Hormones parathyroïdiennes (hormones parathyroïdiennes). Hormone parathyroïdienne : fonctions de l'hormone, norme, écarts Mécanismes des processus d'ultrafiltration, réabsorption tubulaire et sécrétion dans les reins

Une substance produite par les glandes parathyroïdes, qui est de nature protéique, comprenant plusieurs parties (fragments) qui diffèrent les unes des autres par la séquence de résidus d'acides aminés (I, II, III), constituent ensemble l'hormone parathyroïdienne.

Parathyrocrine, parathyrine, C-terminal, PTH, PTH et, enfin, hormone parathyroïdienne ou hormone parathyroïdienne - sous ces noms et abréviations dans la littérature médicale, vous pouvez trouver une hormone sécrétée par de petites glandes appariées (« de la taille d'un pois ») (supérieures et paires inférieures), généralement situées à la surface de la plus grande glande endocrine humaine - la glande thyroïde.

L'hormone parathyroïdienne, produite par ces glandes parathyroïdes, contrôle la régulation du métabolisme du calcium (Ca) et (P), sous son influence la teneur dans le sang d'un macronutriment aussi important pour le système squelettique (et pas seulement).

Il n'a même pas 50 ans...

séquence d'acides aminés de la PTH chez l'homme et certains animaux

Des conjectures sur l'importance des glandes parathyroïdes et de la substance qu'elles produisent ont été exprimées à l'aube du XXe siècle (1909) par le professeur américain de biochimie McCollum. Lors de l'observation d'animaux dont les glandes parathyroïdes ont été retirées, il a été constaté que, dans des conditions de diminution significative du calcium dans le sang, ils étaient envahis par des convulsions tétaniques, provoquant finalement la mort du corps. Cependant, des injections de solutions de sels de calcium administrées à « nos petits frères » expérimentaux souffrant de convulsions, pour une raison inconnue à l'époque, ont contribué à réduire l'activité convulsive et les ont aidés non seulement à survivre, mais aussi à retrouver une existence presque normale.

Des éclaircissements concernant cette substance mystérieuse sont apparus 16 ans plus tard (1925), lorsqu'un extrait a été découvert qui avait des propriétés biologiquement actives (hormonales) et augmentait le niveau de Ca dans le plasma sanguin.

Cependant, de nombreuses années ont passé et ce n'est qu'en 1970 que l'hormone parathyroïdienne pure a été isolée des glandes parathyroïdes d'un bovin. Dans le même temps, la structure atomique de la nouvelle hormone ainsi que ses connexions (structure primaire) ont été désignées. De plus, il s’est avéré que les molécules de PTH sont constituées de 84 acides aminés disposés selon une séquence spécifique et d’une chaîne polypeptidique.

Quant à l’« usine » d’hormones parathyroïdiennes elle-même, il serait exagéré de l’appeler une usine, tant elle est petite. Le nombre total de « pois » dans les parties supérieure et inférieure varie de 2 à 12 pièces, mais l'option classique est considérée comme 4. Le poids de chaque morceau de fer est également très faible - de 25 à 40 milligrammes. Lorsque la glande thyroïde (TG) est retirée en raison du développement d’un processus oncologique, les glandes parathyroïdes (PTG) quittent généralement le corps du patient avec elle. Dans d’autres cas, lors d’opérations sur la glande thyroïde, ces « petits pois » sont retirés par erreur en raison de leur taille.

Hormone parathyroïdienne normale

Le niveau normal d'hormone parathyroïdienne dans un test sanguin est mesuré en différentes unités : mcg/l, ng/l, pmol/l, pg/ml et a de très petites valeurs numériques. Avec l'âge, la quantité d'hormone produite augmente, de sorte que chez les personnes âgées, sa teneur peut être deux fois plus élevée que chez les jeunes. Cependant, pour faciliter la compréhension du lecteur, il est plus approprié de présenter dans le tableau les unités de mesure de l'hormone parathyroïdienne les plus couramment utilisées et les limites normales en fonction de l'âge :

Évidemment, il n'est pas possible de déterminer une norme (exacte) de l'hormone parathyroïdienne, puisque chaque laboratoire de diagnostic clinique qui étudie cet indicateur de laboratoire utilise ses propres méthodes, unités de mesure et valeurs de référence.

Parallèlement, il est également évident qu’il n’y a aucune différence entre les glandes parathyroïdes masculines et féminines et que, si elles fonctionnent correctement, les niveaux de PTH chez les hommes et les femmes ne changent qu’avec l’âge. Et même pendant des périodes aussi importantes de la vie que la grossesse, l'hormone parathyroïdienne doit clairement suivre le calcium et ne pas dépasser les limites des normes généralement acceptées. Cependant, chez les femmes présentant une pathologie latente (troubles du métabolisme calcique), les taux de PTH peuvent augmenter au cours de la grossesse. Et ça ce n'est pas une option normale.

Qu’est-ce que l’hormone parathyroïdienne ?

Actuellement, on sait beaucoup de choses, sinon tout, sur cette hormone intéressante et importante.

Un polypeptide à chaîne unique contenant 84 résidus d'acides aminés sécrétés par les cellules épithéliales des glandes parathyroïdes est appelé hormone parathyroïdienne intacte. Cependant, une fois formée, ce n'est pas la PTH elle-même qui apparaît en premier, mais son prédécesseur (préprohormone) - elle est composée de 115 acides aminés et, seulement après être entrée dans l'appareil de Golgi, elle se transforme en une hormone parathyroïdienne à part entière, qui dans son la forme emballée se dépose et est stockée pendant un certain temps dans des vésicules sécrétoires pour en sortir lorsque la concentration de Ca 2+ chute.

L'hormone intacte (PTH 1-84) est capable de se décomposer en peptides (fragments) plus courts qui ont différentes significations fonctionnelles et diagnostiques :

• N-terminal, N-terminal, N-terminal (fragments 1 – 34) – un fragment à part entière, car son activité biologique n'est pas inférieure à celle d'un peptide contenant 84 acides aminés, il trouve les récepteurs des cellules cibles et interagit avec eux;
• Partie médiane (44 – 68 fragments) ;
• C-terminal, partie C-terminale, C-terminal (53 – 84 fragments).

Le plus souvent, pour identifier les troubles du système endocrinien lors de travaux de laboratoire, ils ont recours à l'étude de l'hormone intacte. Parmi les trois parties, la partie C-terminale est reconnue comme la plus significative en termes de diagnostic ; elle est nettement supérieure aux deux autres (moyenne et N-terminale) et est donc utilisée pour déterminer les maladies associées à une altération du métabolisme du phosphore et du calcium. .

Calcium, phosphore et hormone parathyroïdienne

Le système squelettique est la principale structure dépositaire du calcium ; il contient jusqu'à 99 % de la masse totale de l'élément présent dans l'organisme, le reste, une quantité assez faible (environ 1 %), est concentré dans le plasma sanguin, qui est saturé de Ca, le recevant des intestins (où il pénètre avec la nourriture et l'eau) et des os (en cours de dégradation). Il convient toutefois de noter que dans le tissu osseux, le calcium existe principalement sous une forme légèrement soluble (cristaux d'hydroxyapatite) et que seulement 1 % du calcium total des os est constitué de composés phosphore-calcium, qui peuvent facilement se désintégrer et être libérés dans le sang.

On sait que la teneur en calcium ne permet pas de fluctuations quotidiennes particulières dans le sang, restant à un niveau plus ou moins constant (de 2,2 à 2,6 mmol/l). Mais néanmoins, le rôle principal dans de nombreux processus (fonction de coagulation du sang, conduction neuromusculaire, activité de nombreuses enzymes, perméabilité des membranes cellulaires), assurant non seulement le fonctionnement normal, mais aussi la vie même de l'organisme, appartient au calcium. ionisé, dont la norme dans le sang est de 1,1 à 1,3 mmol/l.

En cas de manque de cet élément chimique dans l'organisme (soit il n'est pas fourni avec de la nourriture, soit il passe par le tractus intestinal en transit ?), naturellement, commencera une synthèse accrue de l'hormone parathyroïdienne, dont le but est n'importe comment augmenter le niveau de Ca 2+ dans le sang. En aucun cas, car cette augmentation se produira principalement en raison de l'élimination de l'élément des composés phosphore-calcium de la substance osseuse, d'où il sort assez rapidement, puisque ces composés ne sont pas particulièrement forts.

Une augmentation du taux plasmatique de calcium réduit la production de PTH et vice versa : dès que la quantité de cet élément chimique dans le sang diminue, la production d'hormone parathyroïdienne commence immédiatement à montrer une tendance à augmenter. Dans de tels cas, l'hormone parathyroïdienne augmente la concentration d'ions calcium à la fois en raison d'un effet direct sur les organes cibles - reins, os, gros intestin, et d'un effet indirect sur les processus physiologiques (stimulation de la production de calcitriol, augmentant l'efficacité de l'absorption des ions calcium dans le tractus intestinal).

Action de la PTH

Les cellules des organes cibles portent des récepteurs adaptés à la PTH, et l'interaction de l'hormone parathyroïdienne avec elles entraîne une série de réactions qui entraînent le déplacement du Ca des réserves situées dans la cellule vers le liquide extracellulaire.

Dans le tissu osseux, les récepteurs de la PTH sont localisés sur les cellules jeunes (ostéoblastes) et matures (ostéocytes). Cependant, le rôle principal dans la dissolution des minéraux osseux est joué par ostéoclastes– des cellules géantes multinucléées appartenant au système macrophage ? C'est simple : leur activité métabolique est stimulée par des substances produites par les ostéoblastes. L'hormone parathyroïdienne provoque un travail intensif des ostéoclastes, ce qui entraîne une augmentation de la production de phosphatase alcaline et de collagénase, qui, par leur influence, provoquent la destruction de la substance de base des os et favorisent ainsi le mouvement du Ca et du P dans l'espace extracellulaire. du tissu osseux.

La mobilisation du Ca des os vers le sang, stimulée par la PTH, améliore la réabsorption (absorption inverse) de ce macroélément dans les tubules rénaux, réduisant ainsi son excrétion dans l'urine et son absorption dans le tractus intestinal. Dans les reins, l'hormone parathyroïdienne stimule la formation de calcitriol qui, avec l'hormone parathyroïdienne et la calcitonine, participe également à la régulation du métabolisme du calcium.

L'hormone parathyroïdienne réduit la réabsorption du phosphore dans les tubules rénaux, ce qui favorise son élimination accrue par les reins et une diminution de la teneur en phosphate dans le liquide extracellulaire, ce qui, à son tour, augmente la concentration de Ca 2+ dans le plasma sanguin.

Ainsi, l'hormone parathyroïdienne est un régulateur du rapport entre le phosphore et le calcium (restaure la concentration de calcium ionisé au niveau des valeurs physiologiques), assurant ainsi un état normal :

1. Conduction neuromusculaire ;
2. Fonctions de la pompe à calcium ;
3. Activité enzymatique ;
4. Régulation des processus métaboliques sous l'influence des hormones.

Bien entendu, si le rapport Ca/P s’écarte des limites normales, des signes de maladie apparaissent.

Quand la maladie apparaît-elle ?

L'absence de glandes parathyroïdes (intervention chirurgicale) ou leur insuffisance pour quelque raison que ce soit conduit à un état pathologique appelé hypoparathyroïdie (Le taux de PTH dans le sang est réduit). Le principal symptôme de cette maladie est considéré comme un taux de calcium inacceptablement bas dans un test sanguin (hypocalcémie), ce qui entraîne divers troubles graves dans l'organisme :

• Troubles neurologiques ;
• Maladies des organes de vision (cataractes) ;
• Pathologie du système cardiovasculaire ;
• Maladies du tissu conjonctif.

Un patient souffrant d'hypothyroïdie présente une conduction neuromusculaire accrue, il se plaint de convulsions toniques, ainsi que de spasmes (laryngospasme, bronchospasme) et de convulsions de l'appareil musculaire du système respiratoire.

Pendant ce temps, une production accrue d’hormone parathyroïdienne pose au patient encore plus de problèmes que son faible niveau.

Comme mentionné ci-dessus, sous l'influence de l'hormone parathyroïdienne, se produit la formation accélérée de cellules géantes (ostéoclastes), qui ont pour fonction de dissoudre les minéraux osseux et de les détruire. (« dévorant » le tissu osseux).

En cas de production insuffisante d'hormone parathyroïdienne (taux élevés de l'hormone dans un test sanguin) et, par conséquent, de formation accrue d'ostéoclastes, ces cellules ne se limitent pas aux composés phosphore-calcium et à cette « nourriture » qui assurerait un rapport normal de calcium et de phosphore dans l'organisme. Les ostéoclastes peuvent entraîner la destruction de composés complexes (mucopolysaccharides) inclus dans la substance principale du tissu osseux. Ces cellules géantes, étant en grand nombre, sont confondues avec des sels de calcium légèrement solubles et commencent à les « manger », entraînant une décalcification des os. Les os, subissant d'énormes souffrances, deviennent extrêmement vulnérables, car un élément chimique tel que le calcium, nécessaire à leur solidité, quitte le tissu osseux. Bien entendu, le taux de calcium dans le sang va commencer à augmenter.

Il est clair qu'une diminution du Ca 2+ dans le plasma sanguin donne un signal aux glandes parathyroïdes pour augmenter la production de l'hormone, elles « pensent » qu'il n'y en a pas assez et commencent à travailler activement. Par conséquent, le rétablissement de niveaux normaux de calcium dans le sang devrait également servir de signal pour arrêter une activité aussi vigoureuse. Cependant, ce n'est pas toujours le cas.

Niveau élevé de PTH

Un état pathologique dans lequel la production d'hormone parathyroïdienne en réponse à une augmentation du calcium dans le sang n'est pas supprimée est appelé hyperparathyroïdie(dans le test sanguin, l'hormone parathyroïdienne est élevée). La maladie peut être de nature primaire, secondaire, voire tertiaire.

Causes de l'hyperparathyroïdie primaire peut être:

1. Processus tumoraux affectant directement les glandes parathyroïdes (y compris le cancer du pancréas) ;
2. Hyperplasie diffuse des glandes.

Une production excessive d'hormone parathyroïdienne entraîne une augmentation du mouvement du calcium et du phosphate des os, une réabsorption accélérée du Ca et une excrétion accrue des sels de phosphore par le système urinaire (dans l'urine). Dans de tels cas, un taux élevé de calcium (hypercalcémie) est observé dans le sang dans le contexte d'une augmentation de la PTH. De telles conditions s'accompagnent d'un certain nombre de symptômes cliniques :

• Faiblesse générale, léthargie du système musculaire, provoquée par une diminution de la conductivité neuromusculaire et une hypotension musculaire ;
• Diminution de l'activité physique, apparition rapide de fatigue après un effort mineur ;
• Sensations douloureuses localisées dans des muscles individuels ;
• Risque accru de fractures dans diverses parties du système squelettique (colonne vertébrale, hanche, avant-bras) ;
• Développement d'une lithiase urinaire (due à une augmentation des niveaux de phosphore et de calcium dans les tubules rénaux) ;
• Une diminution de la quantité de phosphore dans le sang (hypophosphatémie) et l'apparition de phosphates dans les urines (hyperphosphaturie).

Les raisons de l'augmentation de la sécrétion d'hormone parathyroïdienne pendant hyperparathyroïdie secondaire En règle générale, d'autres conditions pathologiques apparaissent :

1. CRF (insuffisance rénale chronique);
2. Manque de calciférol (vitamine D) ;
3. Absorption altérée du Ca dans l'intestin (en raison du fait que les reins malades sont incapables de fournir une formation adéquate de calcitriol).

Dans ce cas, de faibles niveaux de calcium dans le sang stimulent les glandes parathyroïdes à produire activement leur hormone. Cependant, un excès de PTH ne peut toujours pas conduire à un rapport phosphore-calcium normal, car la synthèse du calcitriol laisse beaucoup à désirer et le Ca 2+ est très mal absorbé dans l'intestin. De faibles taux de calcium dans de telles circonstances s'accompagnent souvent d'une augmentation du phosphore dans le sang (hyperphosphatémie) et se manifestent par le développement de l'ostéoporose (lésions du squelette dues à un mouvement accru du Ca 2+ depuis les os).

Une variante rare de l'hyperparathyroïdie est tertiaire, se forme dans certains cas d'une tumeur pancréatique (adénome) ou d'un processus hyperplasique localisé dans les glandes. Une production accrue indépendante de PTH neutralise l'hypocalcémie (le niveau de Ca dans le test sanguin est réduit) et entraîne une augmentation de la teneur de ce macroélément, c'est-à-dire une hypercalcémie.

Toutes les raisons des changements dans les niveaux de PTH dans un test sanguin

En résumant les actions de l'hormone parathyroïdienne dans le corps humain, je voudrais faciliter la tâche des lecteurs qui recherchent les raisons d'une augmentation ou d'une diminution des valeurs de l'indicateur (PTH, PTH) dans leur propre test sanguin, et listez à nouveau les options possibles.

Ainsi, une augmentation de la concentration de l'hormone dans le plasma sanguin est observée lorsque :

• Fonction améliorée de la glande parathyroïde (primaire), accompagnant l'hyperplasie de la glande parathyroïde causée par un processus tumoral (cancer, carcinome, adénome) ;
• Hyperfonctionnement secondaire des glandes parathyroïdes, pouvant être provoqué par une tumeur du tissu des îlots du pancréas, un cancer, une insuffisance rénale chronique, un syndrome de malabsorption ;
• Libération de substances similaires à l'hormone parathyroïdienne par des tumeurs d'autres localisations (la libération de ces substances est plus typique du cancer bronchogénique et du cancer du rein) ;
• Des niveaux élevés de calcium dans le sang.

Il ne faut pas oublier que l'accumulation excessive de Ca 2+ dans le sang entraîne un dépôt de composés phosphore-calcium dans les tissus (principalement la formation de calculs rénaux).

Un taux réduit de PTH dans un test sanguin se produit dans les cas suivants :

1. Pathologie congénitale ;
2. Ablation erronée des glandes parathyroïdes lors d’une intervention chirurgicale sur la « glande thyroïde » (maladie d’Albright) ;
3. Thyroïdectomie (ablation complète de la glande thyroïde et des glandes parathyroïdes en raison d'un processus malin) ;
4. Exposition à des rayonnements radioactifs (thérapie à l'iode radioactif) ;
5. Maladies inflammatoires du pancréas ;
6. Hypoparathyroïdie auto-immune ;
7. Sarcoïdose ;
8. Consommation excessive de produits laitiers (« syndrome alcalin du lait ») ;
9. Myélome multiple (parfois) ;
10. Thyrotoxicose sévère ;
11. Hypercalcémie idiopathique (chez les enfants) ;
12. Surdosage de calciférol (vitamine D) ;
13. Augmenter les capacités fonctionnelles de la glande thyroïde ;
14. Atrophie du tissu osseux après un long séjour à l'état stationnaire ;
15. Tumeurs malignes, caractérisées par la production de prostaglandines ou de facteurs activant la dissolution osseuse (ostéolyse) ;
16. Processus inflammatoire aigu localisé dans le pancréas ;
17. Diminution des niveaux de calcium dans le sang.

Si le taux d'hormone parathyroïdienne dans le sang est faible et qu'il n'y a pas de réponse à une diminution de la concentration de calcium, une crise hypocalcémique peut se développer, dont le principal symptôme est des convulsions tétaniques.

Les spasmes des muscles respiratoires (laryngospasme, bronchospasme) présentent un danger de mort, surtout si une affection similaire survient chez les jeunes enfants.

Test sanguin pour la PTH

Un test sanguin qui révèle un état particulier de la PTH (l'hormone parathyroïdienne est augmentée ou diminuée dans un test sanguin) n'implique pas seulement l'étude de cet indicateur (généralement en utilisant une méthode immuno-enzymatique). En règle générale, pour compléter le tableau, parallèlement à un test de PTH, les niveaux de calcium et de phosphore sont déterminés. De plus, tous ces indicateurs (PTH, Ca, P) doivent être dosés dans les urines.

Une prise de sang pour la PTH est prescrite pour :

• Modifications de la concentration de calcium dans un sens ou dans l'autre (niveaux de Ca 2+ faibles ou élevés) ;
• Ostéosclérose des corps vertébraux ;
• Ostéoporose ;
• Formations kystiques dans le tissu osseux ;
• Urolithiase ;
• Suspicion d'un processus néoplasique affectant le système endocrinien ;
• Neurofibromatose (maladie de Recklinghausen).

Cette prise de sang ne nécessite pas de préparation particulière. Le sang est prélevé le matin à jeun dans la veine cubitale, comme pour toute autre étude biochimique.

Hormone parathyroïdienne

L'hormone parathyroïdienne (PTH) est un polypeptide à chaîne unique constitué de 84 résidus d'acides aminés (environ 9,5 kDa), dont l'action vise à augmenter la concentration d'ions calcium et à réduire la concentration de phosphates dans le plasma sanguin.

1. Synthèse et sécrétion de PTH

La PTH est synthétisée dans les glandes parathyroïdes en tant que précurseur - une préprohormone contenant 115 résidus d'acides aminés. Lors du transfert vers le RE, un peptide signal contenant 25 résidus d'acides aminés est clivé de la préprohormone. La prohormone résultante est transportée vers l'appareil de Golgi, où le précurseur est converti en une hormone mature, comprenant 84 résidus d'acides aminés (PTH 1-84). L'hormone parathyroïdienne est conditionnée et stockée dans des granules sécrétoires (vésicules). L'hormone parathyroïdienne intacte peut être clivée en peptides courts : fragments N-terminal, C-terminal et intermédiaire. Les peptides N-terminaux contenant 34 résidus d'acides aminés ont une activité biologique complète et sont sécrétés par les glandes avec l'hormone parathyroïdienne mature. C'est le peptide N-terminal qui est responsable de la liaison aux récepteurs des cellules cibles. Le rôle du fragment C-terminal n’a pas été clairement établi. Le taux de dégradation des hormones diminue lorsque la concentration en ions calcium est faible et augmente lorsque la concentration en ions calcium est élevée.

Sécrétion de PTH régulée par le taux d'ions calcium dans le plasma : l'hormone est sécrétée en réponse à une diminution de la concentration de calcium dans le sang.

2. Le rôle de l'hormone parathyroïdienne dans la régulation du métabolisme du calcium et du phosphate

Organes cibles pour PTH - os et reins. Des récepteurs spécifiques sont localisés dans les cellules rénales et osseuses qui interagissent avec l'hormone parathyroïdienne, ce qui entraîne une cascade d'événements qui déclenchent l'activation de l'adénylate cyclase. À l'intérieur de la cellule, la concentration de molécules d'AMPc augmente, dont l'action stimule la mobilisation des ions calcium des réserves intracellulaires. Les ions calcium activent des kinases qui phosphorylent des protéines spécifiques qui induisent la transcription de gènes spécifiques.

Dans le tissu osseux, les récepteurs de la PTH sont localisés sur les ostéoblastes et les ostéocytes, mais ne sont pas présents sur les ostéoclastes. Lorsque l’hormone parathyroïdienne se lie aux récepteurs des cellules cibles, les ostéoblastes commencent à sécréter intensément le facteur de croissance 1 analogue à l’insuline et des cytokines. Ces substances stimulent l'activité métabolique des ostéoclastes. En particulier, la formation d'enzymes telles que la phosphatase alcaline et la collagénase est accélérée, qui agissent sur les composants de la matrice osseuse, provoquant sa dégradation, entraînant la mobilisation du Ca 2+ et des phosphates de l'os dans le liquide extracellulaire (Fig. 1).

Dans les reins, la PTH stimule la réabsorption du calcium dans les tubules contournés distaux et réduit ainsi l'excrétion urinaire de calcium et réduit la réabsorption du phosphate.

De plus, l'hormone parathyroïdienne induit la synthèse de calcitriol (1,25(OH) 2 D 3), qui améliore l'absorption du calcium dans l'intestin.

Ainsi, l'hormone parathyroïdienne rétablit le niveau normal d'ions calcium dans le liquide extracellulaire à la fois par des effets directs sur les os et les reins, et en agissant indirectement (par stimulation de la synthèse du calcitriol) sur la muqueuse intestinale, augmentant dans ce cas l'efficacité du Ca 2+. absorption dans l'intestin. En réduisant la réabsorption des phosphates par les reins, l'hormone parathyroïdienne contribue à réduire la concentration de phosphates dans le liquide extracellulaire.

3. Hyperparathyroïdie

Dans l'hyperparathyroïdie primaire, le mécanisme de suppression de la sécrétion d'hormone parathyroïdienne en réponse à l'hypercalcémie est perturbé. Cette maladie survient avec une fréquence de 1 : 1000. Les causes peuvent être une tumeur de la glande parathyroïde (80 %) ou une hyperplasie glandulaire diffuse, dans certains cas un cancer de la parathyroïde (moins de 2 %). Une sécrétion excessive d'hormone parathyroïdienne entraîne une mobilisation accrue du calcium et du phosphate du tissu osseux, une augmentation de la réabsorption du calcium et de l'excrétion du phosphate dans les reins. En conséquence, une hypercalcémie se produit, ce qui peut entraîner une diminution de l'excitabilité neuromusculaire et une hypotension musculaire. Les patients développent une faiblesse générale et musculaire, de la fatigue et des douleurs dans certains groupes musculaires, et le risque de fractures de la colonne vertébrale, du fémur et de l'avant-bras augmente. Une augmentation de la concentration d'ions phosphate et calcium dans les tubules rénaux peut provoquer la formation de calculs rénaux et conduire à une hyperphosphaturie et une hypophosphatémie.

Hyperparathyroïdie secondaire survient en cas d'insuffisance rénale chronique et de carence en vitamine D3 et s'accompagne d'une hypocalcémie, principalement associée à une altération de l'absorption du calcium dans l'intestin en raison de l'inhibition de la formation de calcitriol par les reins affectés. Dans ce cas, la sécrétion d'hormone parathyroïdienne augmente. Cependant, des niveaux accrus d'hormone parathyroïdienne ne peuvent pas normaliser la concentration d'ions calcium dans le plasma sanguin en raison d'une synthèse altérée du calcitriol et d'une absorption réduite du calcium dans l'intestin. Parallèlement à l'hypocalcémie, une hyperfostatémie est souvent observée. Les patients développent des lésions osseuses (ostéoporose) dues à une mobilisation accrue du calcium du tissu osseux. Dans certains cas (avec développement d'un adénome ou d'une hyperplasie des glandes parathyroïdes), une hypersécrétion autonome d'hormone parathyroïdienne compense l'hypocalcémie et conduit à une hypercalcémie ( hyperparathyroïdie tertiaire).

4. Hypoparathyroïdie

Le principal symptôme de l’hypoparathyroïdie provoquée par une insuffisance des glandes parathyroïdes est l’hypocalcémie. Une diminution de la concentration d'ions calcium dans le sang peut provoquer des troubles neurologiques, ophtalmologiques et cardiovasculaires, ainsi que des lésions du tissu conjonctif. Chez un patient atteint d'hypoparathyroïdie, on note une augmentation de la conduction neuromusculaire, des crises de convulsions toniques, des convulsions des muscles respiratoires et du diaphragme et un laryngospasme.

Calcitriol

Comme les autres hormones stéroïdes, le calcitriol est synthétisé à partir du cholestérol.

Riz. 1. Action biologique de l’hormone parathyroïdienne. 1 - stimule la mobilisation du calcium des os ; 2 - stimule la réabsorption des ions calcium dans les tubules distaux des reins ; 3 - active la formation de calcitriol, 1,25(OH) 2 D 3 dans les reins, ce qui conduit à une stimulation de l'absorption du Ca 2+ dans l'intestin ; 4 - augmente la concentration de calcium dans le liquide intercellulaire, inhibe la sécrétion de PTH. ICF - liquide intercellulaire.

L'action de l'hormone vise à augmenter la concentration de calcium dans le plasma sanguin.

1. Structure et synthèse du calcitriol

Dans la peau, le 7-déhydrocholestérol (provitamine D3) est transformé en précurseur immédiat du calcitriol - le cholécalciférol (vitamine D3). Au cours de cette réaction non enzymatique, sous l'influence du rayonnement UV, la liaison entre les neuvième et dixième atomes de carbone de la molécule de cholestérol est rompue, le cycle B s'ouvre et le cholécalciférol se forme (Fig. 2). C’est ainsi que la majeure partie de la vitamine D3 est formée dans le corps humain, mais une petite quantité provient de l’alimentation et est absorbée dans l’intestin grêle avec d’autres vitamines liposolubles.

Riz. 2. Schéma de synthèse du calcitriol. 1 - le cholestérol est un précurseur du calcitriol ; 2 - dans la peau, le 7-déhydrocholestérol est converti de manière non enzymatique en cholécalciférol ; 3 - dans le foie, la 25-hydroxylase convertit le cholécalciférol en calcidiol ; 4 - dans les reins, la formation de calcitriol est catalysée par la 1α-hydroxylase.

Dans l'épiderme, le cholécalciférol se lie à une protéine spécifique liant la vitamine D (transcalciférine), pénètre dans le sang et est transporté vers le foie, où l'hydroxylation se produit au niveau du 25e atome de carbone pour former du calcidiol. Lorsqu'il est complexé avec la protéine liant la vitamine D, le calcidiol est transporté vers les reins et hydroxylé au niveau du premier carbone pour former du calcitriol. C'est le 1,25(OH) 2 D 3 qui est la forme active de la vitamine D 3.

L'hydroxylation, qui se produit dans les reins, est l'étape limitante. Cette réaction est catalysée par l'enzyme mitochondriale lα-hydroxylase. L'hormone parathyroïdienne induit la la-hydroxylase, stimulant ainsi la synthèse de 1,25(OH) 2 D 3. Une faible concentration de phosphates et d’ions Ca2+ dans le sang accélère également la synthèse du calcitriol, et les ions calcium agissent indirectement via l’hormone parathyroïdienne.

En cas d'hypercalcémie, l'activité de la 1α-hydroxylase diminue, mais l'activité de la 24α-hydroxylase augmente. Dans ce cas, la production du métabolite 24,25(OH) 2 D 3 augmente, ce qui peut avoir une activité biologique, mais son rôle n'est pas entièrement élucidé.

2. Mécanisme d'action du calcitriol

Le calcitriol a des effets sur l'intestin grêle, les reins et les os. Comme les autres hormones stéroïdes, le calcitriol se lie au récepteur intracellulaire de la cellule cible. Un complexe hormone-récepteur se forme, qui interagit avec la chromatine et induit la transcription de gènes structurels, entraînant la synthèse de protéines qui médient l'action du calcitriol. Par exemple, dans les cellules intestinales, le calcitriol induit la synthèse de protéines de transfert de Ca 2+, qui assurent l'absorption des ions calcium et phosphate de la cavité intestinale dans la cellule épithéliale intestinale et leur transport ultérieur de la cellule vers le sang, grâce à quoi la concentration d'ions calcium dans le liquide extracellulaire est maintenue au niveau nécessaire à la minéralisation de la matrice organique du tissu osseux. Au niveau des reins, le calcitriol stimule la réabsorption des ions calcium et phosphate. En cas de manque de calcitriol, la formation de cristaux de phosphate de calcium amorphe et d'hydroxyapatite dans la matrice organique du tissu osseux est perturbée, ce qui conduit au développement du rachitisme et de l'ostéomalacie. Il a également été constaté qu’à de faibles concentrations d’ions calcium, le calcitriol favorise la mobilisation du calcium du tissu osseux.

3. Le rachitisme

Le rachitisme est une maladie infantile associée à une minéralisation insuffisante du tissu osseux. Une minéralisation osseuse altérée est une conséquence d’une carence en calcium. Le rachitisme peut être dû aux raisons suivantes : manque de vitamine D 3 dans l'alimentation, altération de l'absorption de la vitamine D 3 dans l'intestin grêle, diminution de la synthèse des précurseurs du calcitriGol en raison d'un temps d'exposition insuffisant au soleil, défaut de la 1α-hydroxylase, défaut de récepteurs du calcitriol dans les cellules cibles. Tout cela provoque une diminution de l'absorption du calcium dans l'intestin et une diminution de sa concentration dans le sang, une stimulation de la sécrétion de l'hormone parathyroïdienne et, par conséquent, la mobilisation des ions calcium des os. Avec le rachitisme, les os du crâne sont touchés ; la poitrine, avec le sternum, fait saillie vers l'avant ; les os tubulaires et les articulations des bras et des jambes sont déformés ; l'abdomen grossit et fait saillie ; le développement moteur est retardé. Les principaux moyens de prévenir le rachitisme sont une bonne alimentation et une exposition suffisante au soleil.

Le rôle de la calcitonine dans la régulation du métabolisme du calcium

La calcitonine est un polypeptide constitué de 32 résidus d'acides aminés avec une liaison disulfure. L'hormone est sécrétée par les cellules K parafolliculaires de la glande thyroïde ou les cellules C des glandes parathyroïdes en tant que protéine précurseur de haut poids moléculaire. La sécrétion de calcitonine augmente avec l'augmentation de la concentration de Ca 2+ et diminue avec la diminution de la concentration de Ca 2+ dans le sang. La calcitonine est un antagoniste de l'hormone parathyroïdienne. Il inhibe la libération de Ca 2+ par les os, réduisant ainsi l'activité des ostéoclastes. De plus, la calcitonine supprime la réabsorption tubulaire des ions calcium dans les reins, stimulant ainsi leur excrétion par les reins dans l'urine. Le taux de sécrétion de calcitonine chez les femmes dépend fortement des niveaux d'œstrogènes. Avec un manque d'œstrogènes, la sécrétion de calcitonine diminue. Cela provoque une accélération de la mobilisation du calcium du tissu osseux, ce qui conduit au développement de l'ostéoporose.



81. Iodothyronines - structure, synthèse, mécanisme d'action, rôle biologique. Hypo- et hyperthyroïdie.

La glande thyroïde sécrète iodothyronines - thyroxine (T4) et triiodothyronine (T3). Ce sont des dérivés iodés de l'acide aminé tyrosine (voir Figure 8).

Figure 8. Formules d'hormones thyroïdiennes (iodothyronines).

Le précurseur du T4 et du T3 est la protéine thyroglobuline, contenue dans le colloïde extracellulaire de la glande thyroïde. Il s'agit d'une grosse protéine contenant environ 10 % de glucides et de nombreux résidus de tyrosine (Figure 9). La glande thyroïde a la capacité d’accumuler des ions iode (I-), à partir desquels se forme « l’iode actif ». Les radicaux tyrosine dans la thyroglobuline sont soumis à iodation "Iode actif" - la monoiodotyrosine (MIT) et la diiodotyrosine (DIT) sont formées. Puis ça arrive condensation deux résidus tyrosine iodés pour former T4 et T3, inclus dans la chaîne polypeptidique. Par conséquent hydrolyse la thyroglobuline iodée, sous l'action des protéases lysosomales, des T4 et T3 libres se forment et pénètrent dans le sang. La sécrétion d'iodothyronines est régulée par la thyréostimuline (TSH) de l'hypophyse (voir tableau 2). Le catabolisme des hormones thyroïdiennes se produit par l'élimination de l'iode et la désamination de la chaîne latérale.

Graphique 9. Schéma de synthèse des iodothyronines.

Depuis t 3 et T4 sont pratiquement insolubles dans l'eau ; dans le sang, ils sont présents sous forme de complexes avec des protéines, principalement avec la globuline liant la thyroxine (fraction α1-globuline).

Les iodothyronines sont des hormones à action directe. Leurs récepteurs intracellulaires sont présents dans tous les tissus et organes, à l'exception du cerveau et des gonades. T4 et T3 sont des inducteurs de plus de 100 protéines enzymatiques différentes. Sous l'influence des iodothyronines dans les tissus cibles, les phénomènes suivants se produisent :

1) régulation de la croissance et de la différenciation cellulaire ;

2) régulation du métabolisme énergétique (augmentation du nombre d'enzymes de phosphorylation oxydative, Na + , K + -ATPase, augmentation de la consommation d'oxygène, augmentation de la production de chaleur).

Sous l'influence des hormones thyroïdiennes, l'absorption du glucose dans les intestins s'accélère, l'absorption et l'oxydation du glucose dans les muscles et le foie augmentent ; La glycolyse est activée et la teneur en glycogène des organes diminue. Les iodothyronines améliorent l'excrétion du cholestérol, ce qui réduit sa teneur dans le sang. La teneur en triacylglycérols dans le sang diminue également, ce qui s'explique par l'activation de l'oxydation des acides gras.

29.3.2. Troubles de la fonction hormonale de la glande thyroïde. Hyperfonctionnement de la glande thyroïde ( thyréotoxicose ou maladie de Basedow ) se caractérise par une dégradation accélérée des glucides et des graisses, une consommation accrue d'O2 par les tissus. Symptômes de la maladie : augmentation du métabolisme basal, augmentation de la température corporelle, perte de poids, pouls rapide, augmentation de l'excitabilité nerveuse, yeux exorbités (exophtalmie).

L'hypofonction de la glande thyroïde qui se développe pendant l'enfance est appelée crétinisme (arriération physique et mentale sévère, stature naine, corpulence disproportionnée, diminution du métabolisme basal et de la température corporelle). L'hypofonction de la glande thyroïde chez l'adulte se manifeste par myxœdème . Cette maladie se caractérise par l'obésité, l'œdème muqueux, les troubles de la mémoire et les troubles mentaux. Le métabolisme basal et la température corporelle sont réduits. L'hormonothérapie substitutive (iodothyronines) est utilisée pour traiter l'hypothyroïdie.

Également connu goitre endémique - augmentation de la taille de la glande thyroïde. La maladie se développe en raison d'un manque d'iode dans l'eau et les aliments.

82. Hormone parathyroïdienne et calcitonine, structure, mécanisme d'action, rôle biologique. Hyper- et hypoparathyroïdie.

Le niveau d’ions calcium et phosphate dans le corps est contrôlé par les hormones de la glande thyroïde et des quatre glandes parathyroïdes situées à proximité. Ces glandes produisent de la calcitonine et de l'hormone parathyroïdienne.

29.4.1. Calcitonine- une hormone de nature peptidique, synthétisée dans les cellules parafolliculaires de la glande thyroïde sous forme de préprohormone. L'activation se produit par protéolyse partielle. La sécrétion de calcitonine est stimulée par l'hypercalcémie et diminuée par l'hypocalcémie. La cible de l’hormone est le tissu osseux. Le mécanisme d'action est distant, médié par l'AMPc. Sous l'influence de la calcitonine, l'activité des ostéoclastes (cellules qui détruisent les os) est affaiblie et l'activité des ostéoblastes (cellules impliquées dans la formation du tissu osseux) est activée. En conséquence, la résorption de la matière osseuse - l'hydroxyapatite - est inhibée et son dépôt dans la matrice osseuse organique est amélioré. Parallèlement, la calcitonine protège la base organique des os – le collagène – de la décomposition et stimule sa synthèse. Cela entraîne une diminution du taux de Ca2+ et des phosphates dans le sang et une diminution de l'excrétion de Ca2+ dans les urines (Figure 10).

29.4.2. Hormone parathyroïdienne- une hormone peptidique synthétisée par les cellules des glandes parathyroïdes sous forme de protéine précurseur. La protéolyse partielle de la prohormone et la sécrétion de l'hormone dans le sang se produisent lorsque la concentration de Ca2+ dans le sang diminue ; au contraire, l'hypercalcémie réduit la sécrétion d'hormone parathyroïdienne. Les organes cibles de l’hormone parathyroïdienne sont les reins, les os et le tractus gastro-intestinal. Le mécanisme d'action est distant et dépendant de l'AMPc. L'hormone parathyroïdienne a un effet activateur sur les ostéoclastes du tissu osseux et inhibe l'activité des ostéoblastes. Dans les reins, l'hormone parathyroïdienne augmente la capacité à former le métabolite actif de la vitamine D3 - le 1,25-dihydroxycholécalciférol (calcitriol). Cette substance augmente l'absorption des ions Ca2+ et H2 PO4 - dans l'intestin, mobilise le Ca2+ et le phosphate inorganique du tissu osseux et augmente la réabsorption du Ca2+ dans les reins. Tous ces processus entraînent une augmentation du taux de Ca2+ dans le sang (Figure 10). Le taux de phosphate inorganique dans le sang n'augmente pas, car l'hormone parathyroïdienne inhibe la réabsorption des phosphates dans les tubules rénaux et entraîne une perte de phosphates dans l'urine (phosphaturie).

Graphique 10. Effets biologiques de la calcitonine et de l'hormone parathyroïdienne.

29.4.3. Troubles de la fonction hormonale des glandes parathyroïdes.

Hyperparathyroïdie - augmentation de la production d'hormone parathyroïdienne par les glandes parathyroïdes. Accompagné d'une mobilisation massive de Ca2+ du tissu osseux, ce qui entraîne des fractures osseuses, une calcification des vaisseaux sanguins, des reins et d'autres organes internes.

Hypoparathyroïdie - diminution de la production d'hormone parathyroïdienne par les glandes parathyroïdes. Accompagné d'une forte diminution de la teneur en Ca2+ dans le sang, ce qui entraîne une augmentation de l'excitabilité musculaire et des contractions convulsives.

83. Système rénine-angiotensine, rôle dans la régulation du métabolisme hydrique et électrolytique.

Rénine-angiotensine-aldostérone.

b) Non

84. Hormones sexuelles - mécanisme d'action, rôle biologique, formation , structure,

Hormones sexuelles féminines (œstrogènes). Ceux-ci incluent l’estrone, l’estradiol et l’estriol. Ce sont des hormones stéroïdes synthétisées à partir du cholestérol principalement dans les ovaires. La sécrétion d'œstrogènes est régulée par les hormones folliculo-stimulantes et lutéinisantes de l'hypophyse (voir tableau 2). Les tissus cibles sont le corps de l'utérus, les ovaires, les trompes de Fallope et les glandes mammaires. Le mécanisme d'action est direct. Le principal rôle biologique des œstrogènes est d’assurer la fonction reproductive dans le corps de la femme.

29.5.2. Hormones sexuelles mâles (androgènes). Les principaux représentants sont l'androstérone et la testostérone. Le précurseur des androgènes est le cholestérol ; ils sont synthétisés principalement dans les testicules. La régulation de la biosynthèse des androgènes est assurée par les hormones gonadotropes (FSH et LH). Les androgènes sont des hormones à action directe ; ils favorisent la synthèse des protéines dans tous les tissus, notamment dans les muscles. Le rôle biologique des androgènes dans le corps masculin est associé à la différenciation et au fonctionnement du système reproducteur. La dégradation des hormones sexuelles mâles se produit dans le foie ; les produits de dégradation finaux sont les 17-cétostéroïdes.

85. Troubles des fonctions des glandes endocrines : hyper- et hypoproduction d'hormones. Exemples de maladies associées à un dysfonctionnement des glandes endocrines.

(Couvert dans les questions précédentes)

86. Protéines du plasma sanguin - rôle biologique. Hypo- et hyperprotéinémie, dysprotéinémie. Albumine - fonctions, causes de l'hypoalbuminémie et ses manifestations. Caractéristiques des protéines liées à l'âge composition du plasma sanguin. Immunoglobulines. Protéines de phase aiguë. Valeur diagnostique de la détermination des fractions protéiques du plasma sanguin.

Le plasma sanguin contient un mélange complexe à plusieurs composants (plus de 100) de protéines qui diffèrent par leur origine et leur fonction. La plupart des protéines plasmatiques sont synthétisées dans le foie. Immunoglobulines et un certain nombre d'autres protéines protectrices par les cellules immunocompétentes.

30.2.1. Fractions protéiques. En relargant les protéines plasmatiques, les fractions d'albumine et de globuline peuvent être isolées. Normalement, le rapport de ces fractions est de 1,5 à 2,5. L'utilisation de la méthode d'électrophorèse sur papier permet d'identifier 5 fractions protéiques (par ordre décroissant de vitesse de migration) : albumines, α1 -, α2 -, β- et γ-globulines. Lors de l'utilisation de méthodes de fractionnement plus fines, toute une gamme de protéines peuvent être isolées dans chaque fraction, à l'exception de l'albumine (contenu et composition des fractions protéiques du sérum sanguin, voir Figure 1).

Image 1.Électrophérogramme des protéines du sérum sanguin et composition des fractions protéiques.

Albumine- des protéines d'un poids moléculaire d'environ 70 000 Da. En raison de leur hydrophilie et de leur teneur élevée dans le plasma, ils jouent un rôle important dans le maintien de la pression artérielle colloïdale-osmotique (oncotique) et dans la régulation des échanges de fluides entre le sang et les tissus. Ils remplissent une fonction de transport : ils transportent des acides gras libres, des pigments biliaires, des hormones stéroïdes, des ions Ca2+ et de nombreux médicaments. Les albumines constituent également une réserve d’acides aminés riche et rapidement disponible.

α 1-Globulines :

• Acide α 1-glycoprotéine (orosomucoïde) - contient jusqu'à 40% de glucides, son point isoélectrique est en milieu acide (2.7). La fonction de cette protéine n’est pas entièrement établie ; on sait que dans les premiers stades du processus inflammatoire, l'orosomucoïde favorise la formation de fibres de collagène au site de l'inflammation (Ya. Musil, 1985).
• α 1 - Antitrypsine - inhibiteur d'un certain nombre de protéases (trypsine, chymotrypsine, kallicréine, plasmine). Une diminution congénitale de la teneur en α1-antitrypsine dans le sang peut être un facteur de prédisposition aux maladies bronchopulmonaires, car les fibres élastiques du tissu pulmonaire sont particulièrement sensibles à l'action des enzymes protéolytiques.
• Protéine liant le rétinol transporte la vitamine A liposoluble.
• Protéine liant la thyroxine - lie et transporte les hormones thyroïdiennes contenant de l'iode.
• Transcortine - lie et transporte les hormones glucocorticoïdes (cortisol, corticostérone).

α 2 -Globulines :

• Haptoglobines (25 % d'α2-globulines) - forment un complexe stable avec l'hémoglobine qui apparaît dans le plasma à la suite de l'hémolyse intravasculaire des érythrocytes. Les complexes haptoglobine-hémoglobine sont absorbés par les cellules RES, où les chaînes d'hème et de protéines subissent une dégradation et où le fer est réutilisé pour la synthèse de l'hémoglobine. Cela empêche le corps de perdre du fer et de causer des dommages à l’hémoglobine des reins.
• Céruloplasmine - une protéine contenant des ions cuivre (une molécule de céruloplasmine contient 6 à 8 ions Cu2+), qui lui confèrent une couleur bleue. C'est une forme de transport des ions cuivre dans le corps. Il possède une activité oxydase : il oxyde Fe2+ en Fe3+, ce qui assure la liaison du fer par la transferrine. Capable d'oxyder les amines aromatiques, participe au métabolisme de l'adrénaline, de la noradrénaline et de la sérotonine.

β-globulines :

• Transferrine - la protéine principale de la fraction β-globuline, est impliquée dans la fixation et le transport du fer ferrique dans divers tissus, notamment les tissus hématopoïétiques. La transferrine régule les niveaux de Fe3+ dans le sang et prévient l’accumulation excessive et la perte dans l’urine.
• Hémopexine - lie l'hème et empêche sa perte par les reins. Le complexe hème-hémopexine est extrait du sang par le foie.
• Protéine C-réactive (CRP) - une protéine capable de précipiter (en présence de Ca2+) le C-polysaccharide de la paroi cellulaire du pneumocoque. Son rôle biologique est déterminé par sa capacité à activer la phagocytose et à inhiber le processus d'agrégation plaquettaire. Chez les personnes en bonne santé, la concentration plasmatique de CRP est négligeable et ne peut être déterminée par les méthodes standards. Au cours d'un processus inflammatoire aigu, elle augmente plus de 20 fois ; dans ce cas, la CRP est détectée dans le sang. L'étude de la CRP présente un avantage par rapport aux autres marqueurs du processus inflammatoire : détermination de l'ESR et comptage du nombre de leucocytes. Cet indicateur est plus sensible, son augmentation se produit plus tôt et après récupération, il revient à la normale plus rapidement.

Y-globulines :

• Immunoglobulines (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) sont des anticorps produits par l’organisme en réponse à l’introduction de substances étrangères ayant une activité antigénique. Pour plus d'informations sur ces protéines, voir 1.2.5.

30.2.2. Modifications quantitatives et qualitatives de la composition protéique du plasma sanguin. Dans diverses conditions pathologiques, la composition protéique du plasma sanguin peut changer. Les principaux types de changements sont :

• Hyperprotéinémie - augmentation de la teneur en protéines plasmatiques totales. Causes : perte de grandes quantités d'eau (vomissements, diarrhée, brûlures étendues), maladies infectieuses (dues à une augmentation de la quantité de y-globulines).
• Hypoprotéinémie - diminution de la teneur en protéines totales du plasma. On l'observe dans les maladies du foie (dues à une synthèse protéique altérée), des maladies rénales (dues à la perte de protéines dans l'urine) et pendant le jeûne (dues à un manque d'acides aminés pour la synthèse des protéines).
• Dysprotéinémie - modification du pourcentage de fractions protéiques avec une teneur normale en protéines totales dans le plasma sanguin, par exemple une diminution de la teneur en albumine et une augmentation de la teneur en une ou plusieurs fractions de globuline dans diverses maladies inflammatoires.
• Paraprotéinémie - l'apparition dans le plasma sanguin d'immunoglobulines pathologiques - des paraprotéines qui diffèrent des protéines normales par leurs propriétés physicochimiques et leur activité biologique. De telles protéines comprennent, par exemple, cryoglobulines, formant des précipités les uns avec les autres à des températures inférieures à 37 ° C. Les paraprotéines se trouvent dans le sang avec la macroglobulinémie de Waldenström, avec le myélome multiple (dans ce dernier cas, elles peuvent surmonter la barrière rénale et se retrouvent dans l'urine sous forme de protéines de Bence-Jones). La paraprotéinémie s'accompagne généralement d'une hyperprotéinémie.

arbres de la phase aiguë de l'inflammation. Ce sont des protéines dont la teneur augmente dans le plasma sanguin lors d'un processus inflammatoire aigu. Il s'agit par exemple des protéines suivantes :

1. haptoglobine ;
2. céruloplasmine ;
3. Protéine C-réactive ;
4. α 1-antitrypsine ;
5. fibrinogène (composant du système de coagulation sanguine; voir 30.7.2).

Le taux de synthèse de ces protéines augmente principalement en raison d'une diminution de la formation d'albumine, de transferrine et d'albumine (une petite fraction de protéines plasmatiques qui a la plus grande mobilité lors de l'électrophorèse sur disque, et qui correspond à la bande sur l'électrophérogramme devant albumine), dont la concentration diminue lors d'une inflammation aiguë.

Le rôle biologique des protéines de la phase aiguë : a) toutes ces protéines sont des inhibiteurs des enzymes libérées lors de la destruction cellulaire et préviennent les lésions tissulaires secondaires ; b) ces protéines ont un effet immunosuppresseur (V.L. Dotsenko, 1985).

30.2.5. Protéines protectrices dans le plasma sanguin. Les protéines qui remplissent une fonction protectrice comprennent les immunoglobulines et les interférons.

Immunoglobulines (anticorps) - un groupe de protéines produites en réponse à des structures étrangères (antigènes) pénétrant dans l'organisme. Ils sont synthétisés dans les ganglions lymphatiques et la rate par les lymphocytes B. Il existe 5 classes immunoglobulines- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.

Figure 3. Schéma de la structure des immunoglobulines (la région variable est représentée en gris, la région constante n'est pas ombrée).

Les molécules d’immunoglobuline ont un plan structurel unique. L'unité structurelle de l'immunoglobuline (monomère) est formée de quatre chaînes polypeptidiques reliées entre elles par des liaisons disulfure : deux lourdes (chaînes H) et deux légères (chaînes L) (voir Figure 3). Les IgG, IgD et IgE sont, en règle générale, des monomères dans leur structure, les molécules d'IgM sont constituées de cinq monomères, les IgA sont constituées de deux unités structurelles ou plus ou sont des monomères.

Les chaînes protéiques qui composent les immunoglobulines peuvent être divisées en domaines spécifiques ou zones présentant certaines caractéristiques structurelles et fonctionnelles.

Les régions N-terminales des chaînes L et H sont appelées région variable (V), car leur structure est caractérisée par des différences significatives entre les différentes classes d'anticorps. Au sein du domaine variable, il existe 3 régions hypervariables, caractérisées par la plus grande diversité de séquences d'acides aminés. C'est la région variable des anticorps qui est responsable de la liaison des antigènes selon le principe de complémentarité ; la structure primaire des chaînes protéiques de cette région détermine la spécificité des anticorps.

Les domaines C-terminaux des chaînes H et L ont une structure primaire relativement constante au sein de chaque classe d'anticorps et sont appelés région constante (C). La région constante détermine les propriétés des différentes classes d'immunoglobulines, leur répartition dans l'organisme et peut participer au déclenchement des mécanismes provoquant la destruction des antigènes.

Interférons - une famille de protéines synthétisées par les cellules de l'organisme en réponse à une infection virale et ayant un effet antiviral. Il existe plusieurs types d'interférons qui ont un spectre d'action spécifique : leucocytaire (interféron α), fibroblastique (interféron β) et immunitaire (interféron γ). Les interférons sont synthétisés et sécrétés par certaines cellules et exercent leur effet en affectant d'autres cellules, à cet égard ils sont similaires aux hormones. Le mécanisme d'action des interférons est illustré à la figure 4.

Graphique 4. Le mécanisme d'action des interférons (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

En se liant aux récepteurs cellulaires, les interférons induisent la synthèse de deux enzymes - la 2",5"-oligoadénylate synthétase et la protéine kinase, probablement en raison de l'initiation de la transcription des gènes correspondants. Les deux enzymes résultantes présentent leur activité en présence d’ARN double brin, et ce sont ces ARN qui sont les produits de réplication de nombreux virus ou sont contenus dans leurs virions. La première enzyme synthétise les 2",5"-oligoadénylates (de l'ATP), qui activent la ribonucléase I cellulaire ; la deuxième enzyme phosphoryle le facteur d'initiation de la traduction IF2. Le résultat final de ces processus est l'inhibition de la biosynthèse des protéines et de la reproduction du virus dans la cellule infectée (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

87. Substances azotées de faible poids moléculaire dans le sang (« azote résiduel ») et valeur diagnostique de leur détermination. Hyperazotémie (rétention et production).

Ce groupe de substances comprend : l'urée, l'acide urique, les acides aminés, la créatine, la créatinine, l'ammoniac, l'indican, la bilirubine et d'autres composés (voir Figure 5). La teneur en azote résiduel du plasma sanguin des personnes en bonne santé est de 15 à 25 mmol/l. Une augmentation du taux d’azote résiduel dans le sang est appelée azotémie . Selon la cause, l'azotémie est divisée en rétention et production.

Azotémie de rétention se produit en cas de violation de l'excrétion des produits du métabolisme azoté (principalement l'urée) dans l'urine et est caractéristique d'une insuffisance rénale. Dans ce cas, jusqu’à 90 % de l’azote non protéique présent dans le sang est de l’azote uréique au lieu de 50 % normalement.

Azotémie productive se développe lorsqu'il y a un apport excessif de substances azotées dans le sang en raison d'une dégradation accrue des protéines tissulaires (jeûne prolongé, diabète sucré, blessures et brûlures graves, maladies infectieuses).

La détermination de l'azote résiduel est effectuée dans un filtrat de sérum sanguin exempt de protéines. Suite à la minéralisation du filtrat exempt de protéines lorsqu'il est chauffé avec du H2 SO4 concentré, l'azote de tous les composés non protéiques est converti sous la forme (NH4)2 SO4. Les ions NH4 + sont dosés à l'aide du réactif de Nessler.

• Urée - le principal produit final du métabolisme des protéines dans le corps humain. Il se forme à la suite de la neutralisation de l'ammoniac dans le foie et est excrété par les reins. Par conséquent, la teneur en urée dans le sang diminue en cas de maladies du foie et augmente en cas d'insuffisance rénale.
• Acides aminés- pénètrent dans la circulation sanguine lorsqu'ils sont absorbés par le tractus gastro-intestinal ou sont des produits de la dégradation des protéines tissulaires. Dans le sang des personnes en bonne santé, l'alanine et la glutamine prédominent parmi les acides aminés qui, avec leur participation à la biosynthèse des protéines, sont des formes de transport de l'ammoniac.
• Acide urique- le produit final du catabolisme des nucléotides puriques. Son contenu dans le sang augmente avec la goutte (en raison d'une formation accrue) et en cas d'insuffisance rénale (en raison d'une excrétion insuffisante).
• Créatine- synthétisé dans les reins et le foie, dans les muscles il est transformé en créatine phosphate - une source d'énergie pour les processus de contraction musculaire. Dans les maladies du système musculaire, la teneur en créatine dans le sang augmente considérablement.
• Créatinine- le produit final du métabolisme de l'azote, formé à la suite de la déphosphorylation du phosphate de créatine dans les muscles, excrété par les reins. La teneur en créatinine dans le sang diminue avec les maladies du système musculaire et augmente avec l'insuffisance rénale.
• Indien - un produit de neutralisation de l'indole, formé dans le foie et excrété par les reins. Son contenu dans le sang diminue avec les maladies du foie et augmente avec l'augmentation des processus de putréfaction des protéines dans les intestins et avec les maladies rénales.
• Bilirubine (directe et indirecte)- produits du catabolisme de l'hémoglobine. La teneur en bilirubine dans le sang augmente avec la jaunisse : hémolytique (due à la bilirubine indirecte), obstructive (due à la bilirubine directe), parenchymateuse (due aux deux fractions).

88. Systèmes tampons sanguins et état acido-basique (ABS). Le rôle des systèmes respiratoire et excréteur dans le maintien du CBS. Troubles de l’équilibre acido-basique. Caractéristiques de la régulation du CBS chez les enfants .

Systèmes tampons sanguins. Les systèmes tampons du corps sont constitués d'acides faibles et de leurs sels avec des bases fortes. Chaque système tampon est caractérisé par deux indicateurs :

• tampon pH(dépend du rapport des composants du tampon) ;
• réservoir tampon, c'est-à-dire la quantité de base forte ou d'acide qui doit être ajoutée à la solution tampon pour modifier le pH de un (en fonction des concentrations absolues des composants tampons).

On distingue les systèmes tampons sanguins suivants :

• bicarbonate(H2CO3/NaHCO3);
• phosphate(NaH2PO4/Na2HPO4);
• hémoglobine(désoxyhémoglobine sous forme d'acide faible/sel de potassium de l'oxyhémoglobine) ;
• protéine(son effet est dû à la nature amphotère des protéines). Le bicarbonate et les systèmes tampons d’hémoglobine étroitement liés représentent ensemble plus de 80 % de la capacité tampon du sang.

30.6.2. Régulation respiratoire du CBS réalisée en modifiant l'intensité de la respiration externe. Lorsque le CO2 et le H+ s’accumulent dans le sang, la ventilation pulmonaire augmente, ce qui conduit à une normalisation de la composition des gaz du sang. Une diminution de la concentration de dioxyde de carbone et de H+ entraîne une diminution de la ventilation pulmonaire et une normalisation de ces indicateurs.

30.6.3. Régulation rénale CBS réalisée principalement à travers trois mécanismes :

• réabsorption des bicarbonates (dans les cellules des tubules rénaux, l'acide carbonique H2CO3 se forme à partir de H2O et CO2 ; il se dissocie, H+ est libéré dans les urines, HCO3- est réabsorbé dans le sang) ;
• réabsorption de Na+ du filtrat glomérulaire en échange de H+ (dans ce cas, Na2HPO4 dans le filtrat se transforme en NaH2PO4 et l'acidité des urines augmente) ;
• sécrétion de NH4+ (lors de l'hydrolyse de la glutamine dans les cellules tubulaires, du NH3 se forme ; il interagit avec H+, des ions NH4+ se forment, qui sont excrétés dans l'urine.

30.6.4. Paramètres de laboratoire du CBS sanguin. Les indicateurs suivants sont utilisés pour caractériser la STEP :

• pH sanguin ;
• Pression partielle de CO2 (pCO2) sang ;
• Pression partielle O2 (pO2) sang ;
• teneur en bicarbonate dans le sang à des valeurs de pH et de pCO2 données ( bicarbonate topique ou vrai, AB );
• la teneur en bicarbonates dans le sang du patient dans des conditions standard, c'est-à-dire à pCO2=40 mm Hg. ( bicarbonate standard, SB );
• somme des motifs tous les systèmes tampons sanguins ( BB );
• excès ou déficience des fondations sang par rapport à la valeur normale pour un patient donné ( ÊTRE , de l'anglais excédent de base).

Les trois premiers indicateurs sont déterminés directement dans le sang à l'aide d'électrodes spéciales ; sur la base des données obtenues, les indicateurs restants sont calculés à l'aide de nomogrammes ou de formules.

30.6.5. Troubles sanguins du CBS. Il existe quatre formes principales de troubles acido-basiques :

• acidose métabolique - survient en cas de diabète et de jeûne (en raison de l'accumulation de corps cétoniques dans le sang), d'hypoxie (en raison de l'accumulation de lactate). Avec ce trouble, la pCO2 et la [HCO3-] sanguine diminuent, l'excrétion de NH4+ dans l'urine augmente ;
• acidose respiratoire - survient en cas de bronchite, de pneumonie, d'asthme bronchique (en raison de la rétention de dioxyde de carbone dans le sang). Avec ce trouble, la pCO2 et les taux sanguins augmentent, ainsi que l’excrétion de NH4+ dans l’urine ;
• alcalose métabolique - se développe avec une perte d'acides, par exemple avec des vomissements incontrôlables. Avec ce trouble, la pCO2 et les taux sanguins augmentent, l’excrétion de HCO3- dans l’urine augmente et l’acidité urinaire diminue.
• alcalose respiratoire - observé avec une ventilation accrue des poumons, par exemple chez les grimpeurs à haute altitude. Avec ce trouble, la pCO2 et la [HCO3-] sanguine diminuent et l'acidité de l'urine diminue.

Pour traiter l'acidose métabolique, l'administration d'une solution de bicarbonate de sodium est utilisée ; pour le traitement de l'alcalose métabolique - administration d'une solution d'acide glutamique.

89. Métabolisme érythrocytaire : le rôle de la glycolyse et la voie des pentoses phosphates. Méthémoglobinémie. Système antioxydant enzymatique de la cellule . Causes et conséquences du déficit en glucose-6-phosphate déshydrogénase érythrocytaire.

des globules rouges - des cellules hautement spécialisées dont la fonction principale est de transporter l'oxygène des poumons vers les tissus. La durée de vie des globules rouges est en moyenne de 120 jours ; leur destruction se produit dans les cellules du système réticuloendothélial. Contrairement à la plupart des cellules du corps, les globules rouges sont dépourvus de noyau cellulaire, de ribosomes et de mitochondries.

30.8.2. Échange d'énergie. Le principal substrat énergétique des érythrocytes est le glucose, qui provient du plasma sanguin par diffusion facilitée. Environ 90 % du glucose utilisé par les globules rouges subit glycolyse(oxydation anaérobie) avec formation du produit final - acide lactique (lactate). Rappelez-vous les fonctions que remplit la glycolyse dans les globules rouges matures :

1) dans les réactions de glycolyse, il se forme ATP par phosphorylation du substrat . L’objectif principal de l’utilisation de l’ATP dans les érythrocytes est d’assurer le fonctionnement de la Na+,K+-ATPase. Cette enzyme transporte les ions Na+ des érythrocytes vers le plasma sanguin, empêche l'accumulation de Na+ dans les érythrocytes et contribue à maintenir la forme géométrique de ces cellules sanguines (disque biconcave).

2) dans la réaction de déshydrogénation glycéraldéhyde-3-phosphate se forme lors de la glycolyse NADH. Ce coenzyme est un cofacteur de l'enzyme méthémoglobine réductase , impliqué dans la restauration de la méthémoglobine en hémoglobine selon le schéma suivant :

Cette réaction empêche l'accumulation de méthémoglobine dans les globules rouges.

3) métabolite de la glycolyse 1, 3-diphosphoglycérate capable avec la participation d'une enzyme diphosphoglycérate mutase en présence de 3-phosphoglycérate se transforme en 2, 3-diphosphoglycérate :

Le 2,3-diphosphoglycérate est impliqué dans la régulation de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène. Son contenu dans les érythrocytes augmente en cas d'hypoxie. L'hydrolyse du 2,3-diphosphoglycérate est catalysée par l'enzyme diphosphoglycérate phosphatase.

Environ 10 % du glucose consommé par les globules rouges est utilisé dans la voie d’oxydation du pentose phosphate. Les réactions dans cette voie constituent la principale source de NADPH pour les érythrocytes. Cette coenzyme est nécessaire pour convertir le glutathion oxydé (voir 30.8.3) en une forme réduite. Carence en une enzyme clé de la voie des pentoses phosphates - glucose-6-phosphate déshydrogénase - accompagné d'une diminution du rapport NADPH/NADP+ dans les érythrocytes, d'une augmentation de la teneur en forme oxydée du glutathion et d'une diminution de la résistance cellulaire (anémie hémolytique).

30.8.3. Mécanismes de neutralisation des espèces réactives de l'oxygène dans les érythrocytes. Dans certaines conditions, l'oxygène moléculaire peut être converti en formes actives, notamment l'anion superoxyde O2 -, le peroxyde d'hydrogène H2 O2 et le radical hydroxyle OH. et oxygène singulet 1 O2. Ces formes d'oxygène sont très réactives et peuvent avoir un effet néfaste sur les protéines et les lipides des membranes biologiques et provoquer la destruction des cellules. Plus la teneur en O2 est élevée, plus ses formes actives se forment. Par conséquent, les globules rouges, en interaction constante avec l'oxygène, contiennent des systèmes antioxydants efficaces capables de neutraliser les métabolites actifs de l'oxygène.

Un composant important des systèmes antioxydants est le tripeptide le glutathion, formé dans les érythrocytes à la suite de l'interaction de la γ-glutamylcystéine et de la glycine :

La forme réduite du glutathion (en abrégé G-SH) est impliquée dans les réactions de détoxification du peroxyde d'hydrogène et des peroxydes organiques (R-O-OH). Cela produit de l'eau et du glutathion oxydé (en abrégé G-S-S-G).

La conversion du glutathion oxydé en glutathion réduit est catalysée par l'enzyme glutathion réductase. Source d'hydrogène - NADPH (issu de la voie des pentoses phosphates, voir 30.8.2) :

Les globules rouges contiennent également des enzymes superoxyde dismutase Et catalase , effectuant les transformations suivantes :

Les systèmes antioxydants revêtent une importance particulière pour les érythrocytes, car le renouvellement des protéines ne se produit pas dans les érythrocytes par synthèse.

90. Caractéristiques des principaux facteurs d'hémocoagulation. La coagulation sanguine comme une cascade de réactions d'activation de proenzymes par protéolyse. Rôle biologique de la vitamine K. Hémophilie.

La coagulation du sang- un ensemble de processus moléculaires conduisant à l'arrêt du saignement d'un vaisseau endommagé suite à la formation d'un caillot sanguin (thrombus). Un schéma général du processus de coagulation sanguine est présenté à la figure 7.

Graphique 7. Schéma général de la coagulation sanguine.

La plupart des facteurs de coagulation sont présents dans le sang sous forme de précurseurs inactifs - des proenzymes, dont l'activation est réalisée par protéolyse partielle. Un certain nombre de facteurs de coagulation sanguine sont dépendants de la vitamine K : la prothrombine (facteur II), la proconvertine (facteur VII), les facteurs de Noël (IX) et Stewart-Prower (X). Le rôle de la vitamine K est déterminé par sa participation à la carboxylation des résidus glutamates dans la région N-terminale de ces protéines avec formation de γ-carboxyglutamate.

La coagulation sanguine est une cascade de réactions dans lesquelles la forme activée d'un facteur de coagulation catalyse l'activation du suivant jusqu'à ce que le facteur final, qui constitue la base structurelle du caillot, soit activé.

Caractéristiques du mécanisme en cascade sont les suivants:

1) en l'absence d'un facteur déclenchant le processus de formation de thrombus, la réaction ne peut pas se produire. Par conséquent, le processus de coagulation sanguine sera limité uniquement à la partie de la circulation sanguine où apparaît un tel initiateur ;

2) les facteurs agissant dans les premiers stades de la coagulation sanguine sont nécessaires en très petites quantités. A chaque maillon de la cascade, leur effet est démultiplié ( amplifié), ce qui garantit en fin de compte une réponse rapide aux dommages.

Dans des conditions normales, il existe des voies internes et externes de coagulation sanguine. Chemin intérieur est initiée par le contact avec une surface atypique, ce qui entraîne l'activation de facteurs initialement présents dans le sang. Chemin externe la coagulation est initiée par des composés qui ne sont normalement pas présents dans le sang, mais qui y pénètrent à la suite de lésions tissulaires. Pour le déroulement normal du processus de coagulation sanguine, ces deux mécanismes sont nécessaires ; ils ne diffèrent qu'aux premiers stades, puis se combinent en chemin commun , conduisant à la formation d'un caillot de fibrine.

30.7.2. Mécanisme d'activation de la prothrombine. Précurseur de thrombine inactif - prothrombine - synthétisé dans le foie. Sa synthèse est impliquée dans la vitamine K. La prothrombine contient des résidus d'un acide aminé rare - le γ-carboxyglutamate (nom abrégé - Gla). Le processus d'activation de la prothrombine implique les phospholipides plaquettaires, les ions Ca2+ et les facteurs de coagulation Va et Xa. Le mécanisme d'activation est présenté comme suit (Figure 8).

Figure 8. Schéma d'activation de la prothrombine sur les plaquettes (R. Murray et al., 1993).

Les dommages causés à un vaisseau sanguin entraînent l'interaction des plaquettes sanguines avec les fibres de collagène de la paroi vasculaire. Cela provoque la destruction des plaquettes et favorise la libération de molécules de phospholipides chargées négativement depuis la face interne de la membrane plasmique des plaquettes. Les groupes phospholipidiques chargés négativement se lient aux ions Ca2+. Les ions Ca2+, à leur tour, interagissent avec les résidus γ-carboxyglutamate dans la molécule de prothrombine. Cette molécule se fixe sur la membrane plaquettaire dans l'orientation souhaitée.

La membrane plaquettaire contient également des récepteurs du facteur Va. Ce facteur se lie à la membrane et attache le facteur Xa. Le facteur Xa est une protéase ; il clive la molécule de prothrombine à certains endroits, entraînant la formation de thrombine active.

30.7.3. Conversion du fibrinogène en fibrine. Le fibrinogène (facteur I) est une glycoprotéine plasmatique soluble d'un poids moléculaire d'environ 340 000. Elle est synthétisée dans le foie. La molécule de fibrinogène est constituée de six chaînes polypeptidiques : deux chaînes A α, deux chaînes B β et deux chaînes γ (voir Figure 9). Les extrémités des chaînes polypeptidiques du fibrinogène portent une charge négative. Cela est dû à la présence d'un grand nombre de résidus glutamate et aspartate dans les régions N-terminales des chaînes Aa et Bb. De plus, les régions B des chaînes Bb contiennent des résidus de l'acide aminé rare tyrosine-O-sulfate, qui sont également chargés négativement :

Cela favorise la solubilité de la protéine dans l'eau et empêche l'agrégation de ses molécules.

Graphique 9. Schéma de la structure du fibrinogène ; les flèches indiquent les liaisons hydrolysées par la thrombine. R. Murray et al., 1993).

La conversion du fibrinogène en fibrine est catalysée par thrombine (facteur IIa). La thrombine hydrolyse quatre liaisons peptidiques dans le fibrinogène : deux liaisons dans les chaînes A α et deux liaisons dans les chaînes B β. Les fibrinopeptides A et B sont séparés de la molécule de fibrinogène et un monomère de fibrine se forme (sa composition est α2 β2 γ2). Les monomères de fibrine sont insolubles dans l'eau et s'associent facilement les uns aux autres, formant un caillot de fibrine.

La stabilisation du caillot de fibrine se fait sous l'action d'une enzyme transglutaminase (facteur XIIIa). Ce facteur est également activé par la thrombine. La transglutaminase réticule les monomères de fibrine à l’aide de liaisons isopeptidiques covalentes.

91. Le rôle du foie dans le métabolisme des glucides. Sources de glycémie et voies du métabolisme du glucose dans le foie. Glycémie dans la petite enfance .

Le foie est un organe qui occupe une place unique dans le métabolisme. Chaque cellule hépatique contient plusieurs milliers d’enzymes qui catalysent les réactions de nombreuses voies métaboliques. Le foie remplit donc un certain nombre de fonctions métaboliques dans l’organisme. Les plus importants d'entre eux sont :

• biosynthèse de substances qui fonctionnent ou sont utilisées dans d'autres organes. Ces substances comprennent les protéines du plasma sanguin, le glucose, les lipides, les corps cétoniques et de nombreux autres composés ;
• biosynthèse du produit final du métabolisme de l'azote dans le corps - l'urée ;
• participation aux processus digestifs - synthèse des acides biliaires, formation et excrétion de la bile ;
• biotransformation (modification et conjugaison) de métabolites, médicaments et poisons endogènes ;
• libération de certains produits métaboliques (pigments biliaires, excès de cholestérol, produits de neutralisation).

Le rôle principal du foie dans le métabolisme des glucides est de maintenir un niveau constant de glucose dans le sang. Ceci est accompli en régulant le rapport entre les processus de formation et d'utilisation du glucose dans le foie.

Les cellules hépatiques contiennent une enzyme glucokinase, catalysant la réaction de phosphorylation du glucose pour former du glucose-6-phosphate. Le glucose-6-phosphate est un métabolite clé du métabolisme des glucides ; les principales voies de sa transformation sont présentées dans la figure 1.

31.2.1. Modes d'utilisation du glucose. Après avoir mangé, une grande quantité de glucose pénètre dans le foie par la veine porte. Ce glucose est utilisé principalement pour la synthèse du glycogène (le diagramme réactionnel est présenté sur la figure 2). La teneur en glycogène du foie des personnes en bonne santé varie généralement de 2 à 8 % de la masse de cet organe.

La glycolyse et la voie des pentoses phosphates d'oxydation du glucose dans le foie servent principalement de fournisseurs de métabolites précurseurs pour la biosynthèse des acides aminés, des acides gras, du glycérol et des nucléotides. Dans une moindre mesure, les voies oxydatives de conversion du glucose dans le foie sont des sources d'énergie permettant d'assurer les processus de biosynthèse.

Figure 1. Principales voies de conversion du glucose-6-phosphate dans le foie. Les chiffres indiquent : 1 - phosphorylation du glucose ; 2 - hydrolyse du glucose-6-phosphate ; 3 - synthèse du glycogène ; 4 - mobilisation du glycogène ; 5 - voie des pentoses phosphates ; 6 - glycolyse ; 7 - gluconéogenèse.

Figure 2. Schéma des réactions de synthèse du glycogène dans le foie.

Figure 3. Schéma des réactions de mobilisation du glycogène dans le foie.

31.2.2. Voies de formation du glucose. Dans certaines conditions (période de jeûne, régime pauvre en glucides, activité physique prolongée), les besoins de l'organisme en glucides dépassent la quantité absorbée par le tractus gastro-intestinal. Dans ce cas, la formation de glucose s'effectue à l'aide de glucose-6-phosphatase, catalysant l'hydrolyse du glucose-6-phosphate dans les cellules hépatiques. La source immédiate de glucose-6-phosphate est le glycogène. Le schéma de mobilisation du glycogène est présenté à la figure 3.

La mobilisation du glycogène répond aux besoins en glucose du corps humain pendant les 12 à 24 premières heures de jeûne. Plus tard, la gluconéogenèse – biosynthèse à partir de sources non glucidiques – devient la principale source de glucose.

Les principaux substrats de la gluconéogenèse sont le lactate, le glycérol et les acides aminés (à l'exception de la leucine). Ces composés sont d'abord convertis en pyruvate ou en oxaloacétate, métabolites clés de la gluconéogenèse.

La gluconéogenèse est le processus inverse de la glycolyse. Dans ce cas, les barrières créées par les réactions irréversibles de la glycolyse sont surmontées à l'aide d'enzymes spéciales qui catalysent les réactions de contournement (voir Figure 4).

Parmi les autres voies du métabolisme des glucides dans le foie, il convient de noter la conversion d'autres monosaccharides alimentaires - le fructose et le galactose - en glucose.

Figure 4. Glycolyse et gluconéogenèse dans le foie.

Enzymes qui catalysent les réactions irréversibles de la glycolyse : 1 - glucokinase ; 2 - phosphofructokinase; 3 - pyruvate kinase.

Enzymes qui catalysent les réactions de contournement de la gluconéogenèse : la 4-pyruvate carboxylase ; 5-phosphoénolpyruvate carboxykinase; 6-fructose-1,6-diphosphatase; 7 - glucose-6-phosphatase.

92. Le rôle du foie dans le métabolisme des lipides.

Les hépatocytes contiennent presque toutes les enzymes impliquées dans le métabolisme des lipides. Par conséquent, les cellules parenchymateuses hépatiques contrôlent en grande partie la relation entre la consommation et la synthèse des lipides dans l’organisme. Le catabolisme lipidique dans les cellules hépatiques se produit principalement dans les mitochondries et les lysosomes, la biosynthèse se produit dans le cytosol et le réticulum endoplasmique. Le métabolite clé du métabolisme des lipides dans le foie est acétyl-CoA, dont les principaux modes de formation et d'utilisation sont illustrés à la figure 5.

Figure 5. Formation et utilisation de l'acétyl-CoA dans le foie.

31.3.1. Métabolisme des acides gras dans le foie. Les graisses alimentaires sous forme de chylomicrons pénètrent dans le foie par le système artériel hépatique. Sous l'influence la lipoprotéine lipase, situés dans l'endothélium des capillaires, ils sont décomposés en acides gras et glycérol. Les acides gras qui pénètrent dans les hépatocytes peuvent subir une oxydation, une modification (raccourcissement ou allongement de la chaîne carbonée, formation de doubles liaisons) et sont utilisés pour la synthèse de triacylglycérols et de phospholipides endogènes.

31.3.2. Synthèse de corps cétoniques. Au cours de la β-oxydation des acides gras dans les mitochondries hépatiques, de l'acétyl-CoA se forme, qui subit une oxydation supplémentaire dans le cycle de Krebs. En cas de carence en oxaloacétate dans les cellules hépatiques (par exemple, pendant le jeûne, le diabète), une condensation des groupes acétyle se produit pour former des corps cétoniques. (acétoacétate, β-hydroxybutyrate, acétone). Ces substances peuvent servir de substrats énergétiques dans d'autres tissus du corps (muscles squelettiques, myocarde, reins et en cas de jeûne prolongé - le cerveau). Le foie n'utilise pas de corps cétoniques. Avec un excès de corps cétoniques dans le sang, une acidose métabolique se développe. Le diagramme de formation des corps cétoniques est présenté à la figure 6.

Figure 6. Synthèse des corps cétoniques dans les mitochondries hépatiques.

31.3.3. Formation et modes d'utilisation de l'acide phosphatidique. Le précurseur commun des triacylglycérols et des phospholipides dans le foie est l'acide phosphatidique. Il est synthétisé à partir de glycérol-3-phosphate et de deux formes actives d'acides gras acyl-CoA (Figure 7). Le glycérol-3-phosphate peut être formé soit à partir de phosphate de dihydroxyacétone (un métabolite de la glycolyse), soit à partir de glycérol libre (un produit de la lipolyse).

Figure 7. Formation d'acide phosphatidique (schéma).

Pour la synthèse des phospholipides (phosphatidylcholine) à partir de l'acide phosphatidique, une quantité suffisante de nourriture doit être ingérée facteurs lipotropes(substances qui empêchent le développement de la stéatose hépatique). Ces facteurs comprennent choline, méthionine, vitamine B12, acide folique et quelques autres substances. Les phospholipides sont inclus dans les complexes lipoprotéiques et participent au transport des lipides synthétisés dans les hépatocytes vers d'autres tissus et organes. Le manque de facteurs lipotropes (avec abus d'aliments gras, alcoolisme chronique, diabète) contribue au fait que l'acide phosphatidique est utilisé pour la synthèse des triacylglycérols (insolubles dans l'eau). Une formation altérée de lipoprotéines conduit au fait qu'un excès de TAG s'accumule dans les cellules hépatiques (dégénérescence graisseuse) et que la fonction de cet organe est altérée. Les voies d'utilisation de l'acide phosphatidique dans les hépatocytes et le rôle des facteurs lipotropes sont présentés à la figure 8.

Figure 8. Utilisation de l'acide phosphatidique pour la synthèsetriacylglycérols et phospholipides. Les facteurs lipotropes sont indiqués par *.

31.3.4. Formation de cholestérol. Le foie est le principal site de synthèse endogène du cholestérol. Ce composé est nécessaire à la construction des membranes cellulaires et est un précurseur des acides biliaires, des hormones stéroïdes et de la vitamine D3. Les deux premières réactions de synthèse du cholestérol ressemblent à la synthèse des corps cétoniques, mais se produisent dans le cytoplasme de l'hépatocyte. Enzyme clé dans la synthèse du cholestérol - β -hydroxy-β -méthylglutaryl-CoA réductase (HMG-CoA réductase) inhibée par l'excès de cholestérol et d'acides biliaires selon le principe de la rétroaction négative (Figure 9).

Figure 9. Synthèse du cholestérol dans le foie et sa régulation.

31.3.5. Formation de lipoprotéines. Les lipoprotéines sont des complexes protéines-lipides, qui comprennent les phospholipides, les triacylglycérols, le cholestérol et ses esters, ainsi que les protéines (apoprotéines). Les lipoprotéines transportent les lipides insolubles dans l'eau vers les tissus. Les hépatocytes produisent deux classes de lipoprotéines : les lipoprotéines de haute densité (HDL) et les lipoprotéines de très basse densité (VLDL).

93. Le rôle du foie dans le métabolisme de l'azote. Façons d'utiliser le fonds d'acides aminés dans le foie. Caractéristiques dans l'enfance .

Le foie est un organe qui régule l’entrée et la sortie des substances azotées dans l’organisme. Dans les tissus périphériques, des réactions de biosynthèse se produisent constamment à l'aide d'acides aminés libres, ou ils sont libérés dans le sang lors de la dégradation des protéines tissulaires. Malgré cela, le taux de protéines et d’acides aminés libres dans le plasma sanguin reste constant. Cela est dû au fait que les cellules hépatiques possèdent un ensemble unique d’enzymes qui catalysent des réactions spécifiques du métabolisme des protéines.

31.4.1. Façons d'utiliser les acides aminés dans le foie. Après avoir mangé des aliments protéinés, une grande quantité d'acides aminés pénètre dans les cellules du foie par la veine porte. Ces composés peuvent subir de nombreuses transformations dans le foie avant de pénétrer dans la circulation sanguine générale. Ces réactions comprennent (Figure 10) :

a) l'utilisation d'acides aminés pour la synthèse de protéines ;

b) transamination - la voie de synthèse des acides aminés non essentiels ; effectue également la relation entre le métabolisme des acides aminés et la gluconéogenèse et la voie générale du catabolisme ;

c) désamination - formation d'acides α-céto et d'ammoniac ;

d) synthèse d'urée - un moyen de neutraliser l'ammoniac (voir schéma dans la section « Métabolisme des protéines ») ;

e) synthèse de substances azotées non protéiques (choline, créatine, nicotinamide, nucléotides, etc.).

Figure 10. Métabolisme des acides aminés dans le foie (schéma).

31.4.2. Biosynthèse des protéines. De nombreuses protéines du plasma sanguin sont synthétisées dans les cellules hépatiques : albumines(environ 12 g par jour), la plupart α- Et les β-globulines, y compris les protéines de transport (ferritine, céruloplasmine, transcortine, protéine liant le rétinol et etc.). De nombreux facteurs de coagulation sanguine (fibrinogène, prothrombine, proconvertine, proaccélérine etc.) sont également synthétisés dans le foie.

94. Compartimentation des processus métaboliques dans le foie. Régulation de la direction du flux de métabolites à travers les membranes des structures intracellulaires (subcellulaires). Importance dans l'intégration métabolique.

Une cellule est un système fonctionnel complexe qui régule son support vital. La variété des fonctions cellulaires est assurée par la régulation spatiale et temporelle (dépendant principalement du rythme de nutrition) de certaines voies métaboliques. La régulation spatiale est associée à une localisation stricte de certaines enzymes dans différents

Tableau 2-3. Types de voies métaboliques

organites. Ainsi, dans le noyau se trouvent des enzymes associées à la synthèse des molécules d'ADN et d'ARN, dans le cytoplasme - des enzymes glycolytiques, dans les lysosomes - des enzymes hydrolytiques, dans la matrice mitochondriale - des enzymes du cycle TCA, dans la membrane interne des mitochondries - des enzymes du chaîne de transport d'électrons, etc. (Figure 2-29). Cette localisation subcellulaire des enzymes contribue au bon ordre des processus biochimiques et augmente le taux métabolique.

95. Le rôle du foie dans la neutralisation des xénobiotiques. Mécanismes de neutralisation des substances dans le foie. Étapes (phases) de modification chimique. Le rôle des réactions de conjugaison dans la détoxification des produits métaboliques et des médicaments (exemples). Métabolisme des médicaments chez les jeunes enfants.

Le principal représentant des systèmes de transport sanguin non spécifiques est le sérum albumen. Cette protéine peut lier presque toutes les substances exogènes et endogènes de faible poids moléculaire, ce qui est largement dû à sa capacité à modifier facilement la conformation de sa molécule et au grand nombre de régions hydrophobes dans la molécule.

Diverses substances se lient à l'albumine sanguine par des liaisons non covalentes : hydrogène, ionique, hydrophobe. Dans ce cas, divers groupes de substances interagissent avec certains groupes d'albumine, provoquant des changements caractéristiques dans la conformation de sa molécule. Il existe une idée selon laquelle les substances qui se lient étroitement aux protéines sanguines sont généralement excrétées par le foie avec la bile, et les substances qui forment des complexes faibles avec les protéines sont excrétées par les reins dans l'urine.

La liaison des médicaments aux protéines sanguines réduit le taux de leur utilisation dans les tissus et crée une certaine réserve dans le sang. Il est intéressant de noter que chez les patients souffrant d’hypoalbuminémie, les effets indésirables sont plus fréquents lors de l’administration de médicaments en raison d’un transport altéré vers les cellules cibles.

33.4.3. Systèmes de transport intracellulaire. Dans le cytoplasme des cellules hépatiques et d'autres organes se trouvent des protéines porteuses, auparavant appelées Oui- Et Protéines Z ou ligandines. Il est désormais établi que ces protéines sont des isoenzymes différentes de la glutathion-S-transférase. Ces protéines lient un grand nombre de composés différents : bilirubine, acides gras, thyroxine, stéroïdes, cancérigènes, antibiotiques (benzylpénicilline, céfazoline, chloramphénicol, gentamicine). Ces transférases sont connues pour jouer un rôle dans le transport de ces substances du plasma sanguin vers le foie en passant par les hépatocytes.

5. Phases du métabolisme xénobiotique.

Le métabolisme des xénobiotiques comprend deux étapes (phases) :

1) phase de modification- le processus de modification de la structure d'un xénobiotique, à la suite duquel de nouveaux groupes polaires sont libérés ou apparaissent (hydroxyle, carboxylamine). Cela se produit à la suite de réactions d’oxydation, de réduction et d’hydrolyse. Les produits résultants deviennent plus hydrophiles que les substances de départ.

2) phase de conjugaison- le processus de fixation de diverses biomolécules à une molécule xénobiotique modifiée à l'aide de liaisons covalentes. Cela facilite l’élimination des xénobiotiques du corps.

96. Chaîne d'oxydation de la monooxygénase dans les membranes du réticulum endoplasmique des cellules hépatiques, composants, séquence de réactions, rôle dans le métabolisme des xénobiotiques et des composés naturels. Cytochrome P 450. Inducteurs et inhibiteurs des monooxygénases microsomales.

Le principal type de réactions de cette phase de biotransformation est oxydation microsomale. Cela se produit avec la participation d'enzymes de la chaîne de transport d'électrons monooxygénase. Ces enzymes sont intégrées dans les membranes du réticulum endoplasmique des hépatocytes (Figure 1).

La source d’électrons et de protons dans cette chaîne est NADPH+H+, qui se forme dans les réactions de la voie du pentose phosphate d’oxydation du glucose. L'accepteur intermédiaire de H+ et e- est une flavoprotéine contenant le coenzyme FAD. Le dernier maillon de la chaîne d’oxydation microsomale - le cytochrome P-450.

Le cytochrome P-450 est une protéine complexe, la chromoprotéine, contenant de l'hème comme groupe prothétique. Le cytochrome P-450 tire son nom du fait qu'il forme un complexe puissant avec le monoxyde de carbone CO, qui a un maximum d'absorption à 450 nm. Le cytochrome P-450 a une faible spécificité de substrat. Il peut interagir avec un grand nombre de substrats. La propriété commune à tous ces substrats est la non-polarité.

Le cytochrome P-450 active l'oxygène moléculaire et le substrat oxydable, modifiant leur structure électronique et facilitant le processus d'hydroxylation. Le mécanisme d'hydroxylation des substrats avec la participation du cytochrome P-450 est illustré à la figure 2.

Figure 2. Mécanisme d'hydroxylation du substrat avec la participation du cytochrome P-450.

Ce mécanisme peut être divisé en 5 étapes principales :

1. La substance oxydée (S) forme un complexe avec la forme oxydée du cytochrome P-450 ;

2. Ce complexe est réduit par un électron avec le NADPH ;

3. Le complexe réduit se combine avec la molécule O2 ;

4. Ô 2, dans le cadre du complexe, ajoute un autre électron au NADPH ;

5. Le complexe se décompose pour former une molécule H2O, une forme oxydée du cytochrome P-450 et un substrat hydroxylé (S-OH).

Contrairement à la chaîne respiratoire mitochondriale, le transfert d’électrons dans la chaîne monooxygénase n’accumule pas d’énergie sous forme d’ATP. L’oxydation microsomale est donc oxydation libre.

Dans la plupart des cas, l'hydroxylation des substances étrangères réduit leur toxicité. Cependant, dans certains cas, des produits aux propriétés cytotoxiques, mutagènes et cancérigènes peuvent se former.

97. Le rôle des reins dans le maintien de l'homéostasie du corps. Mécanismes d'ultrafiltration, de réabsorption tubulaire et de sécrétion. Hormones affectant la diurèse. Protéinurie physiologique et créatinurie chez l'enfant .

La fonction principale des reins est de maintenir un environnement interne constant du corps humain. Un apport sanguin abondant (en 5 minutes tout le sang circulant dans les vaisseaux passe par les reins) détermine la régulation efficace de la composition sanguine par les reins. Grâce à cela, la composition du liquide intracellulaire est maintenue. Avec la participation des reins, les opérations suivantes sont réalisées :

• élimination (excrétion) des produits finaux métaboliques. Les reins participent à l’élimination des substances du corps qui, si elles s’accumulent, inhibent l’activité enzymatique. Les reins éliminent également du corps les substances étrangères solubles dans l’eau ou leurs métabolites.
• régulation de la composition ionique des fluides corporels. Les cations et anions minéraux présents dans les fluides corporels sont impliqués dans de nombreux processus physiologiques et biochimiques. Si la concentration en ions n’est pas maintenue dans des limites relativement étroites, ces processus seront perturbés.
• régulation de la teneur en eau des fluides corporels (osmorégulation). Ceci est d'une grande importance pour maintenir la pression osmotique et le volume des fluides à un niveau stable.
• régulation de la concentration en ions hydrogène (pH) dans les fluides corporels. Le pH de l’urine peut fluctuer dans une large plage, ce qui garantit que le pH des autres fluides biologiques reste constant. Cela détermine le fonctionnement optimal des enzymes et la possibilité que les réactions qu’elles catalysent se produisent.
• régulation de la pression artérielle. Les reins synthétisent et libèrent dans le sang l'enzyme rénine, qui participe à la formation de l'angiotensine, un puissant vasoconstricteur.
• régulation de la glycémie. Dans le cortex rénal se produit la gluconéogenèse - la synthèse du glucose à partir de composés non glucidiques. Le rôle de ce processus augmente considérablement avec le jeûne prolongé et d’autres expositions extrêmes.
• Activation de la vitamine D. Un métabolite biologiquement actif de la vitamine D, le calcitriol, se forme dans les reins.
• Régulation de l'érythropoïèse. L'érythropoïétine est synthétisée dans les reins, ce qui augmente le nombre de globules rouges dans le sang.

34.2. Mécanismes des processus d'ultrafiltration, de réabsorption tubulaire et de sécrétion dans les reins.

1. ultrafiltration à travers les capillaires glomérulaires ;
2. réabsorption sélective du liquide dans le tubule proximal, l'anse de Henle, le tubule distal et le canal collecteur ;
3. sécrétion sélective dans la lumière des tubules proximaux et distaux, souvent associée à une réabsorption.

34.2.2. Ultrafiltration.À la suite de l'ultrafiltration, qui se produit dans les glomérules, toutes les substances d'un poids moléculaire inférieur à 68 000 Da sont éliminées du sang et un liquide appelé filtrat glomérulaire se forme. Les substances sont filtrées du sang dans les capillaires glomérulaires à travers des pores d'un diamètre d'environ 5 nm. Le débit d'ultrafiltration est assez stable et est d'environ 125 ml d'ultrafiltrat par minute. La composition chimique du filtrat glomérulaire est similaire à celle du plasma sanguin. Il contient du glucose, des acides aminés, des vitamines hydrosolubles, certaines hormones, de l'urée, de l'acide urique, de la créatine, de la créatinine, des électrolytes et de l'eau. Les protéines d'un poids moléculaire supérieur à 68 000 Da sont pratiquement absentes. L'ultrafiltration est un processus passif et aveugle, car outre les « déchets », les substances nécessaires à la vie sont également éliminées du sang. L'ultrafiltration dépend uniquement de la taille des molécules.

34.2.3. Réabsorption tubulaire. La réabsorption, ou la réabsorption de substances pouvant être utilisées par l'organisme, se produit dans les tubules. Dans les tubules contournés proximaux, plus de 80 % des substances sont réabsorbées, dont tout le glucose, presque tous les acides aminés, vitamines et hormones, environ 85 % du chlorure de sodium et de l'eau. Le mécanisme d'absorption peut être décrit à l'aide de l'exemple du glucose.

Avec la participation de Na+, K+-ATPase, situées sur la membrane basolatérale des cellules tubulaires, les ions Na+ sont transférés des cellules vers l'espace intercellulaire, puis de là dans le sang et éliminés du néphron. En conséquence, un gradient de concentration Na+ se crée entre le filtrat glomérulaire et le contenu des cellules tubulaires. Par diffusion facilitée, le Na+ du filtrat pénètre dans les cellules, et simultanément avec les cations, le glucose pénètre dans les cellules (à contre-courant du gradient de concentration !). Ainsi, la concentration de glucose dans les cellules des tubules rénaux devient plus élevée que dans le liquide extracellulaire, et les protéines porteuses facilitent la diffusion du monosaccharide dans l'espace intercellulaire, d'où il pénètre dans le sang.

Graphique 34.2. Le mécanisme de réabsorption du glucose dans les tubules proximaux des reins.

Composés de haut poids moléculaire - les protéines d'un poids moléculaire inférieur à 68 000, ainsi que les substances exogènes (par exemple, des agents radio-opaques) pénétrant dans la lumière tubulaire lors de l'ultrafiltration, sont extraites du filtrat par pinocytose se produisant à la base des microvillosités. Ils se trouvent à l’intérieur de vésicules pinocytotiques, auxquelles sont attachés des lysosomes primaires. Les enzymes hydrolytiques des lysosomes décomposent les protéines en acides aminés, qui sont soit utilisés par les cellules tubulaires elles-mêmes, soit diffusés dans les capillaires péritubulaires.

34.2.4. Sécrétion tubulaire. Le néphron possède plusieurs systèmes spécialisés qui sécrètent des substances dans la lumière du tubule en les transférant depuis le plasma sanguin. Les plus étudiés sont les systèmes responsables de la sécrétion de K+, H+, NH4+, d'acides organiques et de bases organiques.

Sécrétion de K + dans les tubules distaux - un processus actif associé à la réabsorption des ions Na+. Ce processus empêche la rétention de K+ dans l’organisme et le développement de l’hyperkaliémie. Les mécanismes de sécrétion de protons et d'ions ammonium sont principalement associés au rôle des reins dans la régulation de l'état acido-basique. Le système impliqué dans la sécrétion d’acides organiques est lié à l’élimination des médicaments et autres substances étrangères du corps. Cela est évidemment dû à la fonction du foie, qui assure la modification de ces molécules et leur conjugaison avec l'acide glucuronique ou le sulfate. Les deux types de conjugués ainsi formés sont activement transportés par un système qui reconnaît et sécrète des acides organiques. Étant donné que les molécules conjuguées ont une polarité élevée, après avoir été transférées dans la lumière du néphron, elles ne peuvent plus diffuser et sont excrétées dans l'urine.

34.3. Mécanismes hormonaux régulant la fonction rénale

34.3.1. La régulation de la formation d’urine en réponse aux signaux osmotiques et autres implique :

a) hormone antidiurétique ;

b) système rénine-angiotensine-aldostérone ;

c) le système de facteurs natriurétiques auriculaires (système atriopeptide).

34.3.2. Hormone antidiurétique (ADH, vasopressine). L'ADH est synthétisée principalement dans l'hypothalamus en tant que protéine précurseur et s'accumule dans les terminaisons nerveuses de l'hypophyse postérieure, à partir desquelles l'hormone est sécrétée dans la circulation sanguine.

Le signal de la sécrétion d’ADH est une augmentation de la pression osmotique sanguine. Cela peut se produire lorsque vous ne buvez pas assez d’eau, transpirez beaucoup ou après avoir mangé beaucoup de sel. Les cellules cibles de l’ADH sont les cellules des tubules rénaux, les cellules des muscles lisses vasculaires et les cellules du foie.

L'effet de l'ADH sur les reins est de retenir l'eau dans l'organisme en stimulant sa réabsorption dans les tubules distaux et les canaux collecteurs. L'interaction de l'hormone avec le récepteur active l'adénylate cyclase et stimule la formation d'AMPc. Sous l'action de la protéine kinase dépendante de l'AMPc, les protéines membranaires faisant face à la lumière du tubule sont phosphorylées. Cela donne à la membrane la capacité de transporter de l’eau sans ions dans les cellules. L'eau s'écoule selon un gradient de concentration, car l'urine tubulaire est hypotonique par rapport au contenu de la cellule.

Après avoir bu une grande quantité d’eau, la pression osmotique du sang diminue et la synthèse d’ADH s’arrête. Les parois des tubules distaux deviennent imperméables à l'eau, la réabsorption d'eau diminue et, par conséquent, un grand volume d'urine hypotonique est excrété.

La maladie causée par un déficit en ADH est appelée diabète insipide. Il peut se développer avec des infections virales neurotropes, des traumatismes crâniens et des tumeurs hypothalamiques. Le principal symptôme de cette maladie est une forte augmentation de la diurèse (jusqu'à 10 litres ou plus par jour) avec une densité relative réduite (1,001-1,005) de l'urine.

34.3.3. Rénine-angiotensine-aldostérone. Le maintien d'une concentration stable d'ions sodium dans le sang et du volume de sang circulant est régulé par le système rénine-angiotensine-aldostérone, qui affecte également la réabsorption de l'eau. La diminution du volume sanguin provoquée par la perte de sodium stimule un groupe de cellules situées dans les parois des artérioles afférentes : l'appareil juxtaglomérulaire (JGA). Il comprend des cellules réceptrices et sécrétoires spécialisées. L'activation de JGA conduit à la libération de l'enzyme protéolytique rénine par ses cellules sécrétoires. La rénine est également libérée par les cellules en réponse à une diminution de la pression artérielle.

La rénine agit sur l'angiotensinogène (fraction protéine a2-globuline) et le clive pour former le décapeptide angiotensine I. Ensuite, une autre enzyme protéolytique clive les deux résidus d'acides aminés terminaux de l'angiotensine I pour former l'angiotensine II. Cet octapeptide est l’un des agents les plus actifs favorisant la constriction des vaisseaux sanguins, notamment des artérioles. En conséquence, la pression artérielle augmente et le débit sanguin rénal ainsi que la filtration glomérulaire diminuent.

De plus, l'angiotensine II stimule la sécrétion de l'hormone aldostérone par les cellules du cortex surrénalien. L'aldostérone, une hormone à action directe, a un effet sur le tube contourné distal du néphron. Cette hormone induit la synthèse dans les cellules cibles :

a) protéines impliquées dans le transport de Na+ à travers la surface luminale de la membrane cellulaire ;

b) Non + ,K+ -ATPase, intégrée dans la membrane contreluminale et impliquée dans le transport du Na+ des cellules tubulaires vers le sang ;

c) des enzymes mitochondriales, par exemple la citrate synthase ;

d) des enzymes impliquées dans la formation de phospholipides membranaires, qui facilitent le transport de Na+ dans les cellules tubulaires.

Ainsi, l’aldostérone augmente le taux de réabsorption de Na+ par les tubules rénaux (les ions Na+ sont suivis passivement par les ions Cl–) et finalement la réabsorption osmotique de l’eau stimule le transfert actif de K+ du plasma sanguin vers l’urine.

34.3.4. Facteurs natriurétiques auriculaires. Les cellules musculaires auriculaires synthétisent et sécrètent dans le sang des hormones peptidiques qui régulent la diurèse, l'excrétion urinaire des électrolytes et le tonus vasculaire. Ces hormones sont appelées atriopeptides (du mot oreillette - oreillette).

Les atriopeptides de mammifères, quelle que soit leur taille moléculaire, ont une structure caractéristique commune. Dans tous ces peptides, la liaison disulfure entre deux résidus de cystéine forme une structure cyclique à 17 chaînons. Cette structure cyclique est nécessaire à la manifestation de l'activité biologique : la réduction du groupe disulfure entraîne une perte des propriétés actives. Deux chaînes peptidiques s'étendent à partir des résidus de cystéine, représentant les régions N- et C-terminales de la molécule. Les atriopeptides diffèrent les uns des autres par le nombre de résidus d'acides aminés dans ces zones.

Graphique 34.3. Schéma de la structure du peptide α-natriurétique.

Des protéines réceptrices spécifiques des atriopeptides sont situées sur la membrane plasmique du foie, des reins et des glandes surrénales, ainsi que sur l'endothélium vasculaire. L'interaction des atriopeptides avec les récepteurs s'accompagne de l'activation de la guanylate cyclase liée à la membrane, qui convertit le GTP en guanosine monophosphate cyclique (cGMP).

Dans les reins, sous l'influence des atriopeptides, la filtration glomérulaire et la diurèse augmentent, ainsi que l'excrétion de Na+ dans l'urine. Dans le même temps, la pression artérielle diminue, le tonus des organes musculaires lisses diminue et la sécrétion d'aldostérone est inhibée.

Ainsi, normalement, les deux systèmes de régulation - l'atriopeptide et la rénine-angiotensine - s'équilibrent mutuellement. Les perturbations de cet équilibre sont associées à des conditions pathologiques graves - hypertension artérielle due à une sténose de l'artère rénale, insuffisance cardiaque.

Ces dernières années, de plus en plus de rapports sont apparus sur l'utilisation d'hormones atriopeptides dans l'insuffisance cardiaque, déjà aux premiers stades de laquelle il y a une diminution de la production de cette hormone.

98. Les biopolymères les plus importants du tissu conjonctif et de la matrice intercellulaire (collagène, élastine, protéoglycanes), composition, structure spatiale, biosynthèse, fonctions.

Les principaux composants de la matrice intercellulaire sont les protéines structurelles collagène et élastine, les glycosaminoglycanes, les protéoglycanes, ainsi que les protéines structurelles non collagènes (fibronectine, laminine, ténascine, ostéonectine, etc.). Les collagènes sont une famille de protéines fibrillaires apparentées sécrétées par les cellules du tissu conjonctif. Les collagènes sont les protéines les plus courantes non seulement dans la matrice intercellulaire, mais aussi dans le corps dans son ensemble ; ils représentent environ 1/4 de toutes les protéines du corps humain. Les molécules de collagène sont constituées de trois chaînes polypeptidiques appelées chaînes α. Plus de 20 chaînes α ont été identifiées, dont la plupart contiennent 1 000 résidus d'acides aminés, mais les chaînes diffèrent légèrement par la séquence d'acides aminés. Les collagènes peuvent contenir trois chaînes identiques ou différentes. La structure primaire des chaînes α du collagène est inhabituelle, puisqu'un acide aminé sur trois dans la chaîne polypeptidique est représenté par la glycine, environ 1/4 des résidus d'acides aminés sont de la proline ou de la 4-hydroxyproline et environ 11 % sont de l'alanine. La structure primaire de la chaîne α du collagène contient également un acide aminé inhabituel : l'hydroxylysine. Les chaînes polypeptidiques spiralées, s'entrelaçant les unes autour des autres, forment une molécule superhélicoïdale droite à trois brins - le tropocollagène. Synthèse et maturation : hydroxylation de la proline et de la lysine pour former de l'hydroxyproline (Hyp) et de l'hydroxylysine (Hyl) ; glycosylation de l'hydroxylysine; protéolyse partielle - clivage du peptide « signal », ainsi que des propeptides N- et C-terminaux ; formation d'une triple hélice. Les collagènes sont les principaux composants structurels des organes et tissus soumis à des contraintes mécaniques (os, tendons, cartilages, disques intervertébraux, vaisseaux sanguins) et participent également à la formation du stroma des organes parenchymateux.

L'élastine a des propriétés semblables à celles du caoutchouc. Les fils d'élastine contenus dans le tissu pulmonaire, dans les parois des vaisseaux sanguins et dans les ligaments élastiques peuvent être étirés plusieurs fois par rapport à leur longueur normale, mais une fois la charge retirée, ils reprennent une conformation pliée. L'élastine contient environ 800 résidus d'acides aminés, parmi lesquels prédominent les acides aminés à radicaux non polaires, tels que la glycine, la valine et l'alanine. L'élastine contient beaucoup de proline et de lysine, mais seulement un peu d'hydroxyproline ; L'hydroxylysine est totalement absente. Les protéoglycanes sont des composés de haut poids moléculaire constitués de protéines (5 à 10 %) et de glycosaminoglycanes (90 à 95 %). Ils constituent la substance principale de la matrice intercellulaire du tissu conjonctif et peuvent représenter jusqu'à 30 % de la masse sèche du tissu. Le principal protéoglycane de la matrice cartilagineuse est appelé agrécane. Il s'agit d'une très grosse molécule dans laquelle jusqu'à 100 chaînes de sulfates de chondroïtine et environ 30 chaînes de sulfates de kératane (pinceau) sont attachées à une chaîne polypeptidique. Dans le tissu cartilagineux, les molécules d'aggrécane s'agrègent en agrégats avec l'acide haluronique et une petite protéine de liaison.

Les petits protéoglycanes sont des protéoglycanes de faible poids moléculaire. On les trouve dans le cartilage, les tendons, les ligaments, les ménisques, la peau et d'autres types de tissus conjonctifs. Ces protéoglycanes ont une petite protéine centrale à laquelle sont attachées une ou deux chaînes de glycosaminoglycanes. Les plus étudiés sont la décorine, le biglycane, la fibromoduline, le lumican et le perlecan. Ils peuvent se lier à d’autres composants du tissu conjonctif et affecter leur structure et leur fonction. Par exemple, la décorine et la fibromoduline se lient aux fibrilles de collagène de type II et limitent leur diamètre. Les protéoglycanes des membranes basales sont caractérisés par une hétérogénéité importante. Il s’agit principalement de protéoglycanes contenant de l’héparane sulfate (HSPG).

99. Caractéristiques du métabolisme des muscles squelettiques et du myocarde : caractéristiques des principales protéines, mécanismes moléculaires de contraction musculaire, apport énergétique de la contraction musculaire.

Le tissu musculaire représente 40 à 42 % du poids corporel. La principale fonction dynamique des muscles est d’assurer la mobilité par la contraction et la relaxation ultérieure. Lorsque les muscles se contractent, un travail consiste à convertir l’énergie chimique en énergie mécanique.

Il existe trois types de tissus musculaires : les tissus musculaires squelettiques, cardiaques et lisses.

Il existe également une division en muscles lisses et striés (striés). En plus des muscles squelettiques, les muscles striés comprennent les muscles de la langue et du tiers supérieur de l'œsophage, les muscles externes du globe oculaire et quelques autres. Morphologiquement, le myocarde appartient aux muscles striés, mais selon un certain nombre d'autres caractéristiques, il occupe une position intermédiaire entre les muscles lisses et striés.

ORGANISATION MORPHOLOGIQUE DU MUSCLE TRAVERSÉ

Le muscle strié est constitué de nombreuses fibres allongées ou cellules musculaires. Les nerfs moteurs pénètrent dans la fibre musculaire en différents points et lui transmettent une impulsion électrique, provoquant une contraction. La fibre musculaire est généralement considérée comme une cellule multinucléée de taille géante, recouverte d'une membrane élastique - le sarcolemme (Fig. 20.1). Le diamètre d'une fibre musculaire striée fonctionnellement mature est généralement compris entre 10 et 100 µm, et la longueur de la fibre correspond souvent à la longueur du muscle.

Dans chaque fibre musculaire du sarcoplasme semi-liquide, sur toute la longueur de la fibre, se trouvent, souvent sous forme de faisceaux, de nombreuses formations filiformes - myofibrilles (leur épaisseur est généralement inférieure à 1 micron), qui, comme l'ensemble la fibre dans son ensemble présente des stries transversales. La striation transversale de la fibre, qui dépend de l'hétérogénéité optique des substances protéiques localisées dans toutes les myofibrilles au même niveau, est facilement détectée lors de l'examen des fibres musculaires squelettiques au microscope polarisant ou à contraste de phase.

Le tissu musculaire des animaux adultes et des humains contient de 72 à 80 % d'eau. Environ 20 à 28 % de la masse musculaire est constituée de matière sèche, principalement des protéines. Outre les protéines, le résidu sec comprend du glycogène et d'autres glucides, divers lipides, des substances extractives contenant de l'azote, des sels d'acides organiques et inorganiques et d'autres composés chimiques.

L'élément répétitif de la myofibrille striée est le sarcomère - une section de la myofibrille dont les limites sont des lignes Z étroites. Chaque myofibrille est constituée de plusieurs centaines de sarcomères. La longueur moyenne des sarcomères est de 2,5 à 3,0 µm. Au milieu du sarcomère se trouve une zone de 1,5 à 1,6 µm de long, sombre au microscope à contraste de phase. En lumière polarisée, il présente une forte biréfringence. Cette zone est habituellement appelée disque A (disque anisotrope). Au centre du disque A se trouve une ligne M, qui ne peut être observée qu'au microscope électronique. La partie médiane du disque A est occupée par la zone H de biréfringence plus faible. Il existe enfin des disques isotropes, ou disques I, à très faible biréfringence. Au microscope à contraste de phase, ils apparaissent plus légers que les disques A. La longueur des disques I est d'environ 1 µm. Chacun d'eux est divisé en deux moitiés égales par une membrane Z, ou ligne Z.

Les protéines qui composent le sarcoplasme sont des protéines solubles dans les milieux salins à faible force ionique. La division précédemment acceptée des protéines sarcoplasmiques en myogène, globuline X, myoalbumine et protéines pigmentaires a largement perdu son sens, puisque l'existence de la globuline X et du myogène en tant que protéines individuelles est actuellement niée. Il a été établi que la globuline X est un mélange de diverses substances protéiques possédant les propriétés des globulines. Le terme « myogène » est aussi un concept collectif. En particulier, les protéines du groupe myogène comprennent un certain nombre de protéines dotées d'une activité enzymatique : par exemple les enzymes glycolytiques. Les protéines sarcoplasmiques comprennent également le pigment respiratoire myoglobine et diverses protéines enzymatiques, localisées principalement dans les mitochondries et catalysant les processus de respiration tissulaire, de phosphorylation oxydative, ainsi que de nombreux aspects du métabolisme de l'azote et des lipides. Récemment, un groupe de protéines sarcoplasmiques a été découvert : les par-valbumines, capables de lier les ions Ca2+. Leur rôle physiologique reste flou.

Le groupe des protéines myofibrillaires comprend la myosine, l'actine et l'actomyosine - des protéines solubles dans les milieux salins à haute force ionique, et les protéines dites régulatrices : tropomyosine, troponine, α- et β-actinine, qui forment un complexe unique avec l'actomyosine dans le muscle. Les protéines myofibrillaires répertoriées sont étroitement liées à la fonction contractile des muscles.

Voyons à quoi se résument les idées sur le mécanisme d'alternance de contraction et de relaxation musculaire. Il est actuellement admis que le cycle biochimique de contraction musculaire se compose de 5 étapes (Fig. 20.8) :

1) la « tête » de myosine peut hydrolyser l'ATP en ADP et H3PO4 (Pi), mais n'assure pas la libération des produits d'hydrolyse. Par conséquent, ce processus est de nature plus stoechiométrique que catalytique (voir figure) ;

3) cette interaction assure la libération d'ADP et de H3PO4 du complexe actine-myosine. La liaison actomyosine a l'énergie la plus faible à un angle de 45°, donc l'angle de la myosine avec l'axe des fibrilles passe de 90° à 45° (environ) et l'actine se déplace (de 10 à 15 nm) vers le centre du sarcomère ( voir figure);

4) une nouvelle molécule d'ATP se lie au complexe myosine-F-actine

5) le complexe myosine-ATP a une faible affinité pour l’actine, et donc la « tête » de myosine (ATP) est séparée de la F-actine. La dernière étape est la relaxation elle-même, qui dépend clairement de la liaison de l'ATP au complexe actine-myosine (voir Fig. 20.8, e). Puis le cycle reprend.

100. Caractéristiques du métabolisme dans le tissu nerveux. Molécules biologiquement actives du tissu nerveux.

Caractéristiques du métabolisme dans le tissu nerveux : beaucoup de lipides, peu de glucides, pas de réserve, échange élevé d'acides dicarboxyliques, le glucose est la principale source d'énergie, peu de glycogène, le cerveau dépend donc de l'apport de glucose dans le sang, échanges respiratoires intenses, l'oxygène est utilisé en permanence et le niveau ne change pas , les processus métaboliques sont isolés en raison de la barrière hémato-encéphalique, de la sensibilité élevée à l'hypoxie et à l'hypoglycémie. protéines neurospécifiques (NSP) - molécules biologiquement actives spécifiques aux tissus nerveux et remplissant des fonctions caractéristiques du système nerveux. Protéine basique de myéline. Enolase spécifique aux neurones. Protéine S-100, etc.

101. La relation entre le métabolisme des acides aminés, des graisses et des glucides. Schéma de transformations du glucose et des acides aminés en graisses. Schéma de synthèse du glucose à partir d'acides aminés. Schéma de formation du squelette carboné des acides aminés à partir des glucides et du glycérol.

La transformation la plus importante des acides gras a lieu dans le foie, à partir duquel sont synthétisées les graisses caractéristiques de ce type d'animal. Sous l'action de l'enzyme lipase, les graisses sont décomposées en acides gras et en glycérol. Le sort du glycérol est similaire à celui du glucose. Sa transformation commence avec la participation de l'ATP et se termine par une décomposition en acide lactique, suivie d'une oxydation en dioxyde de carbone et en eau. Parfois, si nécessaire, le foie peut synthétiser du glycogène à partir de l'acide lactique. Le foie synthétise également des graisses et des phosphatides, qui pénètrent dans le sang et sont transportés dans tout le corps. Il joue un rôle important dans la synthèse du cholestérol et de ses esters. Lorsque le cholestérol est oxydé, des acides biliaires se forment dans le foie, qui sont sécrétés avec la bile et participent au processus digestif.

102. Valeur diagnostique de la détermination des métabolites dans le sang et l'urine.

Le glucose se trouve normalement dans l'urine d'une personne en bonne santé à des doses extrêmement faibles, environ 0,03 à 0,05 g/l. Glycosurie pathologique : diabète rénal, diabète sucré, pancréatite aiguë, hyperthyroïdie, diabète stéroïdien, syndrome de dumping, infarctus du myocarde, brûlures, lésions rénales tubulo-interstitielles, syndrome de Cushing. Les protéines ne doivent pas être présentes dans l’urine d’une personne en bonne santé. Protéinurie pathologique : avec maladie des voies urinaires (exsudation inflammatoire), avec pathologie rénale (lésions des glomérules), diabète, divers types de maladies infectieuses, intoxications, etc. Normalement, la teneur en urée varie de 333 à 587 mmol/jour (de 20 à 35 g/jours). Si le taux d'urée est dépassé, de la fièvre, un hyperfonctionnement de la glande thyroïde et une anémie pernicieuse sont diagnostiqués après certains médicaments. Une diminution de l'urée est observée en cas de toxémie, d'ictère, de cirrhose du foie, de maladie rénale, pendant la grossesse, en cas d'insuffisance rénale, lors d'un régime pauvre en protéines. Un test urinaire d'acide urique est prescrit en cas de suspicion de carence en acide folique, de diagnostic de troubles du métabolisme des purines, de maladies du sang, de diagnostic de maladies endocriniennes, etc. Avec des valeurs réduites d'acide urique, un test urinaire détermine une atrophie musculaire croissante, une xanthinurie, du plomb. intoxication, prise d'iodure de potassium, de quinine, d'atropine, en cas de carence en acide folique. Des taux élevés d'acide urique sont observés dans les épilapsies, l'hépatite virale, la cystinose, le syndrome de Lesch-Negan, la pneumonie lobaire, la drépanocytose, la maladie de Wilson-Konovalov et l'olycythémie vraie. La créatinine dans l'analyse d'urine chez l'adulte varie de 5,3 chez la femme et de 7,1 chez l'homme à 15,9 et 17,7 mmol/jour, respectivement. Cet indicateur est utilisé pour évaluer la fonction rénale, il est également prescrit pour la grossesse, le diabète, les maladies des glandes endocrines, la perte de poids et les maladies rénales aiguës et chroniques. Des valeurs accrues par rapport à la norme se produisent lors d'une activité physique, de diabète sucré, d'un régime protéiné, d'anémie, d'une augmentation du métabolisme, d'infections, de grossesse, de brûlures, d'hypothyroïdie, d'intoxication au monoxyde de carbone, etc. Valeurs de créatinine réduites avec un régime végétarien, leucémie, paralysie, dystrophie musculaire, divers types maladies inflammatoires impliquant les muscles, etc. Des analyses d'urine pour le phosphore sont prescrites pour les maladies du système squelettique, des reins, des glandes parathyroïdes, l'immobilisation et le traitement à la vitamine D. Si le niveau dépasse la norme, la leucémie, on diagnostique une prédisposition à la formation de calculs urinaires, le rachitisme, des lésions des tubules rénaux, une acidose non rénale, une hyperparathyroïdie, une hypophosphatémie familiale. Lorsque le niveau diminue, sont diagnostiqués : diverses maladies infectieuses (par exemple tuberculose), parathyroïdectomie, métastases osseuses, acromégalie, hypoparathyroïdie, atrophie jaune aiguë, etc. L'analyse est prescrite pour la pathologie du système cardiovasculaire, la pathologie neurologique et l'insuffisance rénale. Lorsque la teneur en magnésium augmente par rapport à la norme, on détermine : l'alcoolisme, le syndrome de Bartter, la maladie d'Addison, les stades précoces de la maladie rénale chronique, etc. Diminution : teneur insuffisante en magnésium dans les aliments, pancréatite, diarrhée aiguë ou chronique, déshydratation, syndrome de malabsorption , etc. Un test de calcium est prescrit pour l'évaluation des glandes parathyroïdes, le diagnostic du rachitisme, de l'ostéoporose, des maladies osseuses, des maladies de la thyroïde et de l'hypophyse. L'activité normale est de 10 à 1 240 unités/l. L'analyse est prescrite pour les infections virales, les lésions du pancréas et des glandes parotides et le diabète décompensé.

Test sanguin biochimique standard.

Le glucose peut être réduit dans certaines maladies endocriniennes et dysfonctionnements hépatiques. Une augmentation des taux de glucose est observée dans le diabète sucré. La bilirubine peut déterminer le fonctionnement du foie. Une augmentation du taux de bilirubine totale est un symptôme de jaunisse, d'hépatite et de blocage des voies biliaires. Si la teneur en bilirubine conjuguée augmente, il est fort probable que le foie soit malade. Le niveau de protéines totales diminue en cas de maladies du foie et des reins, de processus inflammatoires prolongés et de jeûne. Une augmentation de la teneur totale en protéines peut être observée dans certaines maladies du sang, maladies et affections accompagnées de déshydratation. Une baisse des taux d'albumine peut indiquer une maladie du foie, des reins ou des intestins. Habituellement, cet indicateur est réduit dans le diabète sucré, les allergies graves, les brûlures et les processus inflammatoires. Une augmentation du taux d'albumine est le signe de troubles du système immunitaire ou du métabolisme. Une augmentation du niveau de gamma-globulines indique la présence d'une infection et d'une inflammation dans le corps. Une diminution peut indiquer un déficit immunitaire. Une augmentation de la teneur en α1-globulines est observée lors de processus inflammatoires aigus. Le niveau d'α2-globulines peut augmenter lors de processus inflammatoires et tumoraux, de maladies rénales et diminuer lors de pancréatite et de diabète sucré. Une modification de la quantité de β-globulines est généralement observée en cas de troubles du métabolisme des graisses. La teneur en protéine C-réactive augmente lors de processus inflammatoires, d'infections et de tumeurs. La détermination de cet indicateur est d'une grande importance pour les rhumatismes et la polyarthrite rhumatoïde. Une augmentation du taux de cholestérol signale le développement de l'athérosclérose, des maladies coronariennes, des maladies vasculaires et des accidents vasculaires cérébraux. Les niveaux de cholestérol augmentent également avec le diabète, les maladies rénales chroniques et la diminution de la fonction thyroïdienne. Le taux de cholestérol devient inférieur à la normale en cas d'augmentation de la fonction thyroïdienne, d'insuffisance cardiaque chronique, de maladies infectieuses aiguës, de tuberculose, de pancréatite aiguë et de maladies du foie, de certains types d'anémie et d'épuisement. Si la teneur en β-lipoprotéines est inférieure à la normale, cela indique un dysfonctionnement hépatique. Un niveau élevé de cet indicateur indique l'athérosclérose, une altération du métabolisme des graisses et un diabète sucré. Les triglycérides augmentent avec la maladie rénale et la diminution de la fonction thyroïdienne. Une forte augmentation de cet indicateur indique une inflammation du pancréas. Une augmentation des niveaux d'urée indique une maladie rénale. Une augmentation des taux de créatinine indique une insuffisance rénale, un diabète et des maladies des muscles squelettiques. Le taux d'acide urique dans le sang peut augmenter en cas de goutte, de leucémie, d'infections aiguës, de maladies du foie, de calculs rénaux, de diabète sucré, d'eczéma chronique, de psoriasis. Une modification du taux d'amylase indique une pathologie pancréatique. Une augmentation de la phosphatase alcaline indique des maladies du foie et des voies biliaires. Une insuffisance hépatique est indiquée par une augmentation d'indicateurs tels que ALT, AST, γ-GT. Une modification de la concentration de phosphore et de calcium dans le sang indique une violation du métabolisme minéral, qui se produit en cas de maladies rénales, de rachitisme et de certains troubles hormonaux.

L'hormone parathyroïdienne affecte le tissu osseux, les reins et le tractus gastro-intestinal. En agissant sur ces tissus, l'hormone augmente la concentration de Ca2+ et réduit la concentration de phosphates inorganiques dans le sang.

Dans le plasma sanguin, le calcium est présent sous trois formes : en complexe avec des acides organiques et inorganiques, sous forme liée aux protéines et sous forme ionisée. La forme biologiquement active est le calcium ionisé (Ca2+). Il régule un certain nombre de processus biochimiques et physiologiques importants mentionnés précédemment. De plus, pour la minéralisation osseuse, il est nécessaire de maintenir certaines concentrations de Ca2+ et de phosphate (PO43-) dans le liquide extracellulaire et le périoste. Avec une présence suffisante de Ca2+ dans les aliments, l'hormone parathyroïdienne maintient son niveau requis dans le liquide extracellulaire, régulant l'absorption de Ca2+ dans l'intestin en stimulant la formation de la forme active de la vitamine D dans les reins - 1,25-dihydroxycalciférol ou calcitriol. En cas d'apport insuffisant de Ca2+ dans l'organisme, son taux normal dans le sérum est rétabli par un système de régulation complexe : par l'action directe de l'hormone parathyroïdienne sur les reins et les os et indirectement (par stimulation de la synthèse du calcitriol) sur l'intestin. muqueuse.

L'effet de l'hormone parathyroïdienne sur les reins se manifeste par son effet direct sur le transport des ions, ainsi que par la régulation de la synthèse du calcitriol.

L'hormone augmente la réabsorption tubulaire de Ca2 + et de Mgf + et inhibe fortement la réabsorption des phosphates, augmentant leur excrétion dans l'urine (phosphaturie), en outre, elle augmente l'excrétion des ions K +, Na + et des bicarbonates.

Un autre effet important de l'hormone parathyroïdienne sur les reins est de stimuler la synthèse du calcitriol dans cet organe, qui régule également le métabolisme du Ca2+ : améliore l'absorption du Ca2+ et des phosphates dans l'intestin, mobilise le Ca2+ du tissu osseux et augmente sa réabsorption dans les tubules rénaux. Tous ces processus contribuent à une augmentation des taux de Ca2+ et à une diminution des taux de phosphate dans le sérum sanguin.

Une étude des mécanismes moléculaires de l'action de l'hormone parathyroïdienne sur les reins a montré qu'elle active l'adénylate cyclase stimulant l'hormone parathyroïdienne, qui est située sur la membrane contreluminale (basolatérale, c'est-à-dire la surface du tubule retournée au sang) des cellules tubulaires rénales. . Puisque les protéines kinases sont situées sur la membrane luminale, l'AMPc généré traverse la cellule et active les protéines kinases de la membrane luminale faisant face à la lumière du tubule, ce qui provoque la phosphorylation d'une ou plusieurs protéines impliquées dans le transport des ions.

L'hormone parathyroïdienne agit plus rapidement sur les reins, mais plus fortement sur le tissu osseux. L'effet de l'hormone sur le tissu osseux se manifeste par une augmentation de la libération de Ca2 + de la matrice osseuse, de phosphates, de protéoglycanes et d'hydroxyproline - le composant le plus important du collagène de la matrice osseuse, qui est un indicateur de sa dégradation. L’effet global de l’hormone parathyroïdienne se manifeste par une destruction osseuse, mais à faibles concentrations, l’hormone parathyroïdienne présente un effet anabolisant. Il augmente les niveaux d'AMPc et (dans les premiers stades de son action) l'absorption de Ca2+. Les récepteurs de l'hormone parathyroïdienne sont situés sur les ostéoblastes qui, sous l'influence de l'hormone, commencent à produire un activateur d'ostéoclastes, ce qui modifie la morphologie et la biochimie de ces derniers de telle sorte qu'ils acquièrent la capacité de détruire les os. Les enzymes protéolytiques et les acides organiques (lactate, citrate) sont libérés par l'os. Ainsi, avant la résorption osseuse, le Ca2+ pénètre dans la cellule de résorption osseuse.

L'effet de l'hormone parathyroïdienne sur le tissu osseux dépend également du calcitriol.

Dans l'intestin, l'hormone parathyroïdienne améliore le transport à travers la muqueuse et l'entrée dans le sang du Ca2+ et des phosphates. Cet effet est associé à la formation de la forme active de la vitamine D.

PARATEHORMONE(Grec, para à propos de + Lat. thyroïde glande thyroïde + hormone[s] ; syn. : hormone parathyroïdienne, parathyroïdocrine, parathyrine) est une hormone polypeptidique produite par les glandes parathyroïdes et régule le métabolisme du calcium et du phosphore. P. augmente la teneur en calcium et réduit la teneur en phosphore (phosphate) dans le sang (voir Métabolisme minéral). L'antagoniste de P. est la calcitonine (voir), qui provoque une diminution de la concentration de calcium dans le sang. Les organes cibles de P. sont le squelette et les reins ; en outre, P. a un effet sur les intestins, où il améliore l'absorption du calcium. Dans les os, P. active les processus de résorption. La résorption du minéral osseux - l'oxyapatite - s'accompagne de l'entrée de calcium et de phosphate dans le sang. Cet effet de P. est associé à une augmentation des taux de calcium dans le sang (voir Hypercalcémie). Simultanément à la dissolution du minéral osseux, il se produit également une résorption de la matrice organique de l'os, constituée de ch. arr. à partir de fibres de collagène et de glycosaminoglycanes. Cela conduit notamment à une augmentation de l'excrétion urinaire d'hydroxyproline, un composant typique du collagène (voir). Dans les reins, P. réduit significativement la réabsorption du phosphate dans les parties distales du néphron et augmente légèrement la réabsorption du calcium. Une augmentation significative de l’excrétion urinaire de phosphate entraîne une diminution des taux de phosphore dans le sang. Malgré une certaine augmentation de la réabsorption du calcium dans les tubules rénaux sous l'influence de P., l'excrétion du calcium dans les urines due à une hypercalcémie qui augmente rapidement augmente finalement. Un aspect important de l'effet de P. sur les reins est la stimulation de la formation du métabolite actif de la vitamine D - le 1,25-dioxycholécalciférol. Ce composé augmente l'absorption du calcium par l'intestin dans une bien plus grande mesure que la vitamine D elle-même. Ainsi, l'effet de P. sur l'absorption du calcium par l'intestin peut ne pas être direct, mais indirect.

Selon la chimie La structure de P. est un polypeptide à chaîne unique constitué de 84 résidus d'acides aminés et ayant une mol. poids (masse) env. 9500. La séquence des résidus d'acides aminés a été complètement déchiffrée pour P. des bovins et des porcs ; dans la molécule P. humaine, la séquence des 37 acides aminés de la partie N-terminale de la chaîne polypeptidique a été établie. Les différences entre espèces dans la molécule P. sont insignifiantes. Chimie effectuée. synthèse d'un fragment de la molécule P. chez l'homme et l'animal, contenant 34 résidus d'acides aminés et possédant en grande partie le biol, l'activité du P. natif, c'est-à-dire il a été prouvé que pour la manifestation de l’activité de biol, P., la présence de la totalité de sa molécule n’est pas nécessaire.

La biosynthèse de P. commence par la synthèse de son précurseur - l'hormone préproparée (un polypeptide constitué de 115 résidus d'acides aminés chez les bovins). À la suite de l'action d'enzymes protéolytiques spécifiques, un peptide de 25 acides aminés est clivé de l'extrémité N-terminale de la molécule précurseur de P. et un produit hormonalement inactif se forme - l'hormone proparathyroïdienne, qui, après clivage protéolytique du N -hexapeptide terminal, est converti en P. actif, sécrété dans le sang.

La sécrétion de P. est régulée par la concentration de Ca2+ ionisé dans le sang selon le principe de rétroaction : lorsque la concentration d'ions Ca2+ diminue, la libération dans le sang de P. augmente et vice versa.

Les principaux sites du catabolisme de P. sont les reins et le foie ; la demi-vie du P. actif dans le sang est d'env. 18 minutes. Dans le sang, P. se décompose rapidement en fragments (peptides et oligopeptides), dont une partie importante possède les propriétés antigéniques de l'hormone, mais est dépourvue de son activité biologique.

Au stade initial de l'action de P., comme d'autres hormones protéiques-peptidiques (voir), un récepteur spécifique de la membrane plasmique des cellules cibles, l'enzyme adénylate cyclase (EC 4.6.1.1), cyclique 3,5"-AMP et la protéine kinase (EC) participent. 2.7.1.37). L'activation de l'adénylate cyclase conduit à la formation de 3,5"-AMP cyclique à l'intérieur des cellules, qui active l'enzyme protéine kinase, qui effectue la réaction de phosphorylation de protéines fonctionnellement importantes, et « déclenche » ainsi un certain nombre de réactions biochimiques qui finissent par déterminer l'effet physiologique de P. Une augmentation de la teneur en P. dans le sang avec hyperparathyroïdie de toute étiologie (voir Hyperparathyroïdie) provoque une perturbation du métabolisme phosphore-calcium, une libération accrue de calcium par les os, une excrétion anormalement élevée dans l'urine, et hypercalcémie à des degrés divers.

En cas de déficit ou d'absence totale de P., le tableau des troubles du métabolisme phosphore-calcium est opposé au tableau des troubles de ce métabolisme dans l'hyperparathyroïdie. Une diminution de la teneur en calcium du liquide extracellulaire entraîne une forte augmentation de l'excitabilité du système neuromusculaire et, par conséquent, peut conduire à la tétanie (voir).

Biol, les méthodes de détermination de P. reposent sur sa capacité à augmenter la teneur en calcium dans le sang des animaux de laboratoire (rats parathyroïdectomisés, poulets, chiens), ainsi qu'à augmenter leur excrétion de phosphate et de 3,5"-AMP cyclique dans les urines. De plus, biol, un test pour P. est une augmentation de la résorption du tissu osseux in vitro sous son influence, une stimulation de l'activité de l'adénylate cyclase dans le cortex rénal, une augmentation de la concentration de 3,5"-AMP cyclique endogène dans le tissu osseux ou suppression de la formation de CO 2 à partir du citrate.

La détermination de la teneur en P. dans le sang par la méthode radioimmunologique (voir) ne montre pas la véritable teneur en P. biologiquement actif dans le sang, car certains produits de son catabolisme ne perdent pas les propriétés antigéniques spécifiques inhérentes à l'hormone native. , mais cette méthode permet de juger du niveau général d'activité des glandes parathyroïdes.

Standardisation du biol, l'activité des médicaments de P. est réalisée en la comparant avec l'activité du médicament standard international. L'activité de P. P. est exprimée en unités d'action conventionnelles - UNITÉS MBC (Medical Research Council).

La méthode de détermination de P. est très sensible, basée sur sa capacité à activer la glucose-6-phosphate déshydrogénase (EC 1.1.1.49) du néphron distal du cortex rénal de cobayes in vitro. La teneur en P. actif dans le plasma sanguin des personnes en bonne santé, déterminée par cette méthode, varie de 6 10 -6 à 10 10 -5 U/ml.

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