Патология нуклеинового обмена и кислотно-основного состояния Патология обмена нуклеиновых кислот (расстройства метаболизма пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований) Пуриновые основания: Аденин, Гуанин Пиримидиновые основания: Цитозин, Урацил, Тимин http://chemistry.ru/course/content/chapter13/section/paragraph6/the ory.html#.WPCP51uLTIU Этапы нуклеинового обмена 1 этап. Расщепление поступающих с пищей нуклеопротеинов в кишечнике и всасывание продуктов их гидролиза. Нарушения 1-го этапа существенного значения не имеют, так как: экзогенные нуклеотиды и основания в печени расщепляются, клетки организма могут синтезировать НК из других метаболитов. 2 этап. Эндогенный синтез ДНК и РНК. 3 этап. Распад и образование конечных продуктов нуклеиновых кислот, выведение их из организма. 2 этап. Эндогенный синтез ДНК и РНК. Причины нарушений 1. Действие физических и химических факторов: действие мутагенов (ИИ, радиотоксинов); действие высокой температуры; ↑ продуктов ПОЛ и свободных радикалов (NO• → ↓синтез ДНК); накопление липидов в ядре; антибиотики и цитостатики (↓ синтез азотистых оснований); http://sch57.irkutsk.ru/docs /polimery/свойства.htm 2 этап. Эндогенный синтез ДНК и РНК. Причины нарушений местное применение глюкокортикоидов (↓ синтез ДНК в клетках эпидермиса); ионы тяжелых Ме (Pb, As); химические токсины → образуют связи с азотистыми основаниями (ФОС, иприт, нитриты, сернистые соединения, гидразин, ПАУ). 2 этап. Эндогенный синтез ДНК и РНК. Причины нарушений 2. Дефицит химических соединений в клетках: глюкозы и АТФ (сахарный диабет); Zn, Fe, Mn (входят в состав ДНК- и РНК-полимераз); белков и аминокислот (метионина и гистидина); азотистых оснований (А, Г, Ц, У, Т); витаминов (В1, B6, В9, В12); Механизм нарушения синтеза нуклеотидов ↓ В12 ↓ фолиевой кислоты (В9) Уридинмонофосфат ↓ Тетрагидрофолиевой кислоты РНК ↓регенераци, цитопения, гигантские клетки -СН3 ↓ Тимидинмонофосфат ↓ДНК Последствия нарушений эндогенного синтеза ДНК и РНК (2-го этапа) Анемия (пернициозная), тромбоцитопения, лейкопения Атрофия слизистых ЖКТ и дыхательных путей Атрофия в активно пролиферирующих тканях (бесплодие, облысение, истончение кожи) Дисфункция органов с активным синтезом белка (печени, почек, желез внутренней и внешней секреции) 3 этап. Конечный этап нуклеинового обмена Специфическим продуктом нуклеинового обмена является мочевая кислота. В норме: у женщин – 0,12–0,38 ммоль/л; у мужчин – 0,12–0,46 ммоль/л. 3 этап. Конечный этап нуклеинового обмена ДНК и РНК нуклеазы нуклеозидазы АТФ, НАД Пуриновые и пиримидиновые основания ксантиноксидаза Мочевая кислота Мочевина Na Ураты 2/3 в почки 1/3 в ЖКТ уреазы Микрофлора NH3 Нарушение конечного этапа нуклеинового обмена (3-го этапа) Нарушения 3-го этапа пиримидинового обмена Наследственный дефект ферментов ↑ оротовой кислоты (в том числе и в моче). Клиника: отставание в развитии, кристаллурия, анемия, лейкопения. Нарушения 3-го этапа пуринового обмена Гипоурикемия ↓ мочевой кислоты в крови. Гиперурикемия ↑ мочевой кислоты в крови. Гипоурикемия ↓ синтеза мочевой кислоты Первичная Наследственный дефект фермента ↑ выведения мочевой кислоты Вторичная Цирроз печени Изолированный дефект реабсорбции уратов в почках Как симптом анемии Фанкони, отравления тяжелыми Ме Гипоурикемия Первичная Наследственный дефект ферментов синдром Леша-Нихана; синдром Келли-Зигмиллера. Вторичная Приобретенная гиперурикемия алиментарная; продукционная; ретенционная. Вторичная гиперурикемия Алиментарная – ↑ потребление продуктов богатых НК: печень, почки, икра, молоки, рыба, молюски, темное пиво, красное вино, кофе, шоколад, и др. Продукционная – в тканях ↑ деградация НК, АТФ: ионизирующая радиация, цитостатики, опухоли, пневмония, псориаз, гипертиреоз, стресс, судороги, гипоксия, голодание, мышечная работа и др. http://sustavinfo.com/bolezni/po dagra/kak-lechit-podagru-nabolshom-palce-nogi/ Ретенционная – ↓ выведения мочевой кислоты и уратов с мочой: почечная недостаточность, ацидоз, отравление Pb, гипотиреоз. Смешанная – сочетание факторов. http://opochkah.ru/wpcontent/uploads/2016/04/1.jpg Подагра (от греч. podagra – капкан, боль в ногах) – это гетерогенная группа заболеваний, вызванных нарушением метаболизма пуринов. Подагра Первичная Вторичная Генетически обусловленный Приобретенная дефект ферментов гиперурикемия 20% - моногенный дефект; 80% - полигенное заболевание. Способствующие F – белковая диета, алкоголь, тяжелая физическая нагрузка, низкая температура, геохимические аномалии (↑ Мо), диуретики, цитостатики. Предрасполагающие F – дефект урат-связывающих белков, обезвоживание, СД, ацидоз, гипоксия, мужской пол (до 55 лет). Протективные F – эстрагены, апопротеин В100. Патогенез подагры Гиперурикемия (супернасыщенный раствор) Почки Поджелудочная железа Суставы Кристаллы мочевой кислоты (МК) ↑ Ig M, IgG ↑ комплемента ↑ свертывающей системы С3а, С5а Опсонизация МК Хемотаксис лейкоцитов Фагоцитоз МК IL-1, -6, -8, TNFα Выброс лизосомальных ферментов, прооксиданотов Альтерация Интерстициальный нефрит Острый подагрический артрит Инсулит Исходы подагры Хроническая почечная недостаточность (вследствие нефрита), уролитиаз. http://boleznipochek.ru/category/pochki Тофусы в коже, мышцах, хрящах. Сахарный диабет. http://okeydoc.ru/podagricheskijartrit-prichiny-simptomy-i-principykompleksnogo-lecheniya/ https://vistanews.ru/2015/07/11/uchenyediabet-vtorogo-tipa-negativno-vliyaet-nadeyatelnost-golovnogo-mozga.html Хроническое пролиферативное воспаление суставов (подагрическая гранулема) (подагрические узлы). http://vash-sustav.ru/podagra/ http://med-obuch.kz/differencialnayadiagnostika-i-leche/ Патология кислотно-основного состояния организма Под кислотно-основным состоянием (КОС) подразумевается соотношение концентраций водородных (Н+) и гидроксильных (ОН¯) ионов в биологических средах. Стабилизация КОС организма обеспечивается буферными системами и функционированием механизмов компенсации в некоторых органах. Буферные системы организма 1. Бикарбонатная (10% от буферной емкости крови) донор водородов Н2СО3 / акцептор водородов НСО3¯. 2. Фосфатная (1% от буферной емкости крови, но важная роль в почках) донор водородов Н2РО4¯ / акцептор водородов НРО4²¯. 3. Белковая (19% от буферной емкости крови) Белки – амфотерные соединения – содержат свободные кислотные и основные группы, поэтому в кислой среде белки связывают протоны, а в щелочной – отдают их. 4. Гемоглобиновая (70% от буферной емкости крови) доноры водородов НHb и HHbO2 / акцепторы водородов KHb и KHbO2. (слабые кислоты) (слабые основания) Система, состоящая из взаимопревращающихся гемоглобина и оксигемоглобина, функционирует как единое целое. Роль внутренних органов в поддержании КОС Кровь (секунды-минуты) связывание О2 с Hb в легких высвобождает из него протон закисляет щелочную среду в легких, а дезоксигенированный Hb в тканях связывает протон и предотвращает закисление в органах. Легкие (минуты) удаляют СО2 → снижают Н2СО3. Печень (минуты-часы) синтезирует белки буферных систем крови, преобразует молочную кислоту в глюкозу и гликоген, выводит с желчью кислоты и основания. Почки (часы) удаляют Н+ и NH3, задерживают НСО3¯. ЖКТ (часы) образование HCl в желудке и NaHCO3 в поджелудочной железе. Кости (часы) вход в остеоциты и другие клетки Н+ в обмен на выход Ca, K, Mg (и наоборот). Основные показатели КОС Показатели КОС крови Суть показателя 1. Актуальный рН -log [Н+] 2. Парциальное давление О2 (рО2) Отражает [О2] растворенного в крови 3. Парциальное давление СО2 Отражает [Н2СО3] растворенной в крови (рСО2) Артериальная кровь Венозная кровь 7,35–7,45 7,26–7,36 12,0–12,6 кПа 4,6–6,0 кПа 4,7–6,0 кПа 6,1–7,7 кПа 4. Стандартный бикарбонат крови (SB) [Н2СО3¯] в крови стандартных условиях 21,3–21,8 ммоль/л 5. Буферные основания крови (ВВ) Сумма анионов всех буферных систем 40–60 ммоль/л 6. Нормальные буферные основания крови (NBB) Сумма анионов всех буферных систем при стандартных условиях 7. Избыток/дефицит оснований (ВЕ) ВЕ = ВВ − NBB от +2,3 до −2,3 ммоль/л 1. Ацидоз – закисление (↓рН) 2. Алкалоз – защелачивание (↑рН) 1. Острый – минуты / часы 2. Хронический – дни / недели Классификации нарушений КОС 1. Дыхательный = Газовый 2. Метаболический = Негазовый 1. Компенсированный (рН в норме за счет включения компенсаторных механизмов) 2. Декомпенсированный (рН = 7,24 и ниже – ацидоз) (рН = 7,55 и выше – алкалоз) 3. Субкомпенсированный (промежуточные значения рН между декомп-ми сдвигами и нормой) Метаболический ацидоз – ↑ нелетучих кислот Причины Патология обмена (СД, гипоксия, воспаление) Компенсаторные Буферы крови Дыхание Сдвиги системы ↓ сродства HbО2 Проявления гипоксия ↑ дыхательного ц-ра Патология почек (нефрит, уремия) ↑ ЧДД +↓СО2 ↓ сосудодвигательного ц-ра ↓ АД мало мочи Патологи ЖКТ (диарея, панкреатит) Прием кислот (отравление, лекарства) + Почки ↑ выведения Н+ и NH3 Клетки, кости выход К+ выход Са++ Примечание: кислая моча ↓ ЧСС остеопороз, слабость ЧДД – частота дыхательных движений; ЧСС – частота сердечных сокращений; АД – артериальное давление. Дыхательный ацидоз – ↑Н2СО3 Причины ↓ дыхательного ц-ра (травмы, опухоли ГМ, наркоз, седативные) Компенсаторные Буферы крови Дыхание ↓ нерв.- мыш. передачи (кураре, токсины) Патологи легких (пневмания, отек) ↑ дыхательного ц-ра Проявления гипоксия ↑ ЧДД ↑ сосудодвигательного ц-ра расширение сосудов ГМ ↑ АД отек ГМ спазм бронхов, вязкая слизь ↓вентиляции Непроходимость дыхательных путей Почки Сердечная недостаточность Клетки, кости ↑СО2 в воздухе Сдвиги системы ↓ сродства HbО2 ↑ выведения Н+ и NH3 выход К+ выход Са++ Примечание: кислая моча ↓ ЧСС остеопороз, слабость ЧДД – частота дыхательных движений; ЧСС – частота сердечных сокращений; АД – артериальное давление. Метаболический алкалоз – ↓нелетучих кислот Причины Патология ЖКТ (неукротимая рвота) Компенсаторные системы Буферы крови Дыхание Патология почек (↓ выделения НСО3¯) Ятрогенные причины (↑ введение НСО3¯, Сдвиги ↑ сродства HbО2 Проявления гипоксия ↓ дыхательного ц-ра ↓ ЧДД ≈ сосудодвигательный ц-р нормальное АД Почки ↓ выведения Н+ и NH3 ↑ задержка НСО3¯ щелочная моча К-несберегающие диуретики) Гипокалиемия (задержка Н+ в клетках) Клетки, кости вход К+ вход Са++ Примечание: ↑ ЧСС, слабость судороги ЧДД – частота дыхательных движений; ЧСС – частота сердечных сокращений; АД – артериальное давление. Дыхательный алкалоз – ↓Н2СО3 Причины Патология ГМ (инсульт, опухоль) Компенсаторные Буферы крови Дыхание Проявления гипоксия ↓ дыхательного ц-ра ↓ ЧДД ↓ сосудодвигательного ц-ра спазм сосудов ГМ Патология легких (астма, тромбоэмболия) Почки ↓ выведения Н+ и NH3 ↑ задержка НСО3¯ ↑ вентиляции легких (горы, сердечная недостаточность, искусственная вентиляция) Сдвиги системы ↑ сродства HbО2 Клетки, кости вход К+ вход Са++ Примечание: ↓ АД обмороки щелочная моча ↑ ЧСС, слабость судороги ЧДД – частота дыхательных движений; ЧСС – частота сердечных сокращений; АД – артериальное давление. Параметры КОС крови при его нарушениях При метаболических расстройствах КОС: первоначально ↑ или ↓ содержание нелетучих органических кислот в крови (т. е. ↑ или ↓ ВЕ), что далее ведет к компенсаторному ↑ или ↓ рСО2. При дыхательных расстройствах КОС: первоначально ↑ или ↓ рСО2 в крови, что далее ведет к компенсаторному ↑ или ↓ содержания нелетучих органических кислот – (т. е. ↑ или ↓ ВЕ). Кровь Нарушение КОС ВВ SB BE Моча pCO2 Кислотность аммиак Вентиляция легких Метаболический ацидоз ↓ ↓ ↓ перв ↓к ↑к ↑к ↑к Дыхательный ацидоз ↑к ↑к ↑к ↑ перв ↑к ↑к ↓перв Метаболический алкалоз ↑ ↑ ↑ перв ↑к ↓к ↓к ↓к Дыхательный алкалоз ↓к ↓к ↓к ↓ перв ↓к ↓к ↑ перв перв – первоначально; к – компенсаторно. Литература Патофизиология : учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по специальностям «Лечебное дело», «Педиатрия», «Медико-профилактическое дело», "Стоматология", дисциплины "Патология": в 2-х томах / ред.: В. В. Новицкий, Е. Д. Гольдберг, О. И. Уразова. - 4-е изд., перераб. и доп. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. – Том 1. – 2009. – 848 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru (дата обращения 04.02.2017). Руководство к практическим занятиям по патологии для студентов фармацевтического факультета : учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Фармация» по дисциплине «Патология» (Т. В. Федорович и др.) / ред.: В. В. Новицкий. – Изд. Томского университета, 2005. – 240 с. Клиническая биохимия : учебное пособие для студентов медицинских вузов / ред. : В. А. Ткачук. – 3-е изд., испр. и доп. – Электрон. текстовые дан. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 264 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru (дата обращения 04.02.2017). Нормальная физиология : учебник для студентов медицинских вузов по специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия» / Н. А. Агаджанян [и др.] ; под ред. В. М. Смирнова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Академия, 2010. – 480 с. Патология : руководство / ред. : В. С. Пауков, М. А. Пальцев, Э. Г. Улумбеков. – 2-е изд., испр. и доп. – Электрон. текстовые дан. – М. : ГЭОТАРМедиа, 2015. – 2500 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru (дата обращения 04.02.2017). Патофизиология. Курс лекций: учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования, обучающихся по специальностям «Лечебное дело», «Медико-профилактическое дело», «Стоматология», «Педиатрия» по дисциплине «Патофизиология. Клиническая патофизиология» / ред. Г. В. Порядин. – Электрон. текстовые дан. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 1 on-line, 592 с. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru (дата обращения 04.02.2017). Подоксенов Ю. К. Патофизиология нарушений кислотно-основного состояния : учебное пособие / Ю. К. Подоксенов, Н. В. Рязанцева, А. П. Зима. – Электрон. текстовые дан. – Томск, 2013. – 84 с., 1 on-line. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://irbis64.medlib.tomsk.ru (дата обращения 04.02.2017). Электронные библиотечные системы: ЭБС «Book-Up». Режим доступа: http://books-up.ru. ЭБС СибГМУ. Режим доступа: http://irbis64.medlib.tomsk.ru. ЭБС «Юрайт». Режим доступа: http://www.biblio-online.ru. ЭБС «Консультант студента». Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru. Спасибо за внимание!
