Файл: Биохимия сердечнососудистой системы Подготовил Сузопов Егор Валерьевич, преподаватель кафедры биологической химии, клд.pptx

Биохимия сердечно-сосудистой системы

Подготовил: Сузопов Егор Валерьевич, преподаватель кафедры биологической химии, КЛД

Сердечно-сосудистая система

Сердечно-сосудистая система (ССС) – система органов, которая обеспечивает циркуляцию крови в организме человека. Основные компоненты ССС – кровеносные сосуды и сердце.

Функции сердечно-сосудистой системы

Функции кровеносных сосудов:

создают замкнутое пространство, по которому перемещается кровь адаптивно изменяют кровоснабжение органов и тканей (скорость и объем кровотока) путем изменения просвета (тонуса)

Функции сердца:

«насос», обеспечивающий перемещение крови адаптивно изменяет кровоснабжение органов и тканей (скорость и объем кровотока) путем изменения частоты и силы сокращений миокарда

Механизм сокращения миокарда

Сокращение: Развитие потенциала действия → вход в клетку ионов Ca2+ → изменение конформации белков тропонинового комплекса, изменение положения тропомиозина → взаимодействие актина и миозина с затратой АТФ → сокращение. Расслабление: Развитие потенциала покоя → Активация Са2+-АТФазы → «откачивание» Са2+ из клетки с затратой АТФ → изменение конформации белков тропонинового комплекса, изменение положения тропомиозина → расслабление.

Энергетический обмен кардиомиоцитов

Основные энергетические субстраты:

ВЖК (60-70%)
Глюкоза (20-30%)
Лактат (до 95% при физической работе)
Кетоновые тела
Распад энергетических субстратов идет аэробным путем (при помощи кислорода, распад до CO2, H2O)

Креатинфосфат

Креатинфосфат - временное депо энергии в виде макроэргических связей. В сердце нет гликогена и других запасов энергетических субстратов, поэтому используются другие запасы срочной энергии.

Ишемия миокарда

Ишемическая болезнь сердца - заболевание, вызванное недостаточным обеспечением сердца кислородом и питательными веществами, которое возникает из-за нарушения кровоснабжения миокарда по причине поражения коронарных артерий.

---

Как диагностировать инфаркт?

Для диагностики острого инфаркта миокарда используются три важнейших клинико-диагностических метода:

Наличие типичной клиники
Типичная картина на электрокардиографии
Кардиомаркеры (лабораторные маркеры цитолиза – разрушения кардиомиоцитов)

Кардиомаркеры

Увеличение в крови:

концентрации кардиоспецифических тропонинов: тропонина Т и тропонина I (обязательный маркер)
активности общей креатинкиназы (суммарной активности изоферментов - ВВ-креатинкиназа + МВ-креатинкиназа + ММ-креатинкиназа), МВ-креатинкиназы (при недоступности определения кардиоспецифичных тропонинов)
Устаревшие маркеры: АСТ/АЛТ, ЛДГ-1, миоглобин, из-за недостаточной органоспецифичности

Строение сосудистой стенки

Фибробласты (наружная оболочка сосуда): синтезируют компоненты матрикса соединительной ткани, включая волокна коллагена и эластина, т.о. обеспечивают механическую прочность сосудистой стенки

Гладкомышечные клетки (средняя оболочка сосуда): сокращение и расслабление изменяет просвет сосуда, а, следовательно, кровоснабжение тканей

Эндотелиоциты (внутренняя оболочка сосуда):

регулируют комплекс адаптивных реакций сосудов:
сократительную активность ГМК (тонус резистивных сосудов)
структурную перестройку сосудистой стенки, ангиогенез активность свертывающей, противосвертывающей, фибринолитической систем крови адгезию лейкоцитов к сосудистой стенке

Синтетическая функция эндотелия

Эндотелий синтезирует разнообразные биологически активные вещества, которые влияют на активность сосуда.

Вазодилататоры:

Оксид азота (NO.)
Простациклин (ПГ I2)
Натрийуретический пептид С
Кинины

Вазоконстрикторы:

Супероксид (O2- .)
Тромбоксан А2
Эндотелин-1
Ангиотензин II

Эндотелийзависимая вазодилатация

Взаимодействие

---

ацетилхолина с М-холинорецептором на клеточной мембране эндотелиоцита → изменение конформации, активация связанного с рецептором G-белка → изменение конформации, активация фосфолипазы С → образование из фосфатидилинозитола инозитолтрифосфата → вход ионов кальция и их связывание с белком кальмодулином, активация кальмодулина → изменение конформации, активация кальмодулином эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) → усиление продукции NO из аминокислоты аргинина → взаимодействие оксида азота с рецепторным участком гуанилатциклазы клеточной мембраны ГМК → изменение конформации, активация гуанилатциклазы → ГТФ → цГМФ → активация протеинкиназы G → фосфорилирование, активация Са2+-АТФазы клеточной мембраны → снижение концентрации Са2+ в ГМК, расслабление → вазодилятация (уменьшение тонуса, увеличение просвета сосуда),  АД

Выключение эндотелийзависимой вазодилатации

Взаимодействие ангиотензина II c рецептором I типа эндотелиоцита и ГМК → активация НАДФ-оксидазы эндотелиоцитов, ГМК → усиление продукции супероксида в реакции, катализируемой НАДФ-оксидазой → NO. + O2- . → ONOO – (пероксинитрит) → угнетение вазодилятации

Регуляторная функция эндотелия

Эндотелий регулирует перестройку сосудистой стенки и ангиогенез путем продукции:

Васкулярный эндотелиальный фактор роста (VEGF) (усиливает пролиферацию эндотелиоцитов)
Основный фактор роста фибробластов (FGF) (усиливает пролиферацию фибробластов)
Супероксид (O2- .) (стимулятор апоптоза)

Эндотелий и гемостаз

Эндотелий регулирует систему гемостаза путем продукции:

тромбогенные вещества (компоненты свертывающей системы крови):
гликопротеид - Фактор Виллебранда (кофактор VIII свертывающей системы плазмы крови, опосредует адгезию тромбоцитов к сосудистой стенке)
антитромбогенные вещества:
компонент противосвертывающей системы крови – белок тромбомодулин (при связывании с тромбином активирует антикоагулянт протеин С)
компонент фибринолитической системы крови

---

– тканевой активатор плазминогена (активирует плазминоген – фермент, расщепляющий фибрин)

Эндотелий и иммунная защита

Эндотелий регулирует адгезию лейкоцитов к сосудистой стенке:

белки клеточной мембраны эндотелиоцитов, которые специфически взаимодействуют с мембранными белками лейкоцитов и, таким образом, обеспечивают адгезию этих клеток к сосудистой стенке (Е-селектин, молекулы межклеточной адгезии – ICAM и др.)

Нормальное функционирование эндотелия

В норме эндотелий функционирует в динамическом балансе: баланс вазоконстрикторов и дилятаторов, тромбогенных и антитромбогенных веществ, факторов роста и стимуляторов апоптоза. Все это необходимо для его адаптации к изменениям среды.

Повреждение эндотелия

В ответ на повреждение происходит дисбаланс:

усиление продукции вазоконстрикторов, тромбогенных веществ, факторов адгезии лейкоцитов (часто, с последующим развитием воспаления в сосудистой стенке)
факторов роста (при хроническом повреждении)

Это приводит к патологическим изменениям сосудистого тонуса (АД), утолщению сосудистой стенки за счет ГМК, соединительной ткани, при выраженном повреждении сосуда – тромбоз.

---