Материал: Кленова Н.А. Биохимия патологических состояний

УДК 612.015 ББК 28.902

К 484

Рецензенты : д-р мед.наук И.Г. Кретова; д-р биол. наук В.С. Григорьев

Кленова Н.А.

К 484 Биохимия патологических состояний: учебное пособие / Н.А. Кленова; Федеральное агентство по образованию. Самара: Изд-во «Самарский университет», 2006 – 216 с.

Учебное пособие включает современные сведения о биохимических основах воспалительного процесса, параметрах гомеостаза и их регуляции, сдвигах гомеостаза при патологических состояниях. Подробно представлены диагностически важные ферментативные тесты с принципами определения. Содержатся современные данные о нарушениях обмена веществ, болезнях рецепции, «конформационных» болезнях. На основе новых исследований рассмотрены вопросы транспорта липопротеидных частиц кровью, взаимодействия их с клетками и современные механизмы развития атеросклероза.

Предназначено для студентов биологических факультетов, специализирующихся по биохимии, а также для аспирантов, медиков.

УДК 612.015 ББК 28.902

©Кленова Н.А.,2006

©Самарский государственный университет, 2006

©Издательство «Самарский университет», оформление, 2006

2

вклетках ………………………………………………………………… 160

3.1.Гипоксия как причина нарушений метаболических процессов

3.4.«Изнанки метаболизма» – химические процессы в клетках и организме………………………………………………………………… 204

Библиографический список………………………………………………… 208

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Еще в глубокой древности люди пытались понять, что лежит в основе

происходят в конце XIX – начале XX веков. Выдвинутая Р. Вирховым концепция «болезни» как результата повреждения клеток была подвергнута критике со стороны многих физиологов в основном из-за трактовки Р. Вирховым организма как простой совокупности клеток. Хотя в самой концепции Вирхова, особенно в регистрации им характерных повреждений соединительной ткани в процессе воспаления, очень много рационального.

Выдающийся физиолог И.В. Давыдовский трактовал болезнь как особую форму приспособленности. Причем Давыдовский высказывал мысль об относительной степени патогенности повреждающих факторов, которая определяется состоянием организма. Новый смысл понятие «болезнь» приобретает после формулировки состояния гомеостаза К.Бернаром. Вскоре У. Кэннон выдвигает концепцию нарушения гомеостаза как основу болезненного процесса [20].

Существенное значение для понимания реакции организма на действие повреждающих факторов и механизмов развития патологических процессов оказала концепция общего адаптационного синдрома Г.Селье, появившаяся в середине XX века [34]. Согласно современным представлениям, болезнь представляет собой «извращенный жизненный процесс», который включает как повреждения на уровне молекул и/или процессов, так и сдвиг гомеостаза (гомеокинез) и установление новых параметров системы, выходящих за рамки нормы реакции на изменение факторов среды. Если раньше основной причиной заболеваний считали действие факторов внешней среды на организм, то сейчас все большую популярность приобретает мнение, что молекулярные механизмы возникновения болезней заключены в самом организме, приводя в сочетании с факторами окружающей среды или самостоятельно к развитию заболевания [27].

Патологическая биохимия, представляя болезнь как нарушение физи- ко-химических процессов в клетках и организме, исходит из положения, что любые изменения нормальных функций в организме имеют в своей основе нарушения на молекулярном уровне.

4

При понимании болезни как извращенного жизненного процесса можно привести яркий пример, иллюстрирующий разницу между изменениями под действием определенного фактора на организм и взаимодействием повреждающего воздействия и ответной реакции организма на него. Обнаружено, что, применяя определенную методику охлаждения, можно крысу заморозить до состояния кусочка льда (-30С), а потом, согревая, также особым способом снова вернуть ее к жизни. Результаты такого эксперимента вполне объяснимы с точки зрения процессов жизни, основанных на функциях определенных молекул. Дело в том, что большая часть сил, соединяющих молекулы в живых организмах, относятся к «слабым» силам: таковы ван-дер-ваальсовы, гидрофобные и электростатические взаимодействия, водородные и ионные связи. Все эти силы в нормальных условиях уравновешены энергией термических столкновений молекул. Это обеспечивает возможность постоянного образования и разрыва связей, а также участие молекул в реакциях за счет изменения конформации в процессе выполнения своей функции (например, ферменты). Снижение температуры среды, в которой протекает реакция, вызывает снижение термической энергии соударения молекул. Результатом является преобладание сил связывания, в итоге обусловливающих полную неподвижность молекул и прекращение реакций. Почему же при действии даже более высоких, чем минусовые, температур организм может погибнуть? И что за условия необходимы для неповреждающего замораживания-оттаивания? Оказывается, что при обычном замерзании ферментные системы и метаболические процессы не прекращаются сразу, а некоторое время работают более напряженно. Это связано с возбуждением терморецепторов и мобилизацией гипоталамусом защитных механизмов повышения теплопродукции за счет стимуляции обменных процессов. Активация процессов обмена ведет к накоплению недоокисленных продуктов распада углеводов, жиров и белков, которые не успевают утилизироваться из-за блокирования ферментативной активности и нарушения регуляции и оказывают токсическое действие на организм. После согревания организм становится настолько поврежденным, что возвращение к жизни уже невозможно. Если же с помощью определенных веществ блокировать терморецепторы или центр терморегуляции в гипоталамусе и снижать температуру со скоростью одного градуса в минуту для предотвращения выхода воды из клеток и ее кристаллизации, то можно избежать повреждающего замораживания. Согревание организма в том же режиме позволит сохранить все жизненные функции. Именно поэтому у хладнокровных организмов, где в ходе эволюции сформировались соответствующие механизмы предотвращения кристаллизации воды внутри клеток, мы встречаем благополучное возрождение после полного замерзания (насекомые, лягушки).

Основные причины, приводящие к развитию заболеваний, в настоящее время делят на:

5