содержания альбуминов или их аномалия, связанная с мутацией гена синтеза альбумина в гепатоцитах.
Вторичные гипопротеинемии в зависимости от происхождения могут быть обусловлены:
–недостаточностью белка в питании или нарушением переваривания
ивсасывания белка после заболеваний;
–врожденными дефектами переваривания и всасывания белков;
–нарушением синтеза белков в печени;
–усиленной потерей белка (острые и хронические кровопотери, большая раневая поверхность, генерализованная экзема, обширные ожоги, потери через желудочно-кишечный тракт в результате поносов
ирвоты, протеинурия);
–ускоренным распадом белков (гипертиреоидизм, болезнь Кушинга,
острые инфекции, распад опухолевых тканей).
Увеличение – гиперпротеинемия – наблюдается при острых воспалительных процессах, рвоте, обезвоживании. Качественный и количественный состав белков плазмы крови будет рассмотрен в специальном разделе.
Среди других органических соединений важную роль играет глюкоза, количество которой составляет от 3,0 до 5,5 мМ/л натощак, после приема пищи уровень глюкозы может кратковременно достигать 7 мМ/л. В плазме крови постоянно находятся свободные аминокислоты, их количество и спектр значительно изменяются после приема пищи. Натощак уровень свободных аминокислот может превышать естественные колебания при
экссудативном диатезе, заболеваниях печени, лихорадках. А также подъем содержания аминокислот в плазме крови наблюдается в условиях активного распада тканей (туберкулез, гангрена, злокачественные опухоли). В этих условиях можно обнаружить также повышение содержания пептидов в плазме крови. Кроме того, рост пептидных соединений характерен для острого воспаления (фрагменты плазменных протеаз), для тяжелых заболеваний печени и почек. К органическим продуктам обмена белков отно-
сятся мочевина, креатинин, индикан и др. К неорганическим – аммиак и аммонийные катионы. Эти вещества в совокупности с аминокислотами, нуклеотидами и другими азотсодержащими соединениями составляют фракцию остаточного азота плазмы крови.
В процентном отношении главным компонентом остаточного азота является мочевина, на нее приходится 50%, аминокислоты составляют 25%, креатин – 5%, мочевая кислота – 4%, креатинин – 2,5%. У здорового человека уровень остаточного азота равен 14-25 мМ/л, у новорожденного он значительно больше – 42-71 мМ/л. На показатель остаточного азота (ОА) крови влияют такие факторы, как уровень поступления пищевого азота, интенсивность азотистого катаболизма в тканях, уровень выведения азотистых продуктов из организма. Повышение содержания ОА в крови обозначается
азотемией. Различают продукционную и ретенционную азотемию. В основе
31
продукционной азотемии лежит увеличение поступления пищевого азота или усиленная деструкция тканей. Ретенционная азотемия – нарушение выведения конечных продуктов азотистого обмена организма.
Содержание мочевины в норме колеблется от 2,5 до 8,3 мМ/л. Повышение фиксируется при почечной недостаточности, нефрозах, перитоните, инфекционных заболеваниях (холера, тиф, дизентерия), шоковых состояниях (ожег, отравление, другие тяжелые травмы). Желудочно-кишечные кровотечения также сопровождаются увеличением содержания мочевины в плазме крови. Нарушения гемодинамики при сердечно-сосудистых заболеваниях вследствие снижения клубочковой фильтрации также сопровождаются небольшим повышением уровня мочевины в плазме. Особенно высокое содержание мочевины в крови фиксируется при острой почечной недостаточности, когда количество мочевины достигает 50-80 мМ/л.
Патологией является и снижение уровня мочевины, которое наблюдается при желтухе, острой печеночной дистрофии, циррозах, что связано с нарушениями цикла мочевины, протекающего только в гепатоцитах.
Креатин и его производное креатинин по диагностической ценности не уступают мочевине. В организме существует два источника креатина: креатин пищевых продуктов (мясные продукты, печень), креатин, образующийся в организме из аргинина, глицина и метионина. Начальный этап синтеза креатина протекает в нефроцитах, заканчивается в гепатоцитах, откуда он поступает в кровь и захватывается клетками мышц, эритроцитами, нейронами. В мочу креатин в норме не поступает, креатинурия наблюдается только в период полового созревания (14-16 лет) или у стариков. В первом случае это следствие усиленного синтеза креатина, отражающего его потребность для мышечной ткани, а во втором – следствие атрофии мышц и неполного использования синтезируемого креатина. Также креатинурия может наблюдаться при беременности, употреблении с пищей продуктов, богатых креатином. К патологиям, сопровождаемым креатинурией, относятся различные миопатии, мышечные дистрофии, гипертермии, обширные ожоги и другие поражения мышечной ткани. Креатинурия может наблюдаться при поражениях печени, сахарном диабете, гипертиреозе, аддисоновой болезни, акромегалии, инфекционных заболеваниях, переохлаждении организма, в результате нарушения синтеза креатинфосфата.
Креатинин в норме колеблется от 65 до 106 мкМ/л. Причем у женщин
– 65-80, а у мужчин 80-106 мкМ/л. Увеличение его содержания обычно указывает на усиленный катаболизм белков, если не сопровождается ростом мочевины. Если рост креатинина происходит параллельно с увеличением содержания мочевины, то это – следствие почечной недостаточности. Однако нормальный уровень плазменного креатинина не всегда свидетельствует об отсутствии патологии. Пределы колебаний зависят от возраста и размера тела. Высокие значения креатинина могут определяться у некоторых групп населения, при этом у девушек это свидетельство аномалии
32
и требует исключения заболевания почек, а у юношей с хорошо развитой мускулатурой – результат усиления белкового обмена. У пожилых людей небольшое повышение креатинина отражает физиологическое снижение скорости гломерулярной фильтрации.
Аммиачные катионы являются самой незначительной фракцией ОА, их абсолютное количество обычно не превышает 11,6 мкМ/л. Особенно много аммиака образуется в клетках печени, почек, мышечной ткани, ткани мозга, а также в клетках слизистой кишечника. Увеличение содержания аммиака наблюдается чаще всего при заболеваниях печени, когда нарушается процесс образования мочевины. У больных циррозом печени, хроническими гепатитами повышение концентрации аммиачных катионов может достигать 58 мкМ/л, но наиболее высокие концентрации характерны для печеночной комы – до 116 мкМ/л. Клиническими симптомами аммиачной интоксикации являются тошнота, расстройство сознания, летаргия.
Мочевая кислота представляет собой конечный продукт обмена пуриновых оснований. К повышению концентрации уратов в сыворотке ведут многие нарушения метаболических процессов, в том числе и наследственные. Среди них подагра, лейкемии, нефриты с почечной недостаточностью, некоторые формы артритов, анемии, ряд отравлений, лучевая болезнь, распад тканей. Более подробно это будет рассмотрено в главе, описывающей нарушения обменных процессов.
К неазотсодержащим продуктам обмена, содержащимся в плазме крови, относится билирубин. Билирубин является конечным продуктом обмена гемовых структур, источником которых служат гемоглобин, миоглобин, гемсодержащие ферменты. Распад железосодержащего протопорфирина осуществляется в клетках ретикуло-эндотелиальной системы, где ежедневно образуется около 450 мкМ билирубина. Часть билирубина поглощается гепатоцитами. Он получил название конъюгированного (прямого) билирубина. В гепатоциты билирубин поступает с помощью белкапереносщика, который доставляет его в эндоплазматическую сеть. С по-
мощью фермента уридилдифосфат-глюкуронилтрансферазы билирубин связывается (конъюгирует) с глюкуроновой кислотой, образуя билирубинмоно- и билирубин-диглюкурониды, которые в большей степени растворимы в воде, чем свободный билирубин. Конъюгированный билирубин в норме экскретируется в желчь. Неконъюгированный (непрямой, свобод-
ный) билирубин транспортируется в связанной с белками плазмы форме (преимущественно, с альбумином). В таком виде билирубин может переноситься на другие белки, в частности, на мембранные белки. Этим объясняется токсичность чрезмерно повышенного содержания билирубина у новорожденных. В норме концентрация общего билирубина в сыворотке крови составляет 8,5-20,5 мкМ/л, причем прямого – 0,9-4,3 мкМ/л, непрямого – 6,4-17,1 мкМ/л. Гипербилирубинемия может быть результатом повышенного образования билирубина, нарушением его метаболизма, сни-
33
жение экскреции с желчью или сочетание данных факторов. Метаболизм билирубина будет рассмотрен в главе нарушений обмена веществ. Повышение содержания билирубина наблюдается при желтухах различной этиологии: гепатиты, циррозы, внутрисосудистый гемолиз, опухоли желчного пузыря, поджелудочной железы и другие. Повышение концентрации свободного билирубина чаще всего наблюдается при внутрисосудистом гемолизе, либо синдроме Жильбера (наследственный дефект метаболизма билирубина). Активность конъюгирующих ферментов печени обычно бывает низкой при рождении, отражением этого служит «физиологическая» желтуха новорожденных. Превышение концентрации свободного билирубина выше 340 мкМ/л вызывает билирубиновую энцефалопатию (поражение нейронов). Превышение концентрации конъюгированного билирубина свидетельствует об утечке его из гепатоцитов или желчевыводящей системы, когда нормальные пути его экскреции закрыты.
рН и ионный баланс крови. Метаболические процессы в клетках обычно сопровождаются образованием кислот и углекислого газа, соединение которого с водой сопровождается образованием угольной кислоты. Уровень же протонов в крови поддерживается в области рН 7,35-7,40 (в среднем 7,36). Осуществляется это благодаря наличию буферных систем крови. Главными буферными системами крови являются гемоглобиновая и бикарбонатная, тогда как внутри клеток рН поддерживается в основном за счет фосфатной буферной системы и белков. Бикарбонатный буфер составляет основной и наиболее лабильный внеклеточный буфер. Его составными частями служат угольная кислота и бикарбонат натрия. Данная буферная система нейтрализует примерно 40% всех высвобождаемых ионов водорода. Уникальность бикарбонатной буферной системы в том, что угольная кислота легко диссоциирует на воду и углекислый газ. В то время как другие буферы быстро становятся неэффективными в результате связывания водородных ионов и анионов слабой кислоты, бикарбонатные работают за счет удаления углекислого газа с выдыхаемым воздухом.
Кислотно-основное состояние (КОС) крови определяется исследованием бикарбонатной системы плазмы. Связывание протонов бикарбонатом происходит довольно быстро, но расщепление Н2СО3 до СО2 и Н2О происходит под действием фермента карбоангидразы, которая присутствует в эритроцитах, поэтому данная реакция там и осуществляется.
Гемоглобиновый буфер представлен калиевыми солями гемоглобина. Его буферность определяется наличием полярных групп аминокислотных остатков цепей гемоглобина. Гемоглобин является слабой кислотой, относительно высокая буферная емкость определяется только его большим количеством. Важность гемоглобина для поддержания рН крови также определяется непосредственной связью системы гемоглобина с бикарбонатной системой.
34
Рассмотрим физиологические механизмы поддержания рН крови. КОС оказывается непосредственно связано с транспортом газов кровью и респираторной функцией легких, а также в этом процессе принимают участие органы выделения: почки, кожа, толстый кишечник.
В кровь непрерывным потоком поступают углекислый газ и другие продукты обмена из тканей, кислоты и основания из эпителия тонкого кишечника. Все это могло бы привести к истощению буферных систем, если бы не включались физиологические факторы и рН не восстанавливался. Углекислый газ, образующийся в процессах биологического окисления, диффундирует из клеток и растворяется в межклеточной жидкости. Небольшая его часть химически взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту. Хотя этот процесс идет медленно, но он приводит к некоторому увеличению концентрации протонов в межклеточной жидкости. Остальная часть СО2 диффундирует в плазму крови и путем диффузии поступает в эритроцит по градиенту концентрации. Здесь образование угольной кислоты катализируется карбоангидразой. Диссоциация угольной кислоты приводит к образованию протонов и бикарбонатного аниона:
Н2СО3↔ Н+ + НСО3 .
Бикарбонат сдвигает равновесие влево в следующем уравнении, характеризующим известный эффект Бора:
Нb +4О2↔ Hb (O2)4 + (H+)n.
И гемоглобин отдает кислород в ткани, при этом связывая протоны. НСО3 пассивно через анионный канал по градиенту концентрации переходит в плазму крови. Так как протоны не могут перемещаться через мембрану эритроцита свободно, при выходе бикарбоната в эритроциты эквимолярно поступает Cl . Такое двойное перемещение известно под названием хлоридного сдвига. Углекислый газ транспортируется в виде бикарбоната натрия плазмы в легкие. В легких оксигенация гемоглобина приводит к двум основным результатам: отдаче протонов гемоглобином и сдвиге диссоциации в сторону образования угольной кислоты; разрушению Н2СО3 карбоангидразой до углекислого газа и воды. Уменьшение содержания НСО3 ведет к усилению его входа в эритроцит и выходу Сl , то есть в легких наблюдается обратный хлоридный сдвиг. Следует отметить, что 1015% углекислого газа может связываться с незаряженными аминогруппами с образованием карбаминовых групп:
RNH2 + CO2 ↔ RNHCOOH ↔ RNHCOO + H+.
35