Здравствуйте,
mfs!
mfs писал(а):...3) Какова химическая реакция, превращающая сурфактант в 2,3 ДФГ?
Пока что я ограничусь цитатой из
монографии Байшукуровой А.К.
Цитата: "Впервые 2,3-ДФГ был выделен Гринвальдом из эритроцитов человека и некоторых животных (собак и поросят) ещё в начале нашего столетия и им же был поставлен вопрос о необходимости изучения функционального назначения этого соединения, составляющего преобладающую часть органических фосфатов клетки (Greenvaid, 1925).
Результаты сравнительных исследований, проведённых на 46 видах позвоночных (включая амфибий, рептилий и рыб) позволили установить, что у преобладащего большинства млекопитающих (в том числе человека) имеет место высокая концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах (Rapoport, Guest, I94I).
Исключение составили корова, овца, коза и олень, в эритроцитах которых содержалось едва измеряемое количество 2,3-ДФГ. У позвоночных, имещих ядерные эритроциты, 2,3-ДФГ совсем не было найдено. Эти данные позволили предположить, что способностью к синтезу 2,3-ДФГ обладают только эритроциты млекопитающих и образование этого фосфата должно происходить в процессе гликолиза, что в дальнейшем подтвердилось (Rapoport, Lubering, 1950, I95I).
Однако вопрос о том, как используется 2,3-ДФГ в процессе жизнедеятельности эритроцита, на протяжении многих лет оставался открытым. Только в конце 60-х годов были получены первые доказательства, что 2,3-ДФГ в эритроцитах человека не является инертным продуктом энергетического обмена, а активно участвует в транспорте кислорода, изменяя кислородсвязывающие свойства гемоглобина (Benesch, 1967; Chanutin, Curnisch, 1967). Особенно важно, что результаты этих исследований свидетельствовали о том, что 2,3-ДФГ изме-
-10-
няет сродство гемоглобина к кислороду в концентрациях, реально существующих в физиологических условиях.
Начавшееся после этих работ интенсивное изучение вопроса о роли 2,3-ДФГ в транспорте кислорода эритроцитом позволили в относительно короткий срок накопить фактический материал, на основании которого существенно изменилось представление о кислородтранспортнои функции эритроцита. Изложению этих данных и посвящён настоящий обзор, в котором будут проанализированы следующие направления исследований:
1) зависимость образования 2,3-ДФГ от метаболизма эритроцита;
2) взаимодействие гемоглобина с 2,3-ДФГ и
3) изменения концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах млекопитающих при различном количестве доступного для организма кислорода.
I.I. Метаболизм эритроцитов и образование 2,3-ДФГ
Основное назначение эритроцитов, являющихся высокоспециапизированными клетками крови, - транспортировать кислород, фиксированный гемоглобином, от лёгких к тканям. Только в одном эритроците может содержаться около 280 млн молекул гемоглобина (Перутц, 1966).
Размеры и форма эритроцитов у различных представителей животного мира значительно варьируют, причём как для водных, так и наземных позвоночных, общей тенденцией является постепенное уменьшение размеров клетки (Коржуев, 1964, 1973).
Эритроциты млекопитающих (в отличие от эритроцитов, амфибий, рыб и птиц) не имеют ядра, митохондрий и рибосом. Это не только увеличивает их общую поверхность для свободного газообмена, но и сопровождается некоторыми изменениями энергетического метаболизма по сравнению с ядерными формами эритроцитов и другими дифференцированными клетками. В частности, эритроциты человека утилизируют кислород в очень небольшом количестве, составляющем 9,3+
-11-
0,5 мкл 02/мл эр./час (Кушаковский, 1968). В безъядерных эритроцитах отсутствуют системы окислительного фосфорилирования и цикла трикарбоновых кислот (Рубина, 1979), а также органеллы клетки (митохондрии, микросомы), обеспечиващие процесс дыхания в других клетках, в связи с чем метаболизм эритроцита осуществляется преимущественно анаэробным путем.
Ядерные эритроциты земноводных, обладающие интенсивным обменом веществ и дыханием, имеют и максимальный срок жизни, что связывают с наличием функционирующего ядра, активно регулирующего процессы обмена (Медведев, 1973). С потерей ядра эритроциты млекопитающих лишаются нуклеиновых кислот (Pincheiro et al.,1963), являющихся носителями генетической информации и в эритроцитах уже не функционируют механизмы регуляции обмена, реализуемые на уровне генетического аппарата клетки.
В связи с этим прекращаются многие биохимические процессы, в том числе характерные для клеток-предшественников эритроцита. В безъядерных эритроцитах полностью отсутствует синтез гема (London et al., 1950), глобина (Borsook et al., 1951), липидов, a также синтез и обновление активных белков (Rowley et al., I97I), что приводит к выпадению ряда ферментных систем и снижению активности сохраняющихся ферментов.
Таким образом, в безъядерных эритроцитах синтеза и обновления ферментов не происходит, в связи с чем активность большинства существующих ферментов снижается по мере старения клетки. Подробное изложение материалов, касающихся морфологических, биохимических и функциональных изменений эритроцита на протяжении его жизненного цикла имеется в монографиях и обзорах отечественных и зарубежных авторов (Щерба, 1968; Истаманова и др., 1973; Рябов, Шостка, 1973; Черняк, 1976; Ашкинази, 1979; Рубина, 1979; Harrys, Kellermeyer, 1970; Jacobash et al., 1974; Lionetti, 1974; Denton et al., 1975 и
-12~
др.).
Подвергаясь запрограммированному цитоморфогенезу, эритроциты млекопитающих остаются клетками с активным обменом и наряду с гликолизом (путь Эмбдена-Мейергофа) в них осуществляется и окислительный пентозо-фосфатный цикл обмена глюкозы, в котором кислород используется только на начальном этапе (гексозомонофосфатный шунт).
Имеются данные, что по этому пути расщепляется не более 8-11% всей метаболизированной глюкозы (Мurphy, 1960; Siems et ai., I98I). При этом окисление 1 молекулы гликозо-6-фосфата сопровождается образованием 6 молекул СО2 и восстановлением 12 молекул НАДФ (Черняк, 1976), который необходим для восстановления метгемоглобина и окисленного глутатиона.
Последний играет весьма существенную роль в сохранении активности ряда ферментов, содержащих SH-группы, а также участвует в расщеплении перекиси водорода. Поэтому значение пентозо-фосфатного пути обмена глюкозы для нормального функционирования клетки и, прежде всего, её ферментных систем, очень велико.
В то же время энергетический метаболизм эритроцита обеспечивается гликолизом, отличительной чертой которого (по сравнению с другими клетками) является наличие обходного пути (шунт Рапопорт-Люберинга), по поторому осуществляется образование 2,3-ДФГ (Rapoport, bubertag, 1950, I95I).
Расхождение основного (путь Эмбден-Мейергофа) и обходного пути расщепления глюкозы (дифосфоглицератный шунт) начинается на уровне 1,3-ДФГ, являющегося общим субстратом для 3-ФГ и 2,3-ДФГ (см. рис.1). Следовательно, образование 3-ФГ в эритроците происходит двумя путями: непосредственно из 1,3-ДФГ и через 2,3-дифосфоглицератный шунт, тогда как ход всех последующих реакций (с момента образования 3-ФГ) сохраняется одинаковым." -
конец цитаты.
Я не хочу выкладывать до публикации моего нового руководства в бумажном варианте (с его ББК и ISBN)
все свои выкладки относительно 2,3-ДФГ. Но кому это интересно - читайте монографию Байшукуровой А.К.