Қан биохимиясы

ҚАН БИОХИМИЯСЫ

 

1. Қан құрамы

 

Қан - омыртқалы организмдердің аса маңызды ұлпасы. Клеткалар өзін қоршаған ортадан тек қанның көмегімен ғана қоректік заттар алады. Сол сияқты зат алмасудың қажетсіз өнімдері де клеткадан қанмен бөлініп шығады.

Қанның мөлшері дененің 8% шамасындай. Ол плазмадан және плазмаға араласқан пішінді заттардан құралады. Ондай пішінді заттарға эритроциттер (қанның қызыл түйіршіктері), лейкоциттер (қанның ақ түйіршіктері) және тромбоциттер (қан пластинкалары) жатады. Жоғары сатыдағы омыртқалы жануарларда пішінді заттардың шамасы барлық қан көлемінің 35-54% мөлшеріндей.

Эритроциттер - ядросыз және ішкі мембранасыз ұсақ клеткалар. Оның іші оттегін байланыстырушы белок - гемоглобинге толы. Қан құрамының 1 мм³ мөлшерінде 5 000 000 эритроцит бар. Эритроциттің орташа үлкендігі ересек адамда 7,5 мкм, әдепкі пішіні екі жағы да қушиған дискіге ұқсайды. Осындай пішінінің арқасында, шар тәріздес пішінімен салыстырғанда, сыртқы аумағы үлкен келеді. Эритроциттің осындай ерекше пішіні негізгі қызметін - тыныс алуға қажетті газдарды жеткізуге тиімді атқаруға жәрдемдеседі. Эритроциттің мұндай пішіні газдармен байланысатын аумағын ұлғайтады.

«Хромопротеиндер алмасуы» деп аталатын бөлімде баяндалғандай, эритроциттердің тіршілігі – 110 - 130 күн. Есептеулерге қарағанда әр тәулік сайын ересек адамдарда олардың 0,8% мөлшері жаңарады, әр минут сайын 160 млн эритроцит ыдырайды және қайтадан түзіледі.

Лейкоциттер - құрамында ядросы бар, бірақ гемоглобині жоқ клеткалар. Ересек адам қанының 1 мкл мөлшерінде 4000 - 10 000 лейкоцит болады. Дені сау сақа мал мен ересек адам қанындағы эритроциттер саны біршама тұрақты. Ал лейкоциттер саны организм күйіне, тәулік мезгіліне байланысты өзгеріп отырады. Лейкоциттердің бірнеше түрі бар. Олардың ішінде негізгі екі түрі - полиморфты ядролы лейкоциттер мен лимфоциттер организмді табиғаты бөтен, зиянды заттардан қорғайды.

Полиморфты ядролы лейкоциттер  организмге енген бактерияларды және басқа да зиянды заттарды жояды. Олар активті түрде кез-келген микробты ұстап алып, «жеп қояды», ондай микробтардың ыдырап өзгеруіне лизоцим белсенді қызмет атқарады.

Лимфоциттер - антиденелер синтезіне және улы заттарды зиянсыздандыруға қатысады. Лимфоциттер қандағы барлық лейкоциттердің 25-40% мөлшеріндей болады. Қанның 1 мкл мөлшерінде 1000 - 3600 шамасындай лимфоцит клеткалары бар. Олар лимфа түйіндерінде, жұтқыншақтың бадамша безінде, көкбауырда, тимус безінде және жілік майында түзіледі.

Тромбоциттер - ядросыз жалпақ клеткалар, домаланған пішінді келеді. Олар жілік майында түзіледі де қан құрамында 5-11 күн шамасындай болады, одан кейін бауырда, өкпеде және көкбауырда ыдырап бұзылады да, организмде қайтадан жаңасы түзіледі. Тромбоциттердің негізгі қызметі - қан ағуын тоқтатуға және қанның ұюына қатысу.

17.1. Кесте 

Қанның химиялық құрамы

 

Қанның құрамы	л/г	Қанның құрамы	л/г
Гемоглобин Эритроциттердің             басқа белоктары Плазма белоктары Глюкоза	150   6 40 1,0	5. Бейорганикалық тұздар 6. Азоты бар белокты емес заттар 7. Липидтер 8. Полисахаридтер	0,9 0,75 0,75 0,3

 

Қан плазмасы және сарысуы. Егер ұйымаған қанды центрифугаға салып өңдесе, қанның клеткалық бөліктері түбіне шөгеді де, ақшыл сары, ашық түсті сұйық зат қалады. Осы қалған сұйықтық қан плазмасы деп аталады. Ұйыған қаннан сарғыштау келген ашық түсті сұйық зат бөлініп шығады. Ол қан сарысуы деп аталады. Қан сарысуы мен қан плазмасының құрамы іс жүзінде бірдей. Тек плазма құрамында фибриноген белогы бар. Ол белок қан ұйыған кезде фибрин түрінде шөгеді.

Қанның химиялық құрамы. Қан құрамында 83% су және 17% құрғақ зат бар, олардың мөлшері 17.1-кестеде берілген.

Қанның тығыздығы жануарлар  түріне байланысты, 1,041 - 1,061 аралығында. Қан дегеніміз - тұтқыр сұйықтық. Оның тұтқырлығы судыкінен 5-6 есе жоғары. Қалыпты нормада рН көрсеткіші 7,4, осмостық қысымы 7—8 атм. Қанның осмостық қысымы құрамындағы хлорлы натрий, бикарбонат, фосфат тұздарының концентрациясына байланысты.

 

 

17.2. Қанның  қызметі

 

Қан организмде алуан түрлі  қызмет атқарады.

1) Қанның тыныс  алуға қатысты қызметі - негізгі қызметінің бірі. Ол қызметте қан молекулалық оттегін (О₂) өкпеден барлық ұлпаларға жеткізеді. Сөйтіп оларды оттегімен қамтамасыз етеді. Сол сияқты ұлпалардан көмірқышқыл газды (СО₂) тыныс алу мүшесіне жеткізеді. Бұл қызметті қан құрамындағы эритроцит, оның гемоглобині атқарады. Оттегі Ғе²⁺ байланысады, гемоглобин молекуласында төрт гем бар. Демек, Ғе²⁺ саны да төртеу және оның әр молекуласы 4 молекула О₂ жеткізеді, (2.7.2. тақырыпты қараңыз). Көмірқышқыл газының да негізгі бөлігі гемоглобиннің қатысуымен тасымалданады, дәлірек айтқанда ол қызметті гемоглобинмен байланысқан катиондар атқарады. Көмірқышқыл газдың аздаған бөлігі ғана плазма катиондарының көмегімен тасымалданады.

2) Қанның тасымалдық қызметі - ас қорыту мүшелері қоректі қорытып, өзіне сіңіргеннен кейін амин қышқылдары, қанттар, май қышқылдары, витаминдер, бейорганикалық қосылыстар, су және басқа да қоректік заттарды қан организмнің ұлпаларына және мүшелеріне жеткізеді. Сол сияқты зат алмасудың ақырғы қалдық өнімдерін (СО₂, мочевина, бейорганикалық иондар және т. б.) бөліп сыртқа шығарушы мүшеге жеткізеді.

3) Қанның жылуға қатысты қызметі - судың жоғары жылу сыйым-дылығына байланысты (қан құрамының 83% су), қан энергиялы заттардың тотығуы нәтижесінде пайда болатын жылудың организмге таралуына мүмкіндік жасайды. Сол сияқты жылудың тыныс алу мүшесі және тері қабаты арқылы бөлініп шығуына мүмкіндік береді. Денеде температураны тұрақты деңгейде ұстау үшін де қан маңызды қызмет атқарады.

4) Қанның реттеушілік қызметі - қан гуморальдық реттеуші қызметін атқарады. Ол гормондарды және басқа да биологиялық активті заттарды, биохимиялық реакция жүретін нысана-мүшелерге жеткізеді. Сол сияқты су - тұз алмасуын, қышқылдық-сілтілік теңесуді, рН көрсеткішінің тұрақтылығын реттейді. Осылайша гомеостаз - организмнің ішкі ортасының тұрақтылығы сақталады, яғни организмнің ішкі ортасының құрамы және қасиеттері біршама тұрақты қалыпта сақталады.

5) Қанның қорғаныш қызметі - қан құрамында антиденелер, антитоксин (уға қарсы) бар. Олар организмге енген зиянды заттардан, улы микроорганизмдерді зиянсыздандырады. Қанның маңызды қорғаныс қызметіне қан тамырлары зақымданған кезде ұю қасиеті жатады. Қанның ұюы нәтижесінде оның ағуы тоқталады.

 

 

17.3. Қан плазмасы  және сарысуы

 

Плазма - қанның сұйық бөлігі. Оның құрамында 90% шамасындай су, 6-8% белок, 2% шамасындай төменгі молекулалы заттар болады. Тығыздығы 1,025-1,029, тұтқырлығы 1,9-2,5, осмостық қысымы 7,3 атм.

Плазама құрамындағы төменгі  молекулалы заттарға жататындар: Na⁺, К⁺, Са²⁺ сияқты катиондар және басқа да микроэлементтер, СІ^-, , , сияқты аниондар, органикалық қышқылдар (сүт қышқылы, лимон қышқылы, пирожүзім қышқылы, қымыздық қышқылы), амин қышқылдары, сонымен қатар витаминдер, пигменттер, глицерол және әр түрлі метаболиттер.

Жоғарыда айтылғандай, плазманың қан сарысуынан айырмасы - плазма құрамында фибриноген белогы болады. Ол екеуінің басқа құрамдас бөліктері іс жүзінде бірдей. Плазмадағы фибриноген белогының мөлшері 0,4%. Фибриноген жөнінде төменде, қанның ұю процесін қарастырған кезде баяндалады. Қазір қан сарысуьшың негізгі белоктарын қарастырамыз. Өйткені қанды зерттеу кезінде негізінен сол белоктар ескеріледі.

Қан сарысуының белоктары. Қан сарысуындағы белоктардың мөлшері 7% шамасындай және белоктық заттардың саны 70-тен асады. Олардың бәрі де еріген күйде және өздері алуан түрлі биологиялық қызмет атқарады.

Қан сарысуының негізгі  белоктары - альбуминдер мен глобулиндер, оларға аммоний сульфаты тұзын немесе натрий сульфаты тұзын қосқан кезде тұнбаға түседі. Егер осындай тұздардың біреуін біртіндеп қан сарысуына қосса, жартылай қаныққан кезде глобулин бірінші болып тұнбаға түседі, тұз ерітіндісі толық қаныққаннан кейін альбумин тұнбаға шөгеді. Дегенмен, мұндай әдісті қолданып қан сарысуы бөліктерін толық ажыратып бөлуге болмайды.

Жеке белоктарды ажыратып бөлудің әсіресе тиімді де нәзік әдісі гельдегі электрофорез немесе әр түрлі адсорбенттерде хроматография болып табылады (2.4. бөлімді қараңыздар). Белоктарды бөліп ажырату әдістерінің іс жүзінде, әсіресе көп қолданылатыны гельдегі электрофорез болғандықтан, төменде белоктарды крахмал гелінде бөлу нәтижесінде алынған жеке белок фракцияларына сипаттама беріледі.

1. Преальбумин. Қан сарысуындағы белоктардың ең жылжымалы бөлігі, оның үлесі барлық сарысу белоктарының 2,4% шамасындай, М 54980, рНі - 4,7. Қызметі тироксинді және ретинол байланыстырушы белокты тасымалдау.

2.Альбумин. Сан жағынан ең көп белок, шамамен оның мөлшері 31,6%,      М 66240, рНі - 4,7. Қызметі - осмостық қысымды реттеуге қатысу, май қышқылдарын, кейбір стероидтық гормондарды, билирубинді тасымалдауға қатысу.

3.Постальбумин. Қан сарысуындағы барлық белоктардың 5,5% шамасындай.

4.α₁-Глобулиндер. Бұлардың құрамына 6 белок кіреді, крахмал гелінде электрофорездеген кезде бөлінеді. Бұлар біршама төмен молекулалы белоктар, М 21 000 - 58 000, құрамында көмірсулар бар. α-Глобулиндер кейбір гормон-дарды (кортизол, кортикостерон, тироксин) тасымалдайды.

5. α₂-Глобулиндер. Бұлар бірнеше түрге жіктеледі. Олар: а) церулоплазмин - құрамында мыс бар белок, мыстың мөлшері 0,34%. Церулоплазмин барлық сарысулық белоктардың 6,4%, М 150 000, рНі — 4,4, құрамында 7% шамасындай көмірсу бар. Қызметі мысты тасымалдау және бауырдағы оның мөлшерін реттеу, активті ферментативтік қасиеті бар.

б) Гаптоглобин. Қан сарысуында бұл белоктың үш түрі табылған, олар НР1, НР2 және НРЗ түрінде белгіленеді. Барлық сарысулық белоктармен салыстырғанда олардың мөлшері тиісінше 7,6, 5,6 және 6,0%, М 115000, 150000 және 200 000. рНі - 5,3. Қызметі - гемоглобинді мықты комплекс етіп байланыстыру, организмде гем темірінің сақталуы осыған байланысты. Құрамында көмірсулары көп, 19% шамасына барады.

в) α₂-Макроглобулин. Қандағы барлық сарысу белогының 5,5%, М 725 000, рНі - 5,4, қызметі - кейбір протеолиттік ферменттерді тежеу.

6. β-Глобулиндер, үш түрге бөлінеді: β₁-глобулиндер, β₂-глобулиндер,                        β₃-глобулиндер. Оларға мынадай белоктар жатады.

а) Трансферрин - темір құрамды белок, сарысу белогының 5,7%, М 76500, рНі - 5,5, құрамында 6% көмірсулар бар. Қызметі - үш валентті темірді қан түзуші мүшелерге жеткізу. Трансферрин - полиморфты белок, олар генетикалық тұрғыдан бірнешеу болып түрленеді. Жануарлардың кейбір биологиялық қасиеттері трансферринмен байланысты деп болжайды.

б) α-Липопротеин немесе тығыздығы жоғары липопротеиндер. Олар фосфолипидтерге бай болады, құрамында 30% шамасындай фосфолипидтер, 20% холестерол, 45 - 50% белоктар бар, М 200 000. Қанның сарысуындағы       α-липопротеин мөлшері барлық белоктардың 5,6%. Қызметі - липидтерді тасымалдау.

в) β-липопротеин немесе тығыздығы төмен липопротеиндер. Оның құрамында липидтер көп - 45% шамасындай холестерол, 22% фосфолипидтер, 10% триацилглицеролдар және 25% белок болады, М 2 млн шамасындай.              β-Липопротеиндер қан сарысуындағы барлық белоктардың 5,4% болады. Негізгі қызметі - холестеролды тасымалдау.

7. Гамма-глобулиндер, оның екі топ бөлігі - γ₁-глобулин мен γ₂-глобулин. Олардың мөлшері тиісінше 7,9 және 8,7%. Гамма - глобулиндер организмді қорғайтын белоктар, антиденелер, М 150.000, рНі - 6,3 - 7,3.

 

 

17.4. Қанның  ұюы

 

17.4.1. Жалпы  түсінік. Қан ұю факторлары

 

Қан тамырлары зақымданған  жерде қан ұйып, оның ағуы тоқталады. Қан ұюының мағынасы мынадай. Плазмада еріген белок фибриноген ерімейтін белокқа фибринге айналады. Фибриннің өзі - мономер, кейіннен ол полимерленеді де, жіңішке ұзын жіпке айналады. Фибрин мономерлері арасында коваленттік байланыс қалыптасады. Полимер - фибрин жіптерінен тор пайда болады да, сол торлар қан клеткаларын (эритроциттер, лейкоциттер, тромбоциттерді) ұстап қалады, сөйтіп қан ұйыиды.

Қанның ұюы күрделі, сатылы механизм бойынша жүреді, оған көптеген ферменттер және белокты заттар қатысады. Сатылы механизмнің мағынасы мынадай: бірінші фермент екінші ферментті, екінші - үшіншіні активтендіреді т.с.с.

Қан ұюының екі жолы бар  - ұюдың ішкі жолы және ұюдың сыртқы жолы. Қан ұюдың ішкі жолы - қан аномальды (табиғи емес) бетпен түйіскен кезде іске асады, ал сыртқы жолы - зақымданған ұлпаның тромбопластин бөлініп шығуы нәтижесінде іске асады (зақымдану кезінде). Қан ұюдың ішкі және сыртқы механизмінің бастапқы кезде ғана айырмасы бар. Ары қарай олар ортақ жолға түсіп бірігеді де ақырында фибрин полимерленіп қан ұйыиды (17.1-суретті қараңыздар).

Енді қанның ұюын іске асырушы факторға қысқаша сипаттама берейік.

І-фактор - фибриноген. Ол фибриллярлык белок, М 340 000, молекуласы екіден қосақтасқан бір-біріне ұқсас - α-, β-, γ- - полипептидтік тізбектен құралады. Құрылымды 28 дисульфидтік көпіршелер ұстап тұрады. Бауырда синтезделеді, жарты тіршілігінің ұзақтығы 4 күнге созылады.

ІІ-фактор - протромбин. Бұл профермент, М 68 700, К витаминінің қатысуымен бауырда синтезделеді, Са²⁺ қатысуымен протромбиназа ферменті активтейді, сөйтіп тромбин ферментіне айналады (М 38 000). Тромбин фибриногеннің төрт жерінде аргинин мен глициннің арасындағы пептидтік байланысты үзеді. 4 пептид үзіліп бөлінеді, екі пептид екі α-тізбектен бөлінеді, ол екеуінің әрқайсысында 18 амин қышқылының қалдықтары бар. Екі пептид екі β-тізбектен бөлінеді. Ол екеуінің әрқайсысында 20 амин қышқылының қалдықтары болады. Осылайша үзіліп бөлінген пептидтер фибринопептидтер деп аталады.