На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Транспорт и накопление металлов в биологических системах. Трансферрин. Ферритин. Церулоплазмин и сывороточный альбумин. Металлотионеины

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 09.11.2012. Сдан: 2012. Страниц: 10. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


?МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени В. Н. Каразина
 
кафедра неорганической химии
 
 
Зачетная работа по бионеорганической химии
 
Транспорт и накопление металлов в биологических системах. Трансферрин. Ферритин. Церулоплазмин и сывороточный альбумин. Металлотионеины.
 
 
 
 
                                                            Выполнила:
                                                                                          студентка IV курса
                                                                                   группы Х- 142
                                                                                                          Житникова Дарья Игоревна
 
Проверила:
Д.х.н., доцент                                                                                    Панченко В. Г.
 
 
 
 
Харьков
2012 г.
Содержание
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ВВЕДЕНИЕ
   Проблема антропогенного загрязнения биосферы отходами промышленных предприятий является очень актуальной. В результате различных геохимических циклов и жизнедеятельности биологических объектов, а также в виду непостоянства внешних условий металлы активно включаются в природные круговороты веществ. При поступлении в водоемы металлы образуют различные комплексные соединения, которые существенно влияют на процессы накопления в компонентах экосистемы. В зависимости от состава водной среды образуются более или менее доступные для биологических объектов соединения металлов, которые накапливаются в живых организмах.
Биологическая роль важнейших биометаллов
   Ионы металлов находятся в организмах в виде комплексных (координационных) соединений. Биолиганды различных типов имеют набор разнообразных донорных атомов: O, S, N, P, - с которыми большинство металлов образуют координационные связи.
  К биогенным металлам относят следующие 10: s-элементы Na, K, Mg, Ca; 3d-элементы Mn, Fe, Co, Cu, Zn и лишь один 4d-элемент - Mo. Многие другие металлы, кроме 10 упомянутых, также проявляют биогенные свойства, но их роль пока до конца не выяснена. Так как биогенные металлы обладают различными свойствами, в большинстве случаев отвечающими их положению в Периодической системе, то и биологические функции их различны. Так, ионы щелочных металлов, менее всего способные к образованию координационных связей, участвуют в создании электролитной среды организма, определяют процессы всасывания веществ из-за различий в осмотическом давлении в органах и тканях. Ионы Са2+, образующие плохорастворимые соединения, служат основой «несущих» систем организма: скелета, хрящей. Биометаллы являются центрами около 30% всех ферментативных систем .Так, легко гидролизующиеся металлы (Mg, Zn) участвуют в реакциях ферментативного гидролиза; металлы, проявляющие переменную валентность и переменное координационное число (Cu, Fe, Mo) регулируют многие окислительно-восстановительные процессы. Биосфера представляет собой среду с подвижным равновесием как на макро-, так и на микро-уровне. Для элементов в биосфере характерно распределение во внутри- или внеклеточном пространстве. Так, например, внеклеточными элементами являются Na, Ca, Cu, Mo, Cl, Si, Al, а внутриклеточными - K, Mg, Fe, Co, Zn, Ni, Mn, S, P, Se .
Натрий, калий
  Если в геосфере ионы Na+ и К+ встречаются всегда вместе, и их разделение представляет непростую задачу, то в биосфере эти ионы распределяются по разные стороны клеточных мембран. Эти ионы непрерывно движутся по ионным каналам в обоих направлениях, причем против градиента концентраций, т.е. от области меньших концентраций в сторону больших. Самопроизвольно такой процесс протекать не может, и энергию ему сообщает реакция гидролиза АТФ.
  Баланс Na+ и К+ воррганизме называется калий-натриевым насосом. Этот баланс обеспечивает, во-первых, поддержание необходимого осмотического давления биожидкостей, которое является движущей силой всех процессов всасывания и выведения; во-вторых, сохранение присущего каждому органу и ткани значения рН; в-третьих, натрий и калий играют важнейшую роль в передаче нервных импульсов.
Магний, кальций
  Ион Mg2+ - более сильный комплексообразователь, чем ион Са2+, и поэтому служит центром некоторых металлоферментов, например, катализирует столь важный гидролиз АТФ. В растительном мире Mg2+ входит в координационный центр хлорофилла[2], управляющего таким глобальным процессом, как фотосинтез, состоящий в превращении Н2О и СО2 в углеводы и О2 под действием световой энергии. В этой окислительно-восстановительной реакции СО2 восстанавливается до углеводов, а Н2О окисляется до О2. На 1-й стадии фотосинтеза хлорофилл, в координационном центре которого находится ион Mg(2+), фотохимически возбуждается и с участием железосерных белков восстанавливает СО2. 2-я стадия фотосинтеза включает целую серию реакций с участием молекул АДФ, АТФ, производных хинона, комплексов Mn(2+) и Mn(4+), в результате чего Н2О окисляется до О2. Надо отметить, что координация Mg2+ с хлорофиллом нетипична с точки зрения классических представлений о Mg как комплексообразователе, так как он координирован с донорными атомами N и проявляет нехарактерное для него координационное число 5.
   Содержание Са2+ в организме составляет ~1%, он содержится в каждой клетке живого организма. Кальций – 5-й по распространённости in vivo элемент после C, H, O, N. В организмах млекопитающих 95% кальция приходится на твердые ткани: кости и зубы, где он находится в виде фторапатита и гидроксиапатита; в организмах птиц и моллюсков преобладает СаСО3. Кальций тесно связан с процессами биоминерализации. В стенках сосудов и артерий кальций присутствует в виде СаСО3, комплекса с холестерином, а в почках – в виде оксалатов или уратов (солей мочевой кислоты). Ионы Са2+ принимают активное участие в сокращении мышечных волокон, активации многих ферментов, регуляции процесса свертывания крови. Концентрация Са2+ в организме регулируется гормонами паращитовидных желез кальцитонином, а усвоение определяется содержанием в организме витамина D. Недостаток этого витамина приводит к снижению всасывания Са и проявляется в виде заболевания рахита. Са – внеклеточный элемент; его концентрация в клетке мала: ~ 10 –7 моль/л, а вне клетки - ~ 10-3 моль/л.Некоторые соли Са2+ применяются в качестве лекарственных средств: хлорид и глюконат, гипс CaSO4.
d- элементы – биометаллы
   Переходные биометаллы обладают особыми свойствами, главное из которых – высокая способность к комплексообразованию. Образуя разнообразные комплексы с многочисленными биолигандами живого организма, переходные биометаллы по существу ведут себя, как «организаторы жизни».
   Так, например, Mn2+, радиус которого близок к таковому для Mg2+, образует комплексы с О- и N-донорными биолигандам. Марганец входит в состав активного центра многих ферментов, а также участвует в синтезе витаминов группы В и влияет на синтез гемоглобина.
    Физиологическая роль железа связана с его способностью образовывать комплекс с молекулярным О2, а также с различными биолигандами . Проявляя степени окисления 2, 3 и 4 и координационные числа 4 и 6, железо очень мобильно в своих соединениях, легко переходя от одного типа координации биолиганда к другому. В организме железо встречается как в виде «гемовых» соединений (гемоглобин, миоглобин), так и в «негемовой» форме (ферритин, сидерофилин). Ключевой момент участия гемоглобина в дыхательным цикле состоит в координации молекулы О2, втягивании фрагмента гемоглобина Fe --- O2 в так называемый «имидазольный карман», а затем распределении О2 током крови по сосудам. Негемовые протеины - железосерные белки ферритин, трансферрин - играют роль «накопителей» железа, необходимого для работы различных железозависящих ферментов (пероксидаза, каталаза). Некоторые из этих соединений имеют небольшую молярную массу и построены в виде клеток – кластеров.  Низкое содержание железа в крови приводит к заболеванию железистой анемии.
   Кобальт входит в состав кобаламина – витамина В12. Это эндогенный витамин, который синтезируется микрофлорой кишечника. Кобаламин содержит макроцикл – корриновое кольцо, связанное с нуклеотидом и диметилбензимидазолом. Кофермент В12 является редким примером природного металлорганического соединения. Главная ферментативная роль кобаламина связана с переносом атомов Н или групп СН3 между биолигандами. При недостатке витамина В12 возникает заболевание- злокачественная анемия. Соли Со2+ способствуют накоплению некоторых других витаминов: пиридоксина, никотинамида, - которые положительно влияют на все виды обмена веществ: белковый, минеральный и углеводный. Избыток Со подавляет функции щитовидной железы, так как влияет на содержание иода в её гормоне. Это проявляется в виде заболевания – эндемического зоба, распространенного в регионах с повышенным содержанием кобальта в почве и питьевой воде. Интересно отметить, что ближайший аналог Со - никель – считается нежелательным и даже опасным в биосфере. Однако, Ni (в не установленной до сих пор степени окисления) входит в активный центр фермента уреазы, ответственной за гидролиз мочевины.
    Человек в сутки поглощает с пищей 2 – 3 мг меди, из которых усваивается всего 30%. В растительных и животных организмах медь находится в виде координационных соединений, причем в основном это медьсодержащие белки. Ферментов, содержащих медь в активном центре, насчитывается более 20, большинство из которых оксидазы, биологическая роль которых связаны с процессами гидроксилирования, окислительного катализа, переноса кислорода. Наиболее подробно изучена роль меди в ферменте цитохромоксидазе. Отклонения от нормы в содержании меди приводит к тяжелым и часто необратимым заболеваниям. Так, например. выведение меди из соединительной ткани физиологическим путем или под действием некоторых лекарств ведет к красной волчанке, а накопление меди в печени или мозге – к ревматоидному артриту – болезни Вильсона.
   Ионы Zn2+ образуют комплексы с лигандами с донорными атомами О и N. Цинк входит в состав активного центра в состав многих важных ферментов, в основном, катализирующих реакции гидролиза пептидов, коллагена, фосфолипидов и др. Цинк активирует фермент карбангидразу, ответственный за гидратацию СО2 в биожидкостях и перенос ионов Н+ к СО32- . Цинк нормализует сахарный обмен и необходим для нормальной секреции инсулина. Цинк-содержащие белки образуют примечательные по своей форме «цинковые пальцы», играющие большую роль в связывании и распознавании ДНК (факторы транскрипции с доменами типа «цинковые пальцы», нуклеазы с «цинковыми пальцами») и, следовательно, в передаче генной информации.
   Молибден способен проявлять как различные степени окисления (+4, +5, +6), так и переменные координационные числа (4, 5, 6, 8). Поэтому биологическое действие Мо разнообразно. Именно наличие Мо позволяет бобовым растениям усваивать атмосферный азот. В организме животных Мо входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, в том числе ксантиноксидазы, участвующей в обмене пуринов и переносе О2. При избытке Мо в почве он накапливается в организме, что способствует активизации ксантиноксидазы и синтезу избыточного количества мочевой кислоты. В результате этого образуются кальциевые соли этой кислоты – ураты, которые отлагаются в суставах, вызывая подагру.
 
Токсическое действие металлов
Рассматривая токсическое окружающей среды, часто употребляют термин «токсичные элементы» или «токсичные соединения». Однако, токсичное действие того или другого элемента существенным образом зависит от его распространенности в окружающей среде, в том числе и от того, является ли токсичное соединение природным или образовалось в результате промышленной деятельности человека. Кроме того, ни одно соединение нельзя назвать абсолютно токсичным или абсолютно нетоксичным; как писал Парацельс «Всё яд, дело в дозе». Каждый орган или ткань живого организма нормально функционирует лишь для некоторого интервала (допустимых значений) концентраций какого-либо соединения. Отклонения содержания этого соединения от нормы вызывает патологическую реакцию и является, собственно, причиной токсичности. На токсичность соединений существенно влияют: доза; общие свойства соединения; способность биологической системы абсорбировать и транспортировать соединение к необходимому органу; способность соединения трансформироваться в более или менее токсичные формы; способность соединения взаимодействовать с макромолекулами. Так, например, многие тяжелые металлы токсичны, так как блокируют многие ферменты, но так как многие из них относятся к редким и рассеянным элементам, то токсичность их не так значима. Снижена токсичность и тех соединений, которые плохо растворимы в воде (например, PbS) и не усваиваются организмом. Однако, токсичность соединений некоторых элементов, например ртути, повышается из-за действия микроорганизмов, легко усваивающих плохорастворимые соединения ртути и затем «передающие» их высшим животным.
Из объектов бионеорганической химии именно тяжелые металлы в форме комплексов наиболее опасны для жизнедеятельности организмов. Атака тяжелых металлов направлена на гемсодержащие белки и ферменты; на системы пероксидного и свободнорадикального окисления липидов и белков; на системы антиоксидантной защиты; на ферменты транспорта электронов и синтеза АТФ; на белки клеточных мембран и ионные каналы мембран. Так, например, ионы Pb(2+), Hg(2+), Co(2+), Cd(2+) образуют прочные комплексы с аминокислотами и многими другими биолигандами, в особенности содержащими группы RS- и HS-. Токсическое действие тяжелых металлов проявляется в том, что, обладая подходящим размером и характером электронной оболочки, они могут вместо биометаллов «встраиваться» в соответствующие рецепторы, блокируя действие субстратов.
Металлы I и II побочных групп Периодической системы
    Простые некомплексные соединения металлов I и П групп издавна нашли применение в качестве антисептических средств, например CuSO4, AgNO2, HgNH2Cl, HgCl2, ZnS, ZnO и др., а также и сами чистые металлы Cu, Ag, Au в тонкоизмельченном виде.
   Комплексы меди с тиосемикарбазонами и Шиффовыми основаниями применяются в качестве бактерицидных средств. Лечение препаратами золота, называемое хризотерапией, было известно еще с 2500 г. до н.э. в Китае. В виде официальных фармацевтических средств соединения золота нашли применение с 20-ых годов ХХ в. как средства для борьбы с туберкулезом, артритами и др.
     Действие препаратов Au начинается с того, что вводимые внутривенно комплексы диссоциируют в плазме крови, и свободные ионы Au+ связываются с тиоловыми (-SH) группами белков крови и быстро разносятся по организму. Считают, что ионы Au+ блокируют избыточные сульфгидрильные группы, но могут и действовать по-другому, например, ингибируя активные формы радикалов ОН и О2-. Главным недостатком препаратов Cu, Ag, Au является плохая переносимость желудком. Отклонения от нормы в содержании меди приводит к тяжелым и часто необратимым заболеваниям. Так, например, выведение меди из соединительной ткани физиологическим путем или под действием некоторых лекарств ведет к красной волчанке, а накопление меди в печени или мозге – к ревматоидному артриту – болезни Вильсона.
    Препараты биометаллов Mg и Са, в том числе и комплексные, являются распространенными антацидными (противокислотными) средствами. Комплексы магния и калия с аспарагиновой и глутаминовой кислотами, аспаркам и глутамаг соответственно, являются лекарственными препаратами, улучшающими тонус кровеносных сосудов. Некоторые соли Са2+ применяются в качестве лекарственных средств: хлорид CaCl2, комплекс с глюконовой кислотой (глюконат), гипс CaSO4• 2Н2О.
    Препараты, содержащие Zn, предназначены для правильного функционирования Zn-зависящих ферментов, что важно, например, при лечении сахарного диабета.
    Препаратов ртути теперь обычно избегают из-за токсичности ртутьорганических соединений, но раньше использовали сулему HgCl2 как антисептик при контакте с больными проказой и ртутносерную мазь при лечении кожных заболеваний.
Металлы III группы
    Соединения Al в сочетании с оксидами MgO, SiO2 давно известны как антациды. Интересно, что Al, широко распространенный в геосфере, практически не усваивается живыми организмами. Причиной этого является плохая растворимость гидроксида и фосфата Al, которая не позволяет этим соединениям накапливаться в организме. Однако, комплексы Al с такими биолигандами, как углеводы и жиры, содержащими большое количество донорных атомов кислорода, являются нейротоксичными и, отлагаясь в тканях мозга, способствуют развитию болезни Альцгеймера. Поэтому в настоящее время рекомендуют избегать алюминиевой посуды для приготовления пищи.
     Соединения Ga , а именно нитрат галлия был известен как первый «неплатиновый» канцеростатик, то есть препарат, останавливающий рост опухолевых клеток. Механизм действия препарата не выяснен, но предполагают, что ионы Ga3+ могут частично ингибировать ДНК- и РНК-зависящую полимеразу, а также подавляют захват ионов Са молекулами АТФ. Комплексы таллия применяют для борьбы с грызунами.
Редкоземельные элементы
    Редкоземельные элементы (РЗЭ, лантаноиды, Ln) не относятся к классическим биометаллам. Однако известно, что они способны проявлять некоторую биологическую активность. Так, было обнаружено, что РЗЭ накапливаются в листьях папоротников, в жень-шене, в некоторых алкалоидах, выделенных из растений. В живых организмах РЗЭ концентрируются, главным образом, в скелете (тяжелые РЗЭ), в жировой ткани печени (легкие РЗЭ), а также в плазме крови. РЗЭ могут поступать в живые организмы с питьевой водой, с атмосферной пылью. Промышленные выбросы также содержат оксиды РЗЭ в пламени и дымах.
    Биологическая роль РЗЭ, их токсическое и фармакологическое действие многие годы оставались в тени. Первое упоминание о фармакологическом действии солей РЗЭ было в конце XIX века, когда было предложено использовать оксалат церия Се(С2О4)2 в качестве противорвотного средства. В 1897 г. сообщалось о противомикробном действии солей РЗЭ при лечении туберкулёза и проказы. Уже после 2-й мировой войны обратились к некоторым радиоактивным изотопам РЗЭ, которые, накапливаясь в определенных тканях организма, позволяют диагностировать различные патологии, а в ряде случаев и проявлять противоопухолевое действие, разрушая за счет радиоактивного излучения новообразования. С 20-ых годов ХХ века стало известно и о влиянии солей РЗЭ на свертываемость крови. Выяснилось, что способность ионов РЗЭ замещать ионы Са можно использовать не только для диагностического зондирования, но и для регуляции важных процессов обмена Са в организме, например, при свертывании крови. Ключевым моментом в каскадном процессе свертывания крови является образование комплекса Са с протромбином. Препараты РЗЭ, введенные в виде растворимых комплексов с биолигандами (аминокислотами, витаминами и др.), вытесняют Са из комплекса с протромбином, и кровяной сгусток не образуется. Это очень важно как для предотвращения коагуляции донорской крови при ее хранении, так и для препятствий при образовании тромбов in vivo. Эти антикоагулянтные свойства соединений РЗЭ до сих пор не нашли полноценного практического применения из-за необоснованной боязни токсического действия РЗЭ при внутривенном введении. Кроме того, широко известный антикоагулянт гепарин намного дешевле.
      Что касается других видов фармакологического действия РЗЭ на организм, то сообщается о том, что РЗЭ снижают артериальное давление, понижают уровень сывороточного холестерина и глюкозы, угнетают аппетит, обладают умеренным противовоспалительным действием. К настоящему времени известны немногочисленные лекарственные препараты на основе РЗЭ. Например мазь флогосам на основе соединений самария. Что касается токсического действия РЗЭ, то обычно его преувеличивают. Сами ионы РЗЭ не относятся к агрессивным катионам, так как не обладают выраженными окислительными свойствами, а кроме того в значительной степени «закрыты» гидратными оболочками, что снижает их активность. Конечно, весьма токсичны ингаляции паров порошкообразных оксидов РЗЭ, соли РЗЭ эмбриотоксичны, так как вызывают деформацию скелета.
Элементы IV группы
    Представителем Ge-содержащих препаратов является спирогерманий, обладающий свойствами иммуностимулятора и цитостатика. Препарат олова – сталинон - применяют против фурункулёза, а раствор трибутилбензоата олова в смеси пропилового спирта с водой – как эффективное противогрибковое средство.
Элементы V группы
    Лекарственные препараты на основе соединений висмута известны около 200 лет и используются для лечения желудочно-кишечных заболеваний.
Элементы VII группы
    Из элементов побочной группы интересно применение в радиофармации меток 99Tc в виде сложного координационного соединения (препарат церетек) для диагностики заболеваний сердца, костей, почек и печени.
 
Элементы VIII групп
  Из лекарственных средств, содержащих элементы VIII группы, широко известны препараты железа, используемые для лечения железистой анемии (глюконат железа, гемостимулин и др.), для лечения красной и лекарственной волчанки (сидопирин – комплекс железа с пиридоксином и его производными – компонентами витамина В6.
Особую роль в последние 30 лет приобрели комплексные соединения платины, применяемые для лечения онкологических заболеваний. В последующие годы были синтезированы и исследованы сотни комплексов платины и других металлов VIII группы, но лишь единичные из них проявляли заметную противоопухолевую активность. Лучшими канцеростатиками были признаны только соединения платины, которые позволяют в 80 – 90% случаев продлить жизнь пациентам.
Мишенью действия платиновых препаратов является ДНК. Было доказано, что плоские комплексы платины внедряются между нитями ДНК, распирая их и предотвращая нежелательное деление и рост клеток.
Трансферрин
    Трансферрины  — белки плазмы крови, которые осуществляют транспорт ионов железа. Трансферрины представляют собой гликозилированые белки, которые прочно, но обратимо связывают ионы железа. С трансферринами связано около 0,1 % всех ионов железа в организме (что составляет порядка 4 мг), однако ионы железа, связанные с трансферринами, представляют огромное значение для метаболизма. Трансферрины имеют молекулярную массу около 80 кДа и имеют два места связывания Fe3+. Сродство трансферрина очень высокое (1023 M?1 при pH 7,4), но оно прогрессивно снижается с понижением pH ниже нейтральной точки. Когда трансферрин не связан с железом, он представляет из себя апопротеин.
Синтез трансферрина осуществляется в печени и зависит от функционального состояния печени, от потребности в железе и резервов железа в организме. Железо, поступающее с пищей, накапливается в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкого кишечника. Трансферрин участвует в транспорте железа от места его всасывания (тонкая кишка) до места его использования или хранения (костный мозг, печень, селезенка). При разрушении эритроцитов в селезёнке, печени и костном мозге железо, высвобождаемое из гема, трансферрин транспортирует в костный мозг; часть железа включается в состав ферритина и гемосидерина. Одна молекула трансферрина связывает два атома железа – иона Fe3+, а 1 г трансферрина соответственно около 1,25 мг железа. В норме процент насыщения трансферрина железом составляет около 30%. Снижение процента насыщения трансферрина железом (следствие снижения концентрации железа и роста концентрации трансферрина) указывает на анемию, обусловленную недостатком поступления железа. При значительном увеличении % насыщения трансферрина железом в плазме появляется низкомолекулярное железо; которое может откладываться в печени и поджелудочной железе, вызывая их повреждение. Содержание трансферрина у женщин на 10% выше, чем у мужчин. В третьем триместре беременности концентрация трансферрина в сыворотке может повыситься на 50%. Концентрация этого белка снижается у пожилых людей. При воспалительных процессах трансферрин проявляется как негативный белок острой фазы (его концентрация при острофазном ответе на воспаление уменьшается).
Механизм транспорт
Основными функциями плазменного трансферрина являются транспорт железа от места его всасывания (тонкая кишка) до места его использования или хранения (костный мозг, печень, селезенка); перенос железа, неиспользованного для синтеза гема, в депо; регуляция работы иммунной системы.
     При снижении концентрации железа синтез трансферрина возрастает. Трансферрин необходим для дифференциальной диагностики железодефицитных состояний. У женщин уровень трансферрина несколько выше, чем у мужчин.
    Трансферрин синтезируется преимущественно в печени и в небольших количествах - в лимфоидной ткани, молочной железе, тестикулах и яичниках.
  Когда трансферрин связан с ионами железа, трансферриновый рецептор на поверхности клетки (например, предшественников эритроцитов в красном костном мозге) присоединяется к нему и, как следствие, проникает в клетку в пузырьке. Затем pH внутри пузырька понижается из-за работы протонных ионных насосов, заставляя этим трансферрин высвободить ионы железа. Рецептор перемещается обратно на поверхность клетки, снова готовый связывать трансферрин. Каждая молекула трансферрина может переносить сразу 2 иона железа Fe3+.
Структура
    У людей трансферрин представляет собой полипептидную цепочку, состоящую из 679 аминокислот. Это комплекс, состоящий из альфа-спиралей и бета-слоёв, которые формируют 2 домена (первый расположен на N-конце, а второй на C-конце). N- и C- концевые последовательности представлены шарообразными долями, между которыми находится участок связывания железа. Аминокислоты, которые связывает ионы железа с трансферрином, идентичны для обоих долей: 2 тирозина, 1 гистидин, 1 аспарагиновая кислота. Чтобы связать ион железа, требуется анион, предпочтительно карбонат-ион (CO32?). У трансферрина также есть трансферриновый рецептор: это дисульфидно-связанный гомодимер. У людей каждый мономер состоит из 760 аминокислот. Каждый мономер состоит из 3 доменов: апикальный домен, спиральный домен, протеазный домен.
Распределение в тканях
    Печень является основным источником производства трансферрина, но и другие ткани, например мозг, также производят эти молекулы. Главная роль трансферрина — доставка железа из центров поглощения в двенадцатиперстной кишке и переваривания эритроцитов макрофагами ко всем тканям. Особенно важную роль трансферрин играет в активном делении клеток, например, при кроветвороении. К трансферринам принадлежит собственно белок под названием трансферрин, а также овотрансферрин, лактоферрин, меланотрансферрин, ингибитор угольной ангидразы, саксифилин, основной белок желтка морских ежей, crayfish protein, пацифастин, белок зелёных водорослей.
Иммунная система
    Трансферрины принимают участие в обеспечении врождённого иммунитета. Трансферрины присутствуют в слизистых оболочках, где связывают ионы железа. В результате снижения концентрации свободных ионов железа, лишь незначительная часть бактерий способна размножаться в таких условиях. Концентрация трансферринов снижается при воспалительных процессах.
    У людей со слишком низким или высоким уровнем сывороточных трансферринов возникают серьёзные последствия для здоровья. Больные с пониженным количеством трансферринов часто страдают от заболеваний, связанных с избытком железа и от недостатка белка. Пациенты с повышенным уровнем трансферрина могут страдать от железодефицитной анемии. Отсутствие трансферринов в организме — редкое наследственное заболевание, атрансферринемия.
Другие эффекты
    Трансферрин обладает бактерицидным действием, так как делает Fe3+ недоступным для бактерий.
   
 
   
Ферритин
    Ферритин (от лат. ferrum – железо), сложный белок (металлопротеид), в котором запасается железо в организме животных и человека. Содержится в печени, селезёнке, костном мозге и слизистой оболочке кишечника. Впервые обнаружен чехословатским учёным Лауфбергером (1934) в печени животных. Ферритин – наиболее богатое железом соединение в живых организмах: на один аминокислотный остаток белка приходится около одного атома трёхвалентного железа. В отличие от гемопротеидов, железо в ферритине не входит в состав гема, а находится в комплексе с полимерным неорганическим соединением (FeO·OH)18(FeO·OPO3H3), прочно связанным с белком. Молекулярная масса ферритина 747 000; после отщепления железа образуется так называемый аноферритин с молекулярной массой 465 000. Он обладает антигенной активностью. Ферритин ,находящийся в слизистой оболочке кишечника, регулирует всасывание железа него поступление в кровь. Высвобождение Fe происходит под действием восстановителя – аскорбиновой кислоты (витамина С). Поступающее в кровь железо переносится трансферрином в печень и другие органы, где его избыток связывается апоферритином. Fe, входящее в состав ферритина, необходимо для синтеза гемоглобина, цитохромов и других железосодержащих соединений. При повышении потребности организма в железе происходит быстрое расщепление ферритина костного мозга, печени и селезёнки.
Клиническое значение
    Мутации гена FTL, кодирующего лёгкую цепь ферритина человека, вызывают «взрослую болезнь базальных ганглий» с альтернативным названием «нейроферритинопатия», а также «синдром гиперферритинемии с катарактой».
Функции
    Представляет собой белок сферической формы - апоферритин, в ядре которого находится комплекс гидроокиси и фосфата железа. Одна молекула ферритина может содержать до 4000 молекул железа. Ферритин синтезируется в клетках органов РЭС (ретикуло-эндотелиальная система). Содержится во всех клетках тела и жидкостях организма. Наиболее богаты им предшественники эритроцитов в костном мозге, макрофаги и ретикулоэндотелиальные клетки печени; также обнаруживается в слизистой оболочке кишечника и в плазме. Включение железа в его состав требует окисления Fe 2+ в Fe3+. В физиологических условиях метаболизма железа ферритин играет важную роль в поддержании железа в растворимой, нетоксичной и биологически полезной форме. В результате полимеризации растворимого ферритина образуется нерастворимый гемосидерин. Ферритин сыворотки содержит 20 - 25% железа; его концентрация - хороший показатель запасов железа у здоровых людей и при неосложненных железодефицитных состояниях. Во время беременности уровень ферритина может снижаться постепенно, на 50% к 20 - й неделе, на 70% в третьем триместре беременности. В условиях острого воспаления повышенный уровень сывороточного ферритина может не только отражать количество железа в организме, но явиться проявлением острофазного ответа, так как ферритин является одним из острофазных белков. Тем не менее, если у пациента действительно имеется дефицит железа, острофазное повышение трансферрина не бывает значительным. При состояниях с избытком железа и некоторых хронических заболеваниях ферритин сыворотки не позволяет правильно оценить запасы доступного для обмена железа.
    Помимо использования в качестве показателя запасов железа в организме, определение концентрации ферритина важно для дифференциальной диагностики железодефицитной анемии и анемии хронических заболеваний (анемии, сопровождающей инфекционные, ревматические и опухолевые заболевания). Одним из основных механизмов анемии хронических заболеваний является перераспределение железа в клетки макрофагальной системы, активирующейся при воспалительных (инфекционных и неинфекционных) или опухолевых процессах. Железо накапливается в макрофагах в виде ферритина, перенос его от ферритина к трансферрину нарушается, что влечет за собой снижение уровня сывороточного железа. В этих условиях ошибочный диагноз железодефицитной анемии и назначение препаратов железа (парентерально) может привести к развитию вторичного гемосидероза и усугублению положения больного. При онкопатологии, особенно опухолевых и метастатических поражениях костного мозга, ферритин служит своеобразным опухолевым маркером.
   Существует также апоферритин (ферритин без железа), который выглядит в виде полого шара с диаметром 13 нм, с центральной полостью в диаметре 6 нм, где хранится железо, и которая открывается наружу посредством 6 каналов (через которые входит и выходит железо), там же в полости находится белковое покрытие, состоящее из 24 молекул, представленное из двух отличающихся субъединиц: H (тяжелая) и L (легкая) При дефиците железа уровень ферритина снижается до появления анемии/других изменений крови.
Церулоплазмин
    Церулоплазмин(ферроксидаза) — медь-содержащий белок (гликопротеин), присутствующий в плазме крови. В церулоплазмине содержится около 95 % общего количества мед
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.