кінінів плазми крові незначний (2030c). Руйнування кінінів здійснюється за рахунок дії
ферментів кініназ, які розщеплюють пептидні зв’язки у
молекулах кінінів, спричинюючи втрату їх біологічної
активності.

106.

107.

Небілкові
компоненти крові

108. Небілкові органічні сполуки плазми крові

Органічний азот біохімічних сполук, який можна
визначити в надосадовій рідині після осадження
білків плазми або сироватки крові, отримав у
клінічній біохімії назву залишкового або рестазоту.
Вміст небілкового азоту в крові становить 15-25 ммоль/л.
Сечовина – 50 %
Амінокислоти – 25 %
Сечова кислота – 4 %
Креатин – 5%
Креатинін – 2,5
Аміак – 0,5%
Індикан – 0,5
Нуклеотиди

109. Клінічне значення основних компонентів небілкового азоту

Сечовина - головний показник
екскреторної функції нирок;
• ↑ при нирковій недостатності,
дегідратації, посиленому катаболізмі;
• ↓ при тяжких захворюваннях печінки.
Креатинін - найбільш специфічний
маркер клубочкової фільтрації;
• практично не залежить від
харчування
Сечова кислота - кінцевий продукт
обміну пуринів;
•↑ при подагрі, лейкозах, цитостатичній
терапії;
•сприяє утворенню уратних каменів.
Аміак. Високотоксичний для ЦНС;
•↑ при печінковій недостатності →
печінкова енцефалопатія;
•у нормі швидко перетворюється на
сечовину.
Індикан – маркер гниття білків у кишці;
•↑ при кишковій непрохідності,
дисбактеріозі.
Креатин. В нормі в крові — мінімальні
кількості;
•↑ при м’язових дистрофіях,
гіпертиреозі, у дітей;
•↓ при зменшенні м’язової маси.

110. Азотемії

Азотемія – це підвищення вмісту компонентів залишкового азоту в крові, яке може
бути абсолютним (ретенційним — при порушенні видільної функції нирок або
продукційним — при посиленому розпаді білків) або відносним — внаслідок втрати
води та гемоконцентрації.
АЗОТЕМІЯ
АБСОЛЮТНА
ВІДНОСНА
Нагромадження
компонентів
залишкового
азоту в крові
Ретенційна
Недостатнє
виведення азоту
з сечею при
нормальному
надходженні в
кров
Ниркова
Порушення видільної функції
нирок (гломерулонефрит,
пієлонефрит, туберкульох
нирок
Під час втрати
значної кількості
води при блюванні
та проносі
Продукційна
Надмірне надходження азоту в
кров при посиленому розпаді
білків (кахексія, лейкоз, пухлини,
кишкова непрохідність, лікування
глюкокортикоїдами)
Позаниркова
Тяжка недостатність
кровообігу, зниження АТ,
серцево-судинна
декомпенсація

111. Безазотисті органічні сполуки плазми крові

Глюкоза
•Норма: 3,3–5,5 ммоль/л (натще)
•↑ Гіперглікемія: цукровий діабет, стрес, ендокринопатії
•↓ Гіпоглікемія: інсулінома, передозування інсуліну, голодування
•Клін. значення: головне джерело енергії, показник вуглеводного обміну
Триацилгліцероли
•Норма: 0,4–1,7 ммоль/л
•↑: метаболічний синдром, цукровий
діабет, ожиріння
Холестерин загальний
•Норма: 3,0–5,2 ммоль/л
•↑: атеросклероз, ІХС
Кетонові тіла
Норма: відсутні або сліди
•↑ Кетонемія: декомпенсований
діабет, тривале голодування
Молочна кислота (лактат)
•Норма: 0,5–2,2 ммоль/л
•↑ Лактатацидоз: гіпоксія, шок,
серцева та дихальна недостатність
Білірубін (непрямий + прямий)
•Норма загального: 8,5–20,5 мкмоль/л
•↑ Гіпербілірубінемія: гемоліз, ураження
печінки, холестаз

112.

Загальна характеристика
процесу згортання крові та
системи гемостазу в організмі
людини

113.

Згортання крові (гемокоагуляція)
Згортання крові (гемокоагуляція) – життєво
важливий захисний процес, спрямований на
зменшення крововтрати при порушенні цілісності
кровоносної
системи,
який забезпечується
функціонуванням системи гемостазу.

114. Гемостаз залежить від взаємодії основних складових частин:

►Ендотелію кровоносних судин;
►Клітин крові (передусім,
тромбоцитів);
►Плазменних факторів
згортання крові;
►Компонентів протизгортальної
системи крові;
►Фібринолітичної системи

115.

Роль ендотелію в гемокоагуляції
• Ендотелій з одного боку, відіграє роль бар’єру між кров’ю та судинною
стінкою, а з іншого – забезпечує необхідний обмін молекулами між ними.
• Люмінальна
поверхня
ендотелію
містить
гепаринсульфат
і
глікозаміноглікани, які активують антитромбін ІІІ.
• Клітини ендотелію володіють потужним антикоагуляційним потенціалом.
Вони продукують простацикліни, aнгіотензин ІІ, NO, що спричинюють
локальну вазодилятацію. Ендотеліоцити містять білок тромбомодулін,
який специфічно зв’язує тромбін.
Проте, окрім протизгортальної дії, клітини
ендотелію можуть виявляти і прокоагуляційні
властивості. Так, вони продукують фактор
активації тромбоцитів, інгібітори активаторів
плазміногену та тканинний фактор.
Субендотеліалий
шар
стінки
судин
складається з волокон колагену, еластину,
протеогліканів і неколагенових білків, у тому
числі фібронектину та фактора Віллебранда.
Після пошкодження ендотелію він стає
стимулятором агрегації тромбоцитів.

116.

Роль тромбоцитів в гемокоагуляції
►Тромбоцити – клітини крові, які мають важливе значення у згортанні
крові.
►Зрілі тромбоцити мають дископодібну форму. Їх мембрана, яка
складається з фосфоліпідів, холестерину, гліколіпідів і глікопротеїнів є
місцем взаємодії інгредієнтів плазми і пошкоджених ендотеліальних
клітин. Тромбоцити містять пластинчасті фактори, які беруть участь у
первинному гемостазі.
►Тромбоцити не містять ядра, проте вони спроможні виконувати всі
функції клітини, окрім синтезу ДНК. У цитоплазмі тромбоцитів містяться
мітохондрії і 2 типи гранул: щільні подібні за будовою на
ендоплазматичний ретикулум (в них містяться АДФ, АТФ, катехоламіни
та серотонін) та альфа-гранули лізосомальної природи.

117.

Судинно-тромбоцитарний гемостаз
Судинно-тромбоцитарний (первинний,
мікроциркуляторний) гемостаз– процес, в якому
беруть участь стінка кровоносних судин і тромбоцити.
collagen
ADHESION
to endothelium
GP IV
GP Ia
vWF
GP
Ib/IX
epinephrine
R
ADP
R
thrombin
R
PAF
R
thromboxane
R
Receptors for: Platelet
• collagen
• vWf (von Willebrand factor)
• epinephrine
• ADP
• PAF(platelet activating factor)
• Thromboxane
• Thrombin
Адгезія - приклеювання тромбоцитів до
місця пошкодження. В ініціації цього
процесу важлива роль належить
волокнам колагену, до яких прилипають
негативно заряджені тромбоцити. При
цьому тромбоцит змінює свою форму і
викидає довгі ниткоподібні відростки
псевдоподії (рецептори).
Ефективність
адгезії
обумовлена
взаємодією
трьох
компонентів:
1)
специфічних
глікопротеїнів
рецепторів мембран
тромбоцитів;
2) колагену;
3)
фактора
Віллебранда й деяких
інших
білків
–
тромбоспондину,
фібронектину.
Останній
утворює
своєрідні містки між
коллагеном
субендотелію судин і
рецепторами
тромбоцитів.

118.

Судинно-тромбоцитарний гемостаз
Основні глікопротеїнові рецептори:
• GP Ib-IX-V – зв’язується з фактором фон Віллебранда (vWF),
забезпечуючи адгезію тромбоцитів до пошкодженого
ендотелію.
• GP IIb/IIIa (αIIbβ3) – активується під час тромбоцитарної
активації та зв’язується з фібриногеном, сприяючи агрегації
тромбоцитів.
• GP VI – взаємодіє з колагеном, ініціюючи активацію
тромбоцитів.
Крім глікопротеїнових рецепторів на тромбоцитарній
мембрані є рецептори до агоністів: тромбіну, АДФ,
фібриногену, колагену, простагландинів, серотоніну, Fcфрагменту імуноглобуліну, компонентів комплементу,
інсуліну. На тромбоциті є й адренорецептори.

119.

Агрегація (скупчення) тромбоцитів. Поява ниткоподібних відростків, зміна форми
тромбоцитів відбуваються ще під час підходу до місця пошкодження. Це сприяє
«склеюванню» тромбоцитів між собою (по 10 - 20) і прилипанню у такому стані до
стінки судини. Внаслідок цього формується первинний, так званий «білий» тромб,
який прикриває пошкоджену ділянку

120.

Судинно-тромбоцитарний гемостаз
AGGREGATION
Fibrinogen
collagen
ADHESION
to endothelium
GP IV
GP Ia
vWF
Platelet
P-47-PO4
GP
Ib/IX
epinephrine
ADP
R
thrombin
R
PAF
R
thromboxane
PKC
R
Thromboxane A2
P-47
DAG
PIP2 PLC
TS
PGG2, PGH2
COX
Arachidonate
IP3
PLA2
Phospholipid
R
Ca2+
MLCK
MLC
MLC-PO4
vWF
VIIIa
IXa
Va
Ca2+
Xa
X
Ca2+
Друга хвиля агрегації
відбувається внаслідок
вивільнення біологічно
GP IIb/IIIa
активних речовин (АДФ,
серотоніну, адреналіну
тощо) та тромбоцитарних
факторів згортання зі
щільних гранул
Secretion
тромбоцитів, взаємодією
мембранних глікопротеїнів
з фібриногеном і
тромбіном. Під впливом
АДФ, серотоніну й
адреналіну різко
IIa
підсилюється процес
COAGULATION
агрегації тромбоцитів і
виникає спазм ушкодженої
II
мікросудини.
Platelet
Ретракція «білого» тромба. Із зруйнованих тромбоцитів вивільняється пластинчастий
фактор (ПФ-6) – тромбостенін. Його здатність до скорочення обумовлює зменшення
розміру пошкодженої ділянки та ущільнення згустка, утворення якого відбувається
впродовж 1-3 хв з моменту ушкодження

121.

122. Порушення судинно-тромбоцитарного гемостазу

Первинний гемостаз залежить від інтегрованої функції судинної стінки,
тромбоцитів та їх мембранних глікопротеїнів; вроджені або набуті дефекти цих
компонентів призводять до порушення адгезії та агрегації тромбоцитів і розвитку
кровоточивості.
Фактори
Локалізація
Ф-ція в гемостазі
Дефіцит / патологія
Глікопротеїн Ib
(GpIb)
Мембрана
тромбоцитів
(рецептор до vWF)
Адгезія тромбоцитів
до субендотелію
Хвороба БернараСульє
Глікопротеїни IIb/IIIa
(GpIIb/IIIa)
Мембрана
тромбоцита
Фібриноген-залежна
незворотна агрегація
Тромбастенія
Гланцмана-Негелі
Фактор Віллебранда
Плазма,
субендотелій
Адгезія тромбоцитів,
стабілізація фактора
VIII
Хвороба Віллебранда
Тромбоксан А2
Тромбоцити
Активація та
агрегація
тромбоцитів,
вазоконстрикція
Порушення агрегації,
кровоточивість
Простациклін
Судинна стінка
Інгібітор агрегації
тромбоцитів
Тромбофілічні стани
при дефіциті

123. Порушення судинно-тромбоцитарного гемостазу

Хвороба Бернара–Сульє є спадковим
дефектом, зумовленим відсутністю
комплексу гліко-протеїнів GpIb–IX–V на
мембрані тромбоцитів,. У нормі vWF
зв’язує субендотеліальний колаген і
одночасно взаємодіє з GpIb,
забезпечуючи адгезію тромбоцитів у
місці ушкодження судини. При дефекті
цього рецептора тромбоцити не можуть
прикріплюватися до судинної стінки,
Біохімічно це означає відсутність vWFзалежної активації тромбоцитів і
порушення формування початкової
тромбоцитарної пробки.
Тромбастенія Гланцмана спричинена дефектом рецептора GpIIb/IIIa (інтегрин
αIIbβ3), який у нормі після активації тромбоцитів зв’язує фібриноген і забезпечує
їх незворотну агрегацію. За відсутності цього рецептора фібриноген не може
формувати міжтромбоцитарні містки, тому тромбоцити не агрегують, незважаючи
на нормальну адгезію і вивільнення активаторів. Біохімічно це є порушенням
інтегрин-опосередкованої стабілізації тромбоцитарної пробки, що робить її
нестійкою та клінічно проявляється кровоточивістю.

124. Коагуляційний гемостаз

Одночасно
з
судинно-тромбоцитарним)гемостазом
розвивається вторинний (коагуляційний), який забезпечує
зупинку кровотечі із тих судин, для яких було недостатньо
попереднього етапу. Тромбоцитарний згусток не витримує
високого тиску крові і при зменшенні реакції рефлекторного
спазму може вимиватися. Тому на зміну йому формується
червоний тромб. Основою його утворення є перетворення
розчинного фібриногену на нерозчинний фібрин з формуванням
сітки, в яку захоплюються формені елементи крові.
Фібрин утворюється під впливом фермента тромбіну, який за
умов норми відсутній у крові. В ній міститься його попередник в
неактивній формі – протромбін, для активації якого необхідний
фермент протромбіназа.
Процес утворення активної протромбінази складний, вимагає
взаємодії багатьох факторів плазми, клітин, тканин і триває 5 - 7
хв.

125. Фактори згортання крові

Назва
Характеристика
I, Фібриноген Глікопротеїн з молекулярною масою 340 кДа, складається з 2 946 послідовних
амінокислот, і являє собою димер. Фактор I у тому вигляді, у якому він
виробляється паренхіматозними клітками печінки й надходить у кров,
називається фібриногеном А, на відміну від фібриногену В, що осаджується із
плазми вітаміном К. Під дією тромбіну фібриноген перетворюється на
нерозчинний у крові фібрилярний білок — фібрин
II, Протромбін Належить до еуглобулінів, cинтезуєтся в печінці при участі вітаміну К. Під дією
протромбінази утворюються a-, b- і g -тромбіни. a-Тромбін має потужну
згортальну активність відносно фібриногену, але швидко нейтралізується
антитромбіном III. b-Тромбін резистентний до гепарину й антитромбіну III.
III, Тканинний Ліпопротеїн, бере участь в зовнішньому шляху активації фактора X. З формених
тромбопластин елементів тканинний тромбопластин можуть синтезувати тільки моноцити.
IV,
Іони Мають першорядне значення для активації протромбінази й перетворення
Кальцію
протромбіну на тромбін. Прискорюють утворення фібрину. Необхідні для
взаємодії факторів згортання з фосфоліпідною поверхнею клітин. Кальцій
здатний зв'язувати гепарин, завдяки чому згортання крові прискорюється.
V,
β-Глобулін, синтезується в печінці, не залежить від вітаміну К. Перетворюється
Проакселери автокаталітично за наявності тромбіну. Необхідний для утворення внутрішньої
н (Ас-глобулін протромбінази і для перетворення протромбіну на тромбін, коли в комплекс
плазми)
включаються фактор Ха, Са2+і фосфоліпіди.
VI, Акселерин β-Глобулін, активна форма фактора V.
(Ас-глобулін
сироватки)

126. Фактори згортання крові

Назва
VII,
Проконвертин
Характеристика
Серинова протеїназа з аргінін-естеразною активністю, бере участь в активації
фактора X, синтезується в печінці за участі вітаміну К. Фактори ХII, Ха,
каллікреїн можуть перетворювати фактор VII на VIIa. Сприяє утворенню
тканинної протромбінази. Фактор VII у циркулюючій крові активує фактор X. Ця
дія підсилюється після активації проконвертину тканинним тромбопластином.
VIII,
Складний глікопротеїн, синтезується в печінці, селезінці, клітинах ендотелію,
Антигемофільний лейкоцитах, нирках. У крові циркулює у вигляді комплексу із трьох субодиниць,
глобулін А
позначуваних VIIIK(коагулююча одиниця), VIII-АГ (основний антигенний маркер) і
VIII-фВ (фактор Віллебранда, пов'язаний з VIII-АГ). VIII-фВ регулює синтез
коагулянтної частини антигемофільного глобуліну—VIIIK.
IX,
Антигемофільний
глобулін В
(ф-р Крістмаса)
Серинова протеїназа, бере участь в утворенні активного тромбопластину;
синтезується в печінці за участі вітаміну К. У процесі згортання крові не
використовується повністю й залишається в сироватці в більш активному стані,
ніж у плазмі.
X, Тромботропін Глікопротеїн з масою молекули 54 200-56 кДа, складається із двох
(автопротромбін С, поліпептидних ланцюгів: тяжкого (з молекулярною масою 38 000), на якому
фактор Стюарта - перебуває активний центр, і легкого — із залишком карбоксиглютамінової
Прауера)
кислоти. Серинова протеїназа, синтезується в печінці за участі вітаміну К бере
участь в утворенні тромбіну.
XI, Попередник Глікопротеїн з масою молекули 160 000 Да. У процесі згортання крові повністю
плазмового
не використовується, тому виявляється у великій кількості в сироватці. Активна
тромбопластину форма утворюється за участі факторів ХIIа, Флетчера й Фітцжеральда-Фложе.
(фактор Розенталя)

127. Фактори згортання крові

XII, Фактор
контактної
активації
(Хагемана)
Сполука з масою молекули 80 000 Да. Місце синтезу невідомо. У
лабораторних умовах активується при зіткненні з поверхнею кварцу й
скла, каоліну, целіту, азбесту, вуглекислого барію; а в організмі - при
контакті зі шкірою, волокнами колагену, хондроїтинсірчаною кислотою,
міцелами насичених жирних кислот, бактеріальними ліпополісахаридами,
що містять радикали жирних кислот, ендотоксинами, адреналіном і
норадреналіном. “Ініціатор” внутрішньосудинної коагуляції, активує
прекалікреїни плазми, служить активатором фібринолізу. відіграє роль
передавального механізму від системи згортання до калікреїн-кінінової
системи, системи комплементу та фібринолізу.
XIII,
α2-Глікопротеїд з масою молекули 300 000 — 340 000 Да. Виявляють в
Фібринстабілізу- судинній стінці, тромбоцитах, еритроцитах, нирках, легенях, м'язах,
вальний фактор плаценті. У плазмі перебуває у вигляді проферменту, з'єднаного з
(трансглутаміназа) фібриногеном. Під впливом тромбіну перетворюється на активну форму
(XIIIa). 10% фібринази забезпечують повноцінний гемостаз, 2% цього
фактора достатні для зупинки кровотечі. Тромби, що утворилися в
присутності фібринази, дуже повільно піддаються лізису.
Фактор
Бере участь в активації фактора XI. У процесі згортання крові повністю не
Фітцжеральда використовується. Його активність не знижується під впливом непрямих
(кініноген)
антикоагулянтів.При його відсутності порушується активація внутрішньої
системи каоліном.
Фактор Флетчера Бере участь у реакціях коагуляції в контактній фазі. При його відсутності
(прекалікреїн) порушується загальний час згортання. Активує фактори VII й IX, зв'язуючи
внутрішню й зовнішню системи активації фактора X.

128. Роль вітаміну К

До вітамін К-залежних білків належать фактори II, VII, IX, X, а також білки
С i S. Вони утворюються в печінці, їхньою характерною ознакою є
наявність карбоксиглутамінової кислоти (Glu). Залишки Glu, які
утворюються внаслідок посттрансляційного карбоксилювання глутамінової
кислоти за участі вітаміну К, групуються в особливих білкових доменах.
Приєднання додаткових,
негативно
заряджених
карбоксильних
груп
потрібне для зв’язування
факторами цієї групи
іонів Са2+. Саме таке
зв’язування забезпечує
взаємодію
між
молекулами в реакціях
плазмокоагуляції,
які
відбуваються
за
наявності іонів Са2+
Антагоністи вітаміну K (наприклад, варфарин, дикумарол, тощо) інгібують
вітамін-K-епоксидредуктазу, блокуючи γ-карбоксилювання

129. Роль вітаміну К

Препарати групи кумарину (неодикумарин, фепромарон, нітрофарин,
синкумарол тощо) інгібують вітамін К-залежне карбоксилювання
залишків глутамінової кислоти в N-кінцевій частині молекули факторів
II, VII, IX і X. Препарати кумарину застосовують для тривалого
зниження згортання крові й лікування тромбозів, тромбофлебітів,
тромбоемболічних ускладнень при інфаркті міокарда, емболічних
уражень різних органів. Після введення вітаміну К синтез у печінці Gluвмісних факторів згортання відновлюється.
До патологій, пов’язаних з дефектами утворення вітамін К-залежних
факторів згортання крові, належать гемофілія В (хвороба Крістмаса)
та гемофілія Лейден пов’язані зі спадковим дефіцитом фактора IX,
хвороба Стюарта-Прауера зумовлена недостатністю фактора X,
спадкова гіпоконвертинемія - дефіцитом фактора VII, гіпо-(дис-)
протромбінемія - зниженням синтезу або аномалією фактора II, а
також комбінованим спадковим дефектом вітамін К-залежних
факторів.
Ці
захворювання
проявляються
кровоточивістю
мікроциркуляторного типу (петехії, синці), носовими кровотечами та
кровотечами з ясен, тяжкими кровотечами після хірургічних втручань
тощо.

130. Коагуляційний гемостаз

131. Коагуляційний гемостаз

Фаза активації. Найскладнішим і ключовим процесом цієї фази є формування
комплексу протромбінази - ферментного комплексу, що складається з
активованого фактора Xa, кофактора Va, іонів Ca²⁺ та фосфоліпідної поверхні
(фосфоліпопротеїнів), джерелом якої є мембрани активованих тромбоцитів або
ушкоджених тканин.
Формування протромбінази відбувається двома шляхами — зовнішнім і
внутрішнім.
Зовнішній шлях активується при ушкодженні тканин упродовж 5–10 секунд.
Тканинний фактор (фактор III, тромбопластин), що вивільняється з ушкоджених
клітин і локалізується на фосфоліпідних мембранах, у присутності іонів Ca²⁺
активує фактор VII. Комплекс TF–VIIa–Ca²⁺ каталізує активацію фактора X, який
у вигляді Xa включається до складу протромбіназного комплексу.
Внутрішній шлях активується повільніше – упродовж 5–7 хвилин і не потребує
тканинного тромбопластину. Пусковим механізмом є активація фактора XII при
контакті крові з колагеном субендотелію або з негативно зарядженими
поверхнями. Фактор XII також може активуватися шляхом протеолітичного
розщеплення за участі калікреїну, тромбіну або трипсину у присутності
високомолекулярного кініногену. Каскад реакцій внутрішнього шляху зрештою
також приводить до утворення фактора Xa і формування протромбінази.

132. Активація фібриногену

Після фази активації настає фаза коагуляції (утворення тромбіну). На цьому етапі
сформований комплекс протромбінази (Xa–Va–Ca²⁺–фосфоліпіди) каталізує
протеолітичне перетворення протромбіну (фактор II) на тромбін (IIa).
Тромбін розщеплює фібриноген з утворенням
мономерів фібрину. Фібриноген – глікопротеїн
з молекулярною масою близько 340 кДа,
димер, у кожній одиниці якого містяться три
поліпептидні
ланцюги,
з'єднані
дисульфідними
містками.
Склад
поліпептидних
ланцюгів
молекули
фібриногену позначають Аα2, Вβ2 і γ2. Великі
букви відповідають тим ділянкам, які
від’єднуються від фібриногену під впливом
тромбіну. Фрагменти А і В містять велику
кількість аспартату та глутамату, що створює
потужний негативний заряд на N-кінцях
молекули фібриногену і запобігає агрегації
Фактор I у тому вигляді, у якому він виробляється паренхіматозними клітками печінки й
надходить у кров, називається фібриногеном А. Тромбін розщеплює чотири пептидні
зв'язки типу -Аrg-Glу- в молекулі фібриногену плазми, від’єднуючи
від молекули
фібриногену 2 пептиди А, утворюючи дез-А-мономери фібрину (неповноцінні мономери
фібрину). Потім від’єднуються 2 пептиди В з утворенням дез-АВ-мономерів. Та молекула
фібриногену, що залишилася – це фібрин-мономер. Вона здобуває здатність з'єднуватися
із собі подібними й утворювати фібрин-полімер, що являє собою гель (або згусток).

133.

134. Антизгортальна система крові

Крім речовин, що сприяють згортанню крові, існує низка інгібіторів цього
процесу – антикоагулянтів, які запобігають розвитку гемокоагуляції.
Серед фізіологічних антикоагулянтів розрізняють первинні, які постійно
наявні в організмі, та вторинні, що утворюються в процесі згортання
крові або під час фібринолізу. За певних патологічних станів, а також під
впливом деяких лікарських засобів, можуть з’являтися патологічні
антикоагулянти – імунні інгібітори окремих факторів згортання крові.
До
первинних
фізіологічних
антикоагулянтів
належать
антитромбопластини, антитромбіни та гепарин. Антитромбопластини
проявляють антитромбопластинову та антипротромбіназну активність.
Антитромбіни зв’язують і інактивують тромбін та інші серинові протеази
системи згортання крові; серед них найбільш вивченим є антитромбін III.
Гепарин, взаємодіючи з антитромбіном III, значно посилює його
антикоагулянтну дію.
До інших первинних фізіологічних антикоагулянтів належать система
протеїну C (протеїн C та його кофактор протеїн S), інгібітор тканинного
фактора (TFPI) та α₂-макроглобулін.

135. Антизгортальна система крові

За своєю природою антитромбін III (АТ-III) є глікопротеїном, що належить до α₂глобулінової фракції білків плазми крові. Під час взаємодії АТ-III з тромбіном
утворюється стабільний комплекс, у якому фермент та інгібітор з’єднані
ковалентним зв’язком. Формування цього комплексу відбувається внаслідок
зв’язування серину активного центру тромбіну з аргініновими залишками
молекули АТ-III та супроводжується обмеженим протеолізом інгібітора.
Антитромбін III інгібує більшість активованих ферментних факторів згортання
крові, зокрема ІІа, Ха, ІХа, ХІа та ХІІа, і забезпечує близько 75 % загальної
антикоагулянтної активності плазми крові.
АТ-ІІІ зв’язує тромбін
у співвідношенні 1:1,
але активність
антитромбіну ІІІ
залежить від
наявності гепарину,
він має незначну
ендогенну активність
і не запобігає
утворенню фібрину
на місці кровотечі.

136. Гепарин

Гепарин – природний сульфатований
полісахарид
із
полівалентною
інгібіторною дією. Вперше його було
виділено з клітин печінки, що зумовило
відповідну
назву.
У
високих
концентраціях гепарин інгібує всі фази
процесу згортання крові.
Гепарин є не лише потужним антикоагулянтом: він активує
неферментний фібриноліз, а також сприяє поліпшенню коронарного
кровоплину.
За фізіологічних умов гепарин у вільному стані в крові не міститься. Він
синтезується тканинними базофілами та базофільними лейкоцитами;
особливо високий його вміст характерний для тканин печінки, нирок,
серця та м’язів. Yа поверхні ендотелію судин наявна певна кількість
глікозаміногліканів і глікопротеїнів, які у складі своїх вуглеводних
ланцюгів містять гепариноподібні структури. У зв’язку з цим під час
контакту крові з неушкодженим ендотелієм тромбін може інактивуватися
антитромбіном III за каталізуючої дії глікопротеїнів поверхні ендотелію.

137.

138. Фібриноліз

Фібриноліз – процес ферментативного розщеплення фібрину
кров'яного згустка, що супроводжується руйнуванням тромбу. За
рахунок функціонування фібринолітичної системи відбувається постійне
розчинення внутрішньосудинних тромбів, що можуть утворюватися на
стінках кровоносних судин внаслідок дії факторів, які активують
згортальну систему крові.

139.

Фібриноліз складається з двох послідовних
етапів
І
етап
–
утворення
з
неактивного
проферменту
плазміногену
(профібринолізину) активного ферменту – протеїнази плазміну (фібринолізину),
Плазміноген – глікопротеїн із класу β-глобулінів. Активація плазміногену з
утворенням активного плазміну здійснюється за рахунок розщеплення
протеїназами внутрішнього пептидного зв'язку Arg560 → Val561. Фізіологічними
активаторами цього глікопротеїну є фактор ХIIа, судинні та тканинні активатори
плазміногену (ТАП). Важливим активатором плазміногену є урокіназа, яка
синтезується в нирках. Здатність активувати глікопротеїн без розщеплення
внутрішньомолекулярного пептидного зв'язку має стрептокіназа – білок, що
входить до складу β-гемолітичного стрептокока.
Плазмін – фермент, що за механізмом
ферментативної дії є сериновою
протеїназою трипсиноподібної дії, він
може існувати в двох формах:
• високомолекулярній - має кінцеву
глутамінову кислоту (глуплазміноген);
• низькомолекулярній – внаслідок
часткового лізису має кінцеву
амінокислоту –лізин (лізплазміноген), активується швидше в
10 - 20 разів за глу-плазміноген.

140.

Фібриноліз складається з двох послідовних
етапів
II етап — розщеплення фібрину до пептидних продуктів протеолізу.
Процес каталізується активним плазміном. Адсорбування плазміногену на
поверхні фібринових волокон відбувається ще під час утворення тромба
Плазмін під впливом ТАП гідролізує фібрин з утворенням пептидів X і Y, які
активують фібриноліз, та D і E, які його гальмують. Ці пептиди потрапляють у
кровоплин і там фагоцитуються.
Руйнування тромба призводить до вивільнення з нього плазміну та ТАП, які в
крові легко інактивуються специфічними інгібіторами та захоплюються печінкою.

141. Гемофілія

Гемофілія - спадковt захворюванням,
зумовленим дефіцитом одного з про
коагулянтів, які беруть участь в активації
згортання крові. Виділяють гемофілію А
(дефіцит фактора VІІІ), гемофілію В
(дефіцит фактора ІХ) та гемофілію С
(дефіцит фактора ХІ).
Найчастішою формою є гемофілія А, яка
з загального числа хворих на гемофілію
становить 87 – 94 % випадків.
Гемофілію
виявляють,
зазвичай,
у
дитячому віці. Одним з характерних її
проявів є крововиливи у великі суглоби
кінцівок, утворення масивних підшкірних,
внутрішньом’язових гематом, тривалі
рецидивуючі кровотечі після травм та
операцій, а також після незначних порізів
шкіри та слизових оболонок, екстракції
зубів та інших дрібних операцій.

142. Порушення коагуляційного гемостазу

•А-(гіпо-)фібриногенемії
характеризуються повною або частковою
відсутністю в плазмі фібриногену. Патологія успадковується аутосомнорецесивно, характеризується тяжкими кровотечами внаслідок повної
відсутності здатності крові до коагуляції.
•Дисфібриногенемії – коагулопатії, які виникають при амінокислотних
замінах у первинній структурі молекул фібриногену. Аномальні
молекули фібриногену мають змінену конформацію, що утруднює
нормальний процес перетворення фібриногену на фібрин.
•Тромбофілії – спадкові або набуті розлади гемостазу, наслідком
яких є підвищена схильність до рецидивуючих тромбозів.
Спадкові
тромбофілії
зумовлені
спадковим
дефіцитом
антитромбіну ІІІ (АТ ІІІ), який інактивує тромбін, фактор Ха і,
меншою мірою, фактори ХІІа, ХІа, ІХа. Швидкість інактивації
значно зростає під впливом гепарину. Основним клінічним
проявом даної патології є підвищена схильність до тромбозів
різної локалізації.

143. Дисеміноване внутрішньосудинне згортання крові (ДВЗ-синдром)

Дисеміноване внутрішньосудинне згортання крові – це системний
патологічний процес, зумовлений неконтрольованою активацією коагуляційного
каскаду, що призводить до надмірного утворення фібрину, споживання факторів
згортання та антикоагулянтів, а також вторинної активації фібринолізу.
Біохімічні причини розвитку
ДВЗ-синдрому
Надмірна експресія тканинного
фактора (TF) та тромбопластична
активація коагуляції
• Акушерські ускладнення (плацентарна
тканина як джерело TF)
• Злоякісні новоутворення (експресія TF
пухлинними клітинами)
• Сепсис (ендотоксин-індукована
експресія TF моноцитами та
ендотелієм)
Ендотеліальна дисфункція та
порушення антикоагулянтних
механізмів
• Аутоімунні захворювання (імунне
ушкодження ендотелію, ↓
тромбомодуліну)
• Екстремальні температурні впливи
(денатурація ендотеліальних білків)
• Інфекції (цитокін-опосередковане
ушкодження ендотелію)
Активація зовнішнього шляху
згортання, утворення тромбіну
Зниження активності протеїну C,
антитромбіну III, тканинного
інгібітора шляху TF (TFPI)

144. Дисеміноване внутрішньосудинне згортання крові

Форми ДВЗ-синдрому:
Хронічний ДВЗ
Гострий ДВЗ
•Тривала, помірна активація коагуляції
•Часткове компенсаторне збереження
антикоагулянтних механізмів
•Переважання субклінічного мікротромбоутворення
•Раптова, масивна генералізована активація
коагуляційного каскаду
•Швидке споживання факторів згортання та
інгібіторів коагуляції
Біохімічні варіанти гострого ДВЗ:
Коагуляційно-домінуючий – надлишкова
генерація тромбіну, масивне утворення
фібрину
Фібринолітично-домінуючий –
гіперактивація плазміну, інтенсивний
розпад фібрину і фібриногену
Стадії ДВЗ-синдрому
I стадія —
гіперкоагуляція
•Активація зовнішнього та
внутрішнього шляхів
згортання
•Надмірне утворення
тромбіну
•Полімеризація фібрину та
мікротромбоз
II стадія —
гіпокоагуляція
•Виснаження факторів
згортання (I, II, V, VIII)
•Зниження рівнів
антитромбіну III та пр. C
•Порушення балансу між
коагуляцією та
антикоагуляцією
III стадія —
гіпокоагуляція з
генералізованою
активацією
фібринолізу
•Активація плазміногену →
плазмін
•Інтенсивний лізис фібрину
та фібриногену
•Накопичення FDP і Dдимерів
IV стадія — повне
незгортання крові
•Активація плазміногену →
плазмін
•Інтенсивний лізис фібрину та
фібриногену
•Накопичення FDP і Dдимерів

145. Основні зміни згортання крові при COVID-19

Зміни згортання крові при коронавірусній інфекції (COVID-19) є
одним із ключових патофізіологічних механізмів, що визначають
тяжкість перебігу захворювання. У пацієнтів з COVID-19 часто
спостерігається коагулопатія, тромбофілія та дисеміноване
внутрішньосудинне згортання (ДВЗ-синдром).
Гіперкоагуляція
•Підвищення рівня фібриногену та D-димеру (маркерів
тромбоутворення).
•Підвищена активність фактора Віллебранда та агрегації тромбоцитів.
•Зниження фібринолізу через збільшення рівня інгібітора активатора
плазміногену-1 (PAI-1).
Ендотеліальна дисфункція
•Ураження ендотелію вірусом SARS-CoV-2 → запалення та викид
прозапальних цитокінів (IL-6, IL-1β, TNF-α).
•Підвищення рівня тканинного фактора (TF), який активує зовнішній
шлях коагуляції.

146.

Біохімічні закономірності
реалізації імунних процесів.
Імунодефіцитні стани

147. Загальна характеристика імунної системи

Імунна система – це сукупність клітин, тканин і молекул, що
забезпечують розпізнавання «свого» і «чужого»; елімінацію патогенів,
пухлинних клітин та ушкоджених власних клітин та підтримання
гомеостазу та імунологічної пам’яті.
Основні функції:
1. Бар’єрна, що полягає в перешкоджанні проникненню чужорідних
агентів
2. Розпізнавальна характеризується ідентифікацією антигенів
3. Ефекторна належить нейтралізації та знищенню антигенів
4. Регуляторна – це контроль інтенсивності імунної відповіді
5. Пам’ять полягає у швидкій відповіді при повторному контакті
Рівні імунного захисту:
•Вроджений (неспецифічний) - швидкий,
без імунної пам’яті
•Набутий (специфічний) - повільніший,
високоспецифічний, з пам’яттю

148. Клітини імунної відповіді

Клітини вродженого імунітету:
•Нейтрофіли – фагоцитоз, утворення активних форм
кисню
•Моноцити / макрофаги – фагоцитоз, презентація
антигенів
•Дендритні клітини – головні антигенпрезентуючі
клітини
•NK-клітини – цитотоксичність без попередньої
сенсибілізації
•Еозинофіли, базофіли, тучні клітини – участь у
запаленні та алергії
Клітини набутої імунної
відповіді:
•T-лімфоцити
• CD4⁺ (хелпери) — регуляція
імунної відповіді
• CD8⁺ (цитотоксичні) —
знищення інфікованих
клітин
•B-лімфоцити — диференціюються
в плазматичні клітини → синтез
антитіл

149.

Імуноглобуліни як ефектори гуморального
імунітету
Імуноглобуліни (Ig, антитіла) – це глікопротеїни плазми крові, що
синтезуються плазматичними клітинами та забезпечують специфічну
гуморальну імунну відповідь.
Основні властивості:
• висока антигенна специфічність;
• здатність до зв’язування антигенів;
• реалізація ефекторних функцій через Fcфрагмент;
• участь у нейтралізації, опсонізації та активації
комплементу.
Класи імуноглобулінів людини:
•IgG, IgM, IgA, IgE, IgD
(відрізняються будовою важких ланцюгів і
біологічними функціями)

150.

Структура імуноглобулінів
Загальна будова:
• 2 важкі (H) ланцюги (~50–70 кДа)
• 2 легкі (L) ланцюги (~23 кДа)
з’єднані між- та внутрішньоланцюговими
дисульфідними зв’язками
Функціональні ділянки:
•Fab-фрагмент
→ зв’язування антигену
•Fc-фрагмент
→ взаємодія з Fc-рецепторами клітин та
компонентами комплементу
Домени:
•V-ділянки (variable) – забезпечують
специфічність (містять CDR —
комплементарно-визначальні ділянки)
•C-ділянки (constant) – визначають клас
Ig та ефекторні властивості

151.

Біологічні функції імуноглобулінів
Основні ефекторні функції:
• Нейтралізація антигенів (вірусів, токсинів, бактеріальних адгезинів)
• Опсонізація – полегшення фагоцитозу (через Fc-рецептори макрофагів)
• Активація системи комплементу – лізис клітин-мішеней
• Антитілозалежна клітинна цитотоксичність (ADCC) – участь NK-клітин
Функціональна спеціалізація класів:
•IgG – основний сироватковий Ig, опсонізація, трансплацентарний перенос
•IgM – перша відповідь, потужна активація комплементу
•IgA – місцевий імунітет (слизові оболонки)
•IgE – алергічні реакції, протипаразитарний захист
•IgD – рецепторна функція на В-лімфоцитах
Регуляція синтезу імуноглобулінів відбувається на клітинному та
молекулярному рівнях. Антитіла синтезуються активованими В-лімфоцитами
після їх диференціації у плазматичні клітини за участю T-хелперів (CD4⁺).
Цитокіни (IL-4, IL-5, IL-6, TGF-β) визначають напрямок ізотипового переключення
імуноглобулінів, яке є неможливим без взаємодії CD40–CD40L.

152.

Характеристика класів імуноглобулінів
IgG
Будова: мономер; 4 підкласи (IgG1–IgG4); гнучка
шарнірна ділянка.
Роль: основний імуноглобулін сироватки крові
(≈75%); нейтралізація токсинів і вірусів;
опсонізація; активація комплементу (крім IgG4).
Особливості: єдиний клас, що проходить через
плаценту → пасивний імунітет плода.
Клінічне значення: підвищується при хронічних
інфекціях та аутоімунних захворюваннях.
IgM
Будова: пентамер (у сироватці) з J-ланцюгом;
мономер на поверхні В-лімфоцитів.
Роль: перший імуноглобулін первинної
імунної відповіді; найефективніший активатор
комплементу.
Особливості: висока авідність до антигенів.
Клінічне значення: маркер гострої інфекції;
підвищення — при макроглобулінемії
Вальденстрема.

153.

Характеристика класів імуноглобулінів
IgA
Будова: димер у секретах (з J-ланцюгом і секреторним
компонентом); мономер у крові.
Роль: місцевий імунітет у слині, сльозах, молоці, слизу.
Особливості: стійкий до протеолізу; зазвичай не
активує комплемент.
Клінічне значення: дефіцит IgA → часті інфекції
слизових оболонок.
ІgE
Будова: мономер з додатковим константним доменом.
Роль: участь в алергічних реакціях негайного типу; захист
від гельмінтів.
Особливості: висока афінність до Fc-рецепторів тучних
клітин і базофілів.
Клінічне значення: підвищується при алергіях, астмі,
паразитарних інфекціях.
IgD
Будова: мономер; низька концентрація в плазмі.
Роль: рецептор антигену на наївних В-лімфоцитах.
Особливості: не активує комплемент; функції в сироватці обмежені.
Клінічне значення: рідкісні IgD-мієломи.

154.

Медіатори та гормони імунної системи: загальна
характеристика
Медіатори імунної системи – це біологічно активні білкові та пептидні
молекули, які забезпечують взаємодію клітин імунної системи, координацію
імунної відповіді та зв’язок імунної системи з іншими регуляторними системами
організму.
Основні властивості:
•діють
у
надзвичайно
малих
концентраціях;
•мають аутокринну, паракринну та
ендокринну дію;
•реалізують ефекти через специфічні
мембранні рецептори;
•запускають
внутрішньоклітинні
сигнальні каскади.
Основні групи:
•інтерлейкіни;
•інтерферони;
•білково-пептидні фактори росту та проліферації клітин.

155.

Інтерлейкіни (IL)
Інтерлейкіни – це група цитокінів, що забезпечують комунікацію між
лейкоцитами та регуляцію імунної відповіді.
Основні функції:
• активація та диференціація Т- і
В-лімфоцитів;
• регуляція запалення;
• стимуляція синтезу антитіл;
• контроль апоптозу та
проліферації клітин.
Приклади:
•IL-1 — прозапальний медіатор, індукує гарячку;
•IL-2 — фактор росту Т-лімфоцитів;
•IL-4, IL-5 — стимулюють гуморальну імунну відповідь;
•IL-6 — індукує синтез білків гострої фази;
•IL-10 — протизапальний цитокін.

156.

Інтерферони (IFN)
Інтерферони – це цитокіни з вираженою
імуномодулюючою та протипухлинною дією.
Класи інтерферонів:
• IFN-α, IFN-β (тип I) —
продукуються
інфікованими клітинами,
пригнічують реплікацію
вірусів;
• IFN-γ (тип II) —
синтезується Tлімфоцитами та NKклітинами, активує
макрофаги.
Основні ефекти:
•індукція синтезу противірусних білків;
•підвищення експресії молекул MHC;
•активація клітин вродженого імунітету.
противірусною,

157.

Білково-пептидні фактори росту та проліферації клітин
Фактори росту – це сигнальні білки та пептиди, що регулюють проліферацію,
диференціацію та виживання клітин імунної системи.
Основні представники:
•CSF (colony-stimulating factors) стимулюють кровотворення (G-CSF, GMCSF);
•TNF-α - регуляція запалення, апоптозу;
•TGF-β - імунна толерантність,
пригнічення проліферації;
•NGF, PDGF - міжсистемна регуляція
росту клітин.
Медіатори і гормони імунної системи формують єдину регуляторну мережу.
Вони забезпечують:
• координацію клітинної та гуморальної імунної відповіді;
• взаємодію імунної, ендокринної та нервової систем;
• адаптацію імунної відповіді до типу ушкодження.
•Порушення їх синтезу або сигналінгу лежить в основі:
• автоімунних захворювань;
• імунодефіцитів;
• хронічного запалення та пухлинного росту.

158.

Система комплементу: біохімічна організація
Система комплементу – це каскад >30 розчинних та мембранозв’язаних білків
плазми, що належать переважно до β-глобулінової фракції сироватки.
Основні компоненти синтезуються в гепатоцитах, а також у макрофагах та
епітеліальних клітинах.
Більшість білків циркулює у
вигляді
неактивних
проферментів і активується
шляхом обмеженого протеолізу.
Продукти
активації
мають
суфікси “a” і “b” (наприклад, C3a
і C3b), де:
•“a”
—
низькомолекулярні
пептиди-медіатори запалення
•“b”
—
високомолекулярні
фрагменти, що зв’язуються з
поверхнями клітин
Функціонально система комплементу забезпечує:
•опсонізацію (C3b),
•хемотаксис і запалення (C3a, C5a),
•цитоліз через мембраноатакувальний комплекс (C5b–C9).

159.

Класичний шлях активації
Класичний шлях ініціюється імунними комплексами антиген–антитіло (IgG або
IgM), це імунозалежний протеолітичний каскад, де кожен етап ампліфікує
сигнал.
Пусковий етап:
C1q зв’язується з Fcфрагментом імуноглобуліну
→ активуються C1r і C1s
(серинові протеази).
C1s розщеплює:
•C4 → C4a + C4b
•C2 → C2a + C2b
На поверхні клітини формується C3-конвертаза класичного шляху C4b2a
Вона каталізує:
C3 → C3a + C3b
Додавання C3b формує C5-конвертазу – C4b2a3b, що запускає термінальну
фазу.

160.

Альтернативний (пропердиновий) шлях
Альтернативний шлях не потребує антитіл і активується
безпосередньо на поверхнях бактерій, вірусів, грибів,
ушкоджених клітин.
У плазмі постійно відбувається спонтанний
гідроліз C3 → C3(H₂O).
Цей активований C3 зв’язує фактор B, який
розщеплюється фактором D →
утворюється Bb.
Формується C3-конвертаза
альтернативного шляху C3bBb
Пропердин (фактор P) стабілізує цей комплекс, подовжуючи його
активність.

161.

Загальна термінальна фаза
Незалежно від шляху активації, обидва механізми сходяться на
утворенні C5-конвертази, яка розщеплює:
C5 → C5a + C5b
C5b ініціює збірку мембраноатакувального комплексу (MAC):
C5b → C6 → C7 → C8 → C9ₙ
Полімеризований C9 формує трансмембранний поровий канал, що
порушує осмотичну рівновагу і спричиняє лізис клітини-мішені.
З біохімічної точки зору MAC – це приклад білкового
надмолекулярного комплексу, який фізично руйнує мембрану.

162.

Загальна біохімічна основа імунодефіцитів
Імунодефіцитні стани – це порушення
функції імунної системи, зумовлені
дефектами:
•синтезу імунних білків
(імуноглобуліни, комплемент,
цитокіни),
•клітинного метаболізму лімфоцитів,
•рецепторної трансдукції.
На молекулярному рівні імунодефіцит
є наслідком:
•дефектного експресування генів
імунних білків,
•порушеного ферментативного
дозрівання лімфоцитів,
•нестачі енергії, необхідної для
проліферації та синтезу білка.

163.

Первинні (вроджені) імунодефіцити: біохімічні
механізми
Первинні імунодефіцити спричинені мутаціями в генах, що кодують імуноглобуліни,
компоненти комплементу, рецептори лімфоцитів, ферменти клітинного метаболізму.
Синдром Луї–Бар (атаксія-телеангіектазія),
зумовлена мутаціями гена ATM, який кодує
серин-треонінову кіназу, відповідальну за
репарацію дволанцюгових розривів ДНК і
контроль клітинного циклу. Дефект ATM
призводить до порушення V(D)J-рекомбінації.
Унаслідок цього порушується клітинний
імунітет і різко зростає схильність до вірусних
та бактеріальних інфекцій.
Швейцарський тип агаммаглобулінемії
(тяжкий комбінований імунодефіцит, SCID)
Це найтяжча форма первинного
імунодефіциту, при якій порушений розвиток і
B-, і T-лімфоцитів. Біохімічною причиною часто
є дефект ADA або пуриннуклеозидфосфорилази, що викликає апоптоз
лімфоцитарних попередників, що блокує
дозрівання імунних клітин. У крові відсутні або
різко знижені Ig, не формується клітинний
імунітет.
Агаммаглобулінемія Брутона
Мутація тирозинкінази
(внутрішньоклітинна тирозинкіназа,
ключовий фермент сигнального шляху Bклітинного рецептора (BCR)) порушує
сигнальну трансдукцію в пре-В-клітинах →
вони не дозрівають → відсутність
імуноглобулінів у плазмі.
Синдром гіперімуноглобулінемії E - це
первинний імунодефіцит, найчастіше
зумовлений мутаціями гена STAT3, що
порушує передачу сигналів від
цитокінових рецепторів. Дефект STAT3
блокує диференціацію Th17-лімфоцитів,
які в нормі індукують синтез антимікробних пептидів і рекрутування нейтрофілів.
Унаслідок цього різко знижується
ефективність імунітету шкіри та слизових.
Характерною біохімічною ознакою є
надвисокий рівень IgE при зниженні
функції нейтрофілів.

164.

Вторинні (набуті) імунодефіцити: метаболічні
причини
Вторинні імунодефіцити виникають при впливі факторів, що порушують
біосинтез і енергетику імунних клітин.
Основні біохімічні механізми:
Білково-енергетична
недостатність
Нестача амінокислот → ↓ синтез:
•імуноглобулінів,
•компонентів комплементу,
•цитокінів.
Дефіцит мікронутрієнтів
•Zn → порушення транскрипційних
факторів і диференціації Т-клітин
•Fe → пригнічення проліферації
лімфоцитів
•Вітаміни A, D, B6, фолати → дефекти
синтезу нуклеотидів і регуляції імунної
відповіді
Окиснювальний стрес
Активні форми кисню ушкоджують
мембрани та ДНК лімфоцитів →
знижується їх життєздатність.

165.

ВІЛ як модель вторинного імунодефіциту
Збудником синдром набутого імунодефіциту є
представник родини ретровірусів, підродини
лентівірусів – вірус імунодифіциту людини (ВІЛ).
Він має сферичну форму, його діаметр 100 нм.
Оболонка утворена подвійним шаром ліпідів.
Ліпідна мембрана походить із зовнішньої
мембрани клітини-господаря. Зовнішня мембрана
вірусу пронизана білками оболонки – gp 41 і gp
120. Всередині оболонки знаходиться серцевина
вірусу, утворена білками р24, р18, Р15, у ній
містяться вірусна РНК і ензими рестриктаза,
РНКаза, протеаза.
ВІЛ уражає CD4⁺ Т-лімфоцити, використовуючи:
•CD4-рецептор,
•хемокінові корецептори (CCR5, CXCR4).
Після входження вірусу:
•вірусна зворотна транскриптаза
синтезує ДНК з РНК,
•інтеграза вбудовує її в геном клітини.
Це порушує:
•синтез цитокінів,
•активацію B-клітин,
•регуляцію всієї імунної відповіді.

166.

Дякую за увагу!