🩸 Биохимия крови: состав, функции и диагностика

Биохимия крови: состав, функции и диагностическое значение

Ключевые тезисы:

Кровь — это жидкая ткань, выполняющая транспортную, гомеостатическую, защитную и гемостатическую функции.
Плазма крови содержит сложную смесь белков, ферментов и низкомолекулярных соединений, изменения которых имеют диагностическое значение.
Свертывание крови — каскадный процесс с участием плазменных факторов, активируемых по внутреннему и внешнему путям.
Эритроциты имеют специализированный метаболизм, ориентированный на транспорт газов и защиту от активных форм кислорода.
Кислотно-основное состояние (КОС) регулируется буферными системами крови, дыхательной и выделительной системами.

Состав и функции крови

Кровь — это жидкая подвижная ткань, циркулирующая по замкнутой системе сосудов. Её объем у взрослого человека составляет 5-6 л (~8% массы тела).

Состав крови:

Плазма (жидкая часть, ~55%).
Форменные элементы (клетки и фрагменты, ~45%). Их доля называется гематокрит.

Основные функции крови:

Транспортная : перенос газов (O₂, CO₂), питательных веществ, метаболитов, гормонов.
Гомеостатическая : поддержание постоянства внутренней среды (водный баланс, КОС, температура).
Защитная : иммунные реакции (лейкоциты, антитела).
Гемостатическая : свертывание (гемостаз) и растворение сгустков (фибринолиз).

Форменные элементы:

Эритроциты (красные кровяные тельца): транспорт O₂ и CO₂.
Лейкоциты (белые кровяные тельца): иммунитет и фагоцитоз.
Тромбоциты (кровяные пластинки): участие в свертывании.

Плазма vs. Сыворотка:

Плазма — жидкая часть несвернувшейся крови.
Сыворотка — жидкость, остающаяся после свертывания; не содержит фибриногена.

Белки плазмы крови

Общее содержание: 65–85 г/л. Разделяются на фракции методом электрофореза.

Основные белковые фракции и их ключевые представители:

### Альбумины

Однородная фракция.
Функции: поддержание онкотического давления, транспорт гидрофобных веществ (жирные кислоты, гормоны, лекарства), резерв аминокислот.

### Альфа-1-глобулины

Кислый α₁-гликопротеин: регуляция воспаления.
α₁-антитрипсин: основной ингибитор протеаз плазмы (90% антипротеазной активности).
α-фетопротеин: маркер первичного рака печени у взрослых.
Транспортные белки (ретинол-, тироксин- связывающие, транскортин).

### Альфа-2-глобулины

Церулоплазмин: транспорт меди, оксидазная активность.
Гаптоглобин: связывает свободный гемоглобин, предотвращая потерю железа.
α₂-макроглобулин: регуляция свертывания и протеазной активности.

### Бета-глобулины

Трансферрин: транспорт железа (Fe³⁺).
Гемопексин: связывает гем.
С-реактивный белок (СРБ): важнейший маркер острого воспаления и повреждения клеток.
β-липопротеин: транспортная форма холестерина.

### Гамма-глобулины

Иммуноглобулины (антитела): IgG, IgA, IgM, IgD, IgE.

Изменения белкового состава плазмы

Гипопротеинемия: снижение общего белка.
Гиперпротеинемия: увеличение общего белка.
Диспротеинемия: изменение соотношения фракций при нормальном общем белке.
Парапротеинемия: появление патологических белков (например, при миеломной болезни).

Белки острой фазы воспаления

Группа из ~30 белков (в основном α- и β-глобулины), концентрация которых резко меняется при повреждении (травма, инфекция, ожог).

Роль: инактивация повреждающих агентов, локализация очага, восстановление тканей.

Ключевые представители:

С-реактивный белок (СРБ): наиболее чувствительный маркер, повышается в 20-100 раз.
Кислый α₁-гликопротеин: регулирует миграцию лейкоцитов.
α₁-антитрипсин: ингибитор протеаз.
Гаптоглобин: связывает свободный Hb.
Фибриноген: предшественник фибрина в тромбе.
Церулоплазмин.

При остром воспалении синтез этих белков увеличивается, а концентрация альбумина и трансферрина снижается.

Ферменты плазмы крови в диагностике

Секреторные: синтезируются в печени для работы в крови (факторы свертывания).
Экскреторные: синтезируются в печени, в норме выводятся с желчью (щелочная фосфатаза). Их активность в крови растет при холестазе.
Индикаторные (маркерные): внутриклеточные ферменты, попадающие в кровь при повреждении специфичных тканей.

Примеры диагностического значения:

Повреждение печени: ↑ АЛТ, АСТ, ЛДГ₅.
Инфаркт миокарда: ↑ АСТ, ЛДГ₁, КК-МВ.
Повреждение поджелудочной железы: ↑ амилаза, липаза, трипсин.
Рак предстательной железы: ↑ кислая фосфатаза.
Заболевания костной ткани: ↑ щелочная фосфатаза.

Система свертывания крови (гемостаз)

Свертывание крови — каскад реакций, приводящих к образованию фибринового тромба.

Особенности каскада:

Требуется инициатор (ограничение зоны тромбообразования).
Многократное усиление сигнала на каждом этапе (быстрый ответ).

Факторы свертывания: обозначаются римскими цифрами. Витамин К-зависимые факторы: II (протромбин), VII, IX, X. Витамин К необходим для γ-карбоксилирования остатков глутамата, что позволяет связывать ионы Ca²⁺.

Пути свертывания:

Внутренний: инициируется контактом с чужеродной поверхностью внутри сосуда.
Внешний: инициируется тканевыми факторами, попадающими в кровь при повреждении.
Оба пути сходятся в общем пути.

Общий путь свертывания:

Активация протромбина (II) в тромбин (IIa). Происходит на поверхности тромбоцитов при участии ионов Ca²⁺, фосфолипидов, факторов Va и Xa.
Превращение фибриногена (I) в фибрин. Тромбин отщепляет от фибриногена фибринопептиды A и B → образуется фибрин-мономер → полимеризация в рыхлый сгусток.
Стабилизация сгустка. Фермент фактор XIIIa (трансглутаминаза) образует ковалентные поперечные сшивки между мономерами фибрина → плотный, нерастворимый фибрин-полимер.

Небелковые компоненты плазмы крови

### Небелковый азот (остаточный азот)

Включает мочевину, мочевую кислоту, креатинин, аммиак, билирубин и др. Норма: 15–25 ммоль/л.

Азотемия — повышение остаточного азота:

Ретенционная: нарушение выведения (почечная недостаточность). ↑ мочевина.
Продукционная: усиленный распад белков (голод, диабет, травмы, инфекции).

### Безазотистые органические компоненты

Глюкоза, липиды (холестерин, свободные жирные кислоты), кетоновые тела, лактат, пируват. Имеют важное диагностическое значение.

Метаболизм эритроцитов

Эритроциты — безъядерные клетки, специализированные на транспорте газов.

Источник энергии: глюкоза (поступает из плазмы).

Основные метаболические пути и их роль:

Гликолиз (90% глюкозы):
- Образование АТФ для работы Na⁺/K⁺-АТФазы (поддержание формы клетки).
- Образование НАДН для работы метгемоглобинредуктазы (восстановление Fe³⁺ в гемоглобине до Fe²⁺).
- Образование 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), который снижает сродство Hb к O₂, облегчая отдачу кислорода