Патология нуклеинового обмена и кислотно-основного состояния (1)

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!