Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Платэ Н.А. -> "Физиологически активные полимеры" -> 104

Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.

Платэ Н.А., Васильев А.Е. Физиологически активные полимеры — М.: Химия, 1986. — 296 c.
Скачать (прямая ссылка): fiziologicheskieaspektifiziologii1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 118 >> Следующая

7.1. ПОЛИМЕРНЫЕ ПЕРЕНОСЧИКИ КИСЛОРОДА
Перенос кислорода в организме от легких к тканям осуществляется гемоглобином (НЬ), заключенным в клетки — эритроциты, которые суспендированы в плазме крови. Сам НЬ связывает Ог за счет его лигандирования атомами железа (Fe2+) в гемах (их в молекуле НЬ четыре). Способность к обратимому связыванию 02 без окисления (Fe2+->Fe3+) регулируется соответствующим окружением железопорфириновых колец, которое создается белковой частью молекулы. Оно включает сильное лигандирование атомом железа одного из имидазольных остатков гистидина в полипептидной цепи (проксимальный гистидин) и слабую связь с другим остатком той же структуры (дистальный гистидин). Место последнего в ходе оксигенации занимает молекула кислорода. При отдаче кислорода — дезоксигенации— дистальный остаток гистидина возвращается на прежнее место, что делает процесс обратимым. При оксигенации не происходит окисления атома железа благодаря неполярному окружению гемов в НЬ, которое обеспечивается положением гемов внутри гидрофобных «карманов». Защита от окисления, однако, не является полной, и НЬ постепенно окисляется в мет-форму (Fe3+), не способную к транспорту 02. Фермент метгемоглобинредук-таза, присутствующий в эритроцитах, восстанавливает Нв в прежнее активное состояние.
Сродство Нв к 02 может регулироваться в широких пределах аллостерическим регулятором — 2,3-дифосфоглицератом, ионно связанным с белковой частью молекулы НЬ. На сродство НЬ к 02 влияет также pH среды (благодаря эффекту Бора) и содержание СОг. Сам процесс обратимой оксигенации Нв ко-оперативен, т. е. присоединение (или диссоциация) одной молекулы 02 облегчает присоединение (или диссоциацию) остальных трех молекул. Кооперативность характеризуется коэффициентом Хилла (в норме он равен примерно 2,8). Таким образом, роль белковой части молекулы Нв очень сложна: она выполняет лигандирующие и защитные функции, а также обеспечивает передачу информации о состоянии организма (парциальное давление 02 и С02, pH, ионный состав среды и ряд других параметров) по молекулярным механизмам, приводящим в конечном итоге к обратимому изменению конформации белка при переходе от лигандированной (например, окси-) формы к нелигандированной (обычно дезокси-) форме. В результате Нв играет важную роль в поддержании гомеостаза организма по ряду жизненно важных показателей. Заключение Нв внутрь эритроцита (компартментализация Нв) обеспечивает защиту Нв от среды организма: преждевременного поглощения различными клетками, действия протеолитических ферментов плазмы и т. д. Попавший в плазму крови в результате разрушения эритроцитов (гемолиза) Нв связывается в комплекс со специфическим белком гаптоглобином, после чего быстро поглощается печенью. Однако емкость гаитоглобиновой системы организма ограничена. Заключение Нв в эритроциты обеспечивает высокую концентрацию как самого Нв, так и сопряженных с ним в ходе обратимой оксигенации веществ: метгемоглобин-редук-тазы и 2,3-днфосфоглицерата. Вязкость суспензии эритроцитов в плазме меньше, чем вязкость раствора Нв той же средней концентрации. Время циркуляции эритроцитов значительно превышает время выведения из кровотока Нв в растворенном состоянии.
Из приведенных данных видно, что обратимый перенос 02 (а также С02) и его регулирование обеспечиваются на нескольких уровнях:
на уровне атома — специфическим лигандированием атома железа в составе порфиринового цикла;
на уровне молекулы Нв, способной воспринимать информацию от среды организма и защищающей 02-связывающий узел от ее воздействия;
на уровне клетки — эритроцита, обеспечивающего длительную циркуляцию Нв в кровяном русле и его взаимодействие с Регуляторами.
Создание искусственного переносчика кислорода как компонента искусственной крови весьма важно. Переливание донор-Ск°й крови ограничено ее доступностью, небольшими сроками
хранения, иммунологической специфичностью, возможностью внесения инфекции и т. д. Переливание плазмозаменителей (противошоковых кровезаменителей), не переносящих кислород, при массивных кровопотерях, недостаточно. Эти и ряд других факторов делают задачу создания кровезаменителя — переносчика кислорода (КЗПК) одной из важнейших в проблеме физиологически активных полимеров.
Для создания КЗГ1К можно либо исходить из описанных выше принципов транспорта 02 в физиологических условиях, либо использовать иные принципы. Так, в качестве КЗПК применяют биологически инертные фторуглеродные жидкости с высокой растворяющей способностью для 02 и других газов. Стабильные эмульсии таких жидкостей в воде или плазме обеспечивают в определенных условиях необходимый перенос Ог и СОг. Фторуглеродные эмульсии вследствие относительной простоты и дешевизны их получения перспективны, особенно для перфузии изолированных органов. Поскольку сами фторугле-роды являются низкомолекулярными соединениями, они здесь не рассматриваются.
Создание искусственных переносчиков, химически связывающих 02, описано на всех трех уровнях, о которых упоминалось выше. Для использования в качестве КЗПК переносчики должны удовлетворять следующим основным требованиям:
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 118 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed