Cambiamenti biochimici nel tessuto connettivo durante l'invecchiamento. Cambiamenti biochimici nel tessuto connettivo durante l'invecchiamento e alcuni processi patologici. Struttura del dominio e suo ruolo nel funzionamento delle proteine. Veleni e farmaci come inibitori delle proteine

La crescita, lo sviluppo e il successivo processo di invecchiamento sono accompagnati da cambiamenti significativi nel tessuto connettivo. Nell'aspetto biochimico, si riducono a quanto segue:

2. La quantità della sostanza principale diminuisce con l'età e aumenta il contenuto di fibre di collagene.

3. Il numero di legami incrociati nell'elastina diminuisce e diminuisce l'elasticità delle formazioni del tessuto connettivo.

4. Il numero di collegamenti incrociati nel collagene, al contrario, aumenta, per cui aumenta la forza della fibra di collagene e diminuisce la sua disponibilità alla collagenasi.

5. Nel processo di invecchiamento, l'intensità del metabolismo dei componenti del tessuto connettivo rallenta.

6. La concentrazione di idrossiprolina nel siero del sangue e la sua escrezione giornaliera nelle urine diminuiscono.

7. Nella composizione del collagene e delle fibre elastiche aumenta il contenuto di calcio, che porta alla rigidità di alcuni tipi di tessuto connettivo.

8. La quantità di acqua legata diminuisce, il che porta a una diminuzione del turgore dei tessuti.

La struttura e le funzioni del tessuto connettivo possono essere disturbate in patologia, in particolare, con mucopolisaccaridosi e collagenosi.

Le mucopolisaccaridosi sono un gruppo di gravi malattie ereditarie associate a una mancanza geneticamente determinata di uno degli enzimi coinvolti nel catabolismo dei GAG o proteoglicani, che si accumulano nei lisosomi, il che porta allo sviluppo di gravi manifestazioni cliniche. In alcuni tipi di mucopolisaccaridosi, i frammenti GAG non scissi vengono escreti nelle urine. I sintomi clinici di vari tipi di mucopolisaccaridosi hanno le loro caratteristiche, ma tutti sono accomunati da una violazione dello sviluppo mentale e fisico del bambino, deformità scheletriche, annebbiamento della cornea, violazione della struttura e delle funzioni di vari connettivi strutture tissutali e una riduzione dell'aspettativa di vita. Attualmente queste malattie non sono curabili, ma possono essere diagnosticate durante la gravidanza determinando l'attività degli enzimi corrispondenti nelle cellule del liquido amniotico.

Le collagenosi sono un gruppo di malattie in cui tutti i componenti strutturali del tessuto connettivo sono danneggiati: cellule, fibre, sostanza fondamentale. La collagenosi comprende reumatismi, artrite reumatoide, lupus eritematoso sistemico, sclerodermia sistemica, periarterite nodosa, dermatomiosite. Le collagenosi sono il risultato non solo di malattie genetiche, ma possono anche essere acquisite.

Il tessuto connettivo sfregiato (cicatrice) è un tipo speciale di tessuto connettivo che si forma in risposta a danni a qualsiasi tessuto a seguito di lesioni o infiammazioni. In una ferita in via di guarigione, i fibroblasti sintetizzano intensamente collagene, proteine ​​non collagene, colesterolo, triacilgliceroli, fosfolipidi, glicosaminoglicani, proteoglicani e glicoproteine. Poi c'è la formazione di tessuto cicatriziale, durante il quale il numero di cellule diminuisce, i lipidi, le proteine ​​​​non collagene, i proteoglicani e il collagene in eccesso vengono quasi completamente scissi e si forma una cicatrice. Una cicatrice è un denso tessuto connettivo che riproduce completamente la configurazione del difetto tissutale che riempie. La cicatrice formata è costituita principalmente da fibre di collagene, la cui struttura non ha una struttura regolare, nonché una piccolissima quantità di lipidi non divisi, glicosaminoglicani, proteine ​​​​non collagene. Il collagene provoca l'adesione e l'aggregazione delle piastrine, che contribuisce alla formazione di un film protettivo sulla superficie della ferita e alla sua guarigione. A volte possono formarsi cicatrici ipertrofiche deturpanti di natura cheloide, contenenti molti lipidi, GAG e loro prodotti di degradazione con un ridotto contenuto di collagene. Ormone corticotropo ipofisario, glucocorticoidi, ormone paratiroideo, radiazioni ionizzanti, stress, carenza di proteine ​​complete e vitamina C nella dieta rallentano la guarigione delle ferite. Gli ormoni che stimolano la sintesi del collagene e promuovono la guarigione delle ferite includono somatotropina, tiroxina, insulina e ormoni sessuali.

Il tessuto connettivo costituisce oltre il 50% del peso corporeo nel corpo, formando un telaio portante (scheletro) e un tegumento esterno (pelle), è parte integrante di tutti gli organi e tessuti, formando, insieme al sangue, un ambiente interno attraverso il quale tutti gli elementi strutturali ricevono nutrienti e danno metabolismo ai prodotti.

Svolgendo funzioni diverse e complesse nel corpo, riducendosi infine al mantenimento dell'omeostasi, anche il tessuto connettivo partecipa attivamente allo sviluppo dei processi patologici. È difficile nominare un processo patologico generale e una forma nosologica, per non parlare della guarigione delle ferite, dei processi infiammatori, dei cambiamenti sclerotici, delle malattie reumatiche, dei processi ossei e articolari, a seguito dei quali un cambiamento nel tessuto connettivo non giocherebbe un ruolo oppure un'altra.

Nel processo di invecchiamento, anche il tessuto connettivo subisce cambiamenti pronunciati. Con l'età, il contenuto di acqua nel tessuto connettivo diminuisce e cambia anche il rapporto tra la sostanza principale e le fibre. La diminuzione di questo rapporto si verifica sia per un aumento della concentrazione di collagene, sia per una diminuzione della concentrazione dei componenti della sostanza interstiziale. Particolarmente significativa è la diminuzione della quantità di acido glucuronico. In misura minore, la concentrazione di condroitin solfati e la quantità di glico e mucoproteine ​​​​diminuiscono e il loro aumento si riscontra in alcuni organi.

Il collagene subisce i cambiamenti più significativi, non solo quantitativamente ma anche qualitativamente: il processo di sintesi del collagene rallenta, le sue proprietà fisiche cambiano, il che si manifesta con un aumento della forza delle fibre di collagene e una diminuzione della loro elasticità. Nel processo di invecchiamento, c'è anche una diminuzione della concentrazione del componente del tessuto connettivo - elastina.

Riassumendo i dati sui segni clinici dell'invecchiamento generale del corpo femminile durante il decorso fisiologico della menopausa, va sottolineato che i segni dell'invecchiamento diventano più pronunciati nel periodo postmenopausale. Si manifestano in disturbi trofici, vegetativo-vascolari, metabolici ed endocrini. Secondo V. G. Baranov, questi cambiamenti sono dovuti all'invecchiamento della parte ipotalamica del cervello. Con il decorso fisiologico della menopausa, fino a circa il 40-50% delle donne si adatta ai cambiamenti legati all'età e si sente praticamente in salute. È in questo periodo della vita che è importante identificare tempestivamente l'inizio del decorso patologico della menopausa o delle malattie che si manifestano più spesso durante l'invecchiamento del corpo della donna.

Questi includono malattie come diabete, ipertensione, disfunzione tiroidea, disfunzioni e malattie del sistema cardiovascolare, obesità, tumori benigni e maligni, psicosi senili, stati depressivi. È molto importante ricordare ancora una volta che a causa dell'uso diffuso di vari tipi di cure fisiche e mediche, il decorso di queste malattie è cambiato. Allo stato attuale, come già accennato in precedenza, prevalgono forme cancellate, atipiche e quindi difficili da diagnosticare di varie malattie, che dovrebbero essere rilevate in modo tempestivo affinché il trattamento sia efficace.

Il programma genetico di sviluppo e invecchiamento di un organismo è individuale. Tuttavia, l'aspettativa di vita può aumentare se vengono migliorati i metodi di diagnosi e cura delle malattie cardiovascolari e neoplastiche. A questo proposito, di grande importanza è lo studio della fisiologia e della patologia della menopausa. Se le suddette malattie vengono rilevate in modo tempestivo e viene effettuato un trattamento appropriato dei pazienti, ciò ridurrà senza dubbio la frequenza del decorso patologico della menopausa.

Nel processo di invecchiamento del corpo si riscontra una diminuzione del numero di cellule nel fegato, nei reni, nelle ghiandole endocrine, nel miocardio e nei muscoli scheletrici. Tuttavia, una diminuzione del numero di cellule non determina ancora la natura della disfunzione d'organo. Sullo sfondo dei cambiamenti involutivi generali legati all'età (Schema 1), si verificano cambiamenti involutivi climaterici nel sistema riproduttivo.

Schema 1. Il decorso fisiologico della menopausa

Pertanto, l'invecchiamento è caratterizzato da molti cambiamenti metabolici e morfologici funzionali geneticamente programmati. La manifestazione clinica di quest'ultimo è diversa nei diversi individui. La conoscenza delle caratteristiche cliniche dell'invecchiamento fisiologico del corpo consentirà al medico nella pratica clinica di identificare tempestivamente i segni iniziali del decorso patologico della menopausa, nonché di diagnosticare i primi segni di malattie che più spesso si verificano o si manifestano in questo periodo della vita. Allo stesso tempo, è importante tenere conto delle peculiarità dei cambiamenti legati all'età nel corpo e nel sistema riproduttivo e confrontarli con l'età del passaporto di una donna.

La crescita, lo sviluppo e il successivo processo di invecchiamento sono accompagnati da cambiamenti significativi nel tessuto connettivo. Nell'aspetto biochimico, si riducono a quanto segue:

2. La quantità della sostanza principale diminuisce con l'età e aumenta il contenuto di fibre di collagene.

3. Il numero di legami incrociati nell'elastina diminuisce e diminuisce l'elasticità delle formazioni del tessuto connettivo.

4. Il numero di collegamenti incrociati nel collagene, al contrario, aumenta, per cui aumenta la forza della fibra di collagene e diminuisce la sua disponibilità alla collagenasi.

5. Nel processo di invecchiamento, l'intensità del metabolismo dei componenti del tessuto connettivo rallenta.

6. La concentrazione di idrossiprolina nel siero del sangue e la sua escrezione giornaliera nelle urine diminuiscono.

7. Nella composizione del collagene e delle fibre elastiche aumenta il contenuto di calcio, che porta alla rigidità di alcuni tipi di tessuto connettivo.

8. La quantità di acqua legata diminuisce, il che porta a una diminuzione del turgore dei tessuti.

La struttura e le funzioni del tessuto connettivo possono essere disturbate in patologia, in particolare, con mucopolisaccaridosi e collagenosi.

Le mucopolisaccaridosi sono un gruppo di gravi malattie ereditarie associate a una mancanza geneticamente determinata di uno degli enzimi coinvolti nel catabolismo dei GAG o proteoglicani, che si accumulano nei lisosomi, il che porta allo sviluppo di gravi manifestazioni cliniche. In alcuni tipi di mucopolisaccaridosi, i frammenti GAG non scissi vengono escreti nelle urine. I sintomi clinici di vari tipi di mucopolisaccaridosi hanno le loro caratteristiche, ma tutti sono accomunati da una violazione dello sviluppo mentale e fisico del bambino, deformità scheletriche, annebbiamento della cornea, violazione della struttura e delle funzioni di vari connettivi strutture tissutali e una riduzione dell'aspettativa di vita. Attualmente queste malattie non sono curabili, ma possono essere diagnosticate durante la gravidanza determinando l'attività degli enzimi corrispondenti nelle cellule del liquido amniotico.

Le collagenosi sono un gruppo di malattie in cui tutti i componenti strutturali del tessuto connettivo sono danneggiati: cellule, fibre, sostanza fondamentale. La collagenosi comprende reumatismi, artrite reumatoide, lupus eritematoso sistemico, sclerodermia sistemica, periarterite nodosa, dermatomiosite. Le collagenosi sono il risultato non solo di malattie genetiche, ma possono anche essere acquisite.

Il tessuto connettivo sfregiato (cicatrice) è un tipo speciale di tessuto connettivo che si forma in risposta a danni a qualsiasi tessuto a seguito di lesioni o infiammazioni. In una ferita in via di guarigione, i fibroblasti sintetizzano intensamente collagene, proteine ​​non collagene, colesterolo, triacilgliceroli, fosfolipidi, glicosaminoglicani, proteoglicani e glicoproteine. Poi c'è la formazione di tessuto cicatriziale, durante il quale il numero di cellule diminuisce, i lipidi, le proteine ​​​​non collagene, i proteoglicani e il collagene in eccesso vengono quasi completamente scissi e si forma una cicatrice. Una cicatrice è un denso tessuto connettivo che riproduce completamente la configurazione del difetto tissutale che riempie. La cicatrice formata è costituita principalmente da fibre di collagene, la cui struttura non ha una struttura regolare, nonché una piccolissima quantità di lipidi non divisi, glicosaminoglicani, proteine ​​​​non collagene. Il collagene provoca l'adesione e l'aggregazione delle piastrine, che contribuisce alla formazione di un film protettivo sulla superficie della ferita e alla sua guarigione. A volte possono formarsi cicatrici ipertrofiche deturpanti di natura cheloide, contenenti molti lipidi, GAG e loro prodotti di degradazione con un ridotto contenuto di collagene. Ormone corticotropo ipofisario, glucocorticoidi, ormone paratiroideo, radiazioni ionizzanti, stress, carenza di proteine ​​complete e vitamina C nella dieta rallentano la guarigione delle ferite. Gli ormoni che stimolano la sintesi del collagene e promuovono la guarigione delle ferite includono somatotropina, tiroxina, insulina e ormoni sessuali.

blocco noleggio

Come già accennato, la matrice extracellulare è un complesso supramolecolare formato da una complessa rete di macromolecole interconnesse. Nel corpo umano, la matrice extracellulare forma strutture altamente specializzate come cartilagine, tendini, membrane basali e (con il deposito secondario di fosfato di calcio) ossa e denti. Queste strutture differiscono tra loro sia per la composizione molecolare che per le modalità di organizzazione dei componenti principali (proteine ​​e polisaccaridi) nelle varie forme della matrice extracellulare.

Matrice intercellulare dell'osso e del tessuto dentale L'osso e il tessuto dentale sono un tipo specializzato di tessuto connettivo. Questi tessuti svolgono le seguenti importanti funzioni nel corpo umano:

• le ossa formano lo scheletro del corpo;
• le ossa proteggono e sostengono gli organi interni;
• le ossa servono come luogo di deposizione di calcio e fosfato inorganico;
• il midollo osseo fa parte del sistema ematopoietico e immunitario;
• i denti come parte dell'apparato masticatorio fanno parte dell'apparato digerente;
• i denti fanno parte dell'apparato vocale umano.

Una notevole proprietà delle ossa è la loro combinazione di qualità come l'elevata resistenza alla trazione con un peso molto leggero. L'osso e il tessuto dentale sono caratterizzati da un'elevata mineralizzazione (o calcificazione) della matrice extracellulare e contengono in peso -50% composti inorganici, 25% componenti organici e 25% acqua.

Inorganico: l'osso contiene il 99% del calcio corporeo, l'87% di fosforo, circa il 60% di magnesio e il -25% di sodio. Il calcio nelle ossa è sotto forma di idrossiapatite minerale, la cui composizione approssimativa è Ca10(PO4)6(OH)2. L'idrossiapatite forma cristalli, solitamente con una dimensione di 20 × 5 × 1,5 nm. Il tessuto osseo contiene molti oligoelementi come rame, stronzio, bario, zinco, fluoro, ecc., che svolgono un ruolo importante nel metabolismo del corpo. La parte minerale delle ossa comprende anche carbonati, idrossidi e citrati. La composizione minerale del dente è diversa nelle sue diverse parti. Le parti dure del dente (smalto, dentina e cemento) contengono dal 70% (cemento e dentina) al 96 - 97% (smalto) di sostanze inorganiche. La parte principale di queste sostanze è il fosfato di calcio, che fa parte dei cristalli di idrossiapatite (75%), così come il carbonato di calcio e il fluoruro di calcio. Le parti molli del dente (polpa e parodonto) non sono classificate come tessuti ad alto grado di mineralizzazione. La polpa è costituita da tessuto connettivo fibroso sciolto (tale tessuto si trova in quasi tutti gli organi e forma il loro stroma, o struttura), e il parodonto è formato da tessuto connettivo fibroso denso, che fa anche parte dei tendini e dei legamenti.

Parte organica Le sostanze organiche della matrice ossea sono rappresentate da proteine, lipidi e una piccola quantità di proteoglicani. La principale proteina del tessuto osseo è il collagene di tipo I (90 - 95%). Inoltre, la matrice ossea contiene proteine ​​​​come collagene di tipo V, osteonectina, osteocalcina, le cosiddette proteine ​​morfogenetiche ossee (BMP) ed enzimi - fosfatasi alcalina (negli osteoblasti) e fosfatasi acida (negli osteoclasti). Entrambi questi enzimi fungono da marcatori per le corrispondenti cellule ossee. La parte glucidica dei proteoglicani della matrice ossea è rappresentata da dermatan e cheratan solfati. Il componente principale della materia organica del tessuto dentale è il collagene di tipo I. Carboidrati e lipidi sono presenti in piccole quantità. Il contenuto di materia organica nelle parti dure del dente varia dal 2% (smalto) al 30% (dentina e cemento). Il contenuto di sostanze organiche nelle parti molli del dente è lo stesso dei corrispondenti tipi di tessuto connettivo.

Matrice intercellulare della cartilagine articolare. I componenti principali della matrice della cartilagine intercellulare sono il collagene di tipo II, l'agrecano, l'acido ialuronico e l'acqua. Oltre a questi, la matrice contiene piccoli proteoglicani, collageni di tipo VI, IX, XI, proteine ​​​​leganti, altre proteine ​​​​non collagene (fibronectina, ancorina, proteina oligomerica della cartilagine, condroadherin), vari fattori di crescita. L '"endoscheletro" della matrice cartilaginea è formato da una rete fibrillare, costituita da collagene di tipo II, IX e XI e conferisce forza alla cartilagine. Il collagene XI si trova all'interno delle fibrille formate dal collagene di tipo II e svolge un ruolo nell'assemblaggio di queste fibrille. Il collagene di tipo IX si attacca in modo antiparallelo alle fibrille di collagene di tipo II. Il suo dominio globulare NK4 è il principale, non è associato alle fibrille di collagene di tipo II e quindi può essere attaccato ad esso un componente della matrice come l'acido ialuronico. Le microfibrille, formate da tetrameri di collagene di tipo VI, si attaccano alle fibrille di collagene di tipo II e all'acido ialuronico. Inoltre, possono attaccarsi alle cellule, motivo per cui il collagene di tipo VI è chiamato la molecola "ponte" tra la superficie cellulare e le fibrille di collagene nella matrice extracellulare. Gli aggregati ad alto peso molecolare costituiti da agrecano e acido ialuronico sono polianioni, poiché contengono un gran numero di gruppi acidi. Ciò contribuisce all'elevata idratazione della matrice cartilaginea e assicura che svolga funzioni primaverili. Il contenuto di acqua della cartilagine articolare è variabile: sotto carico, il fluido viene spostato finché la pressione di rigonfiamento bilancia il carico esterno. Quando il carico si ferma, l'acqua ritorna alla cartilagine. Questo si manifesta molto chiaramente nei dischi intervertebrali. Al mattino, dopo una notte di sonno, l'acqua rappresenta circa il 75% della massa del disco. Con un carico esterno sui dischi durante il giorno, il contenuto di acqua si riduce di circa il 20%. Di conseguenza, l'altezza di una persona la sera è inferiore di 1-2 cm rispetto al mattino. Gli astronauti in condizioni di assenza di peso mostrano un aumento dell'altezza anche di 5 cm Piccoli proteoglicani, ad esempio la decorina, si attaccano alle fibrille di collagene di tipo II; influenzano la fibrillogenesi limitando il diametro di queste fibrille. La fibronectina svolge anche un ruolo importante nell'organizzazione della matrice extracellulare cartilaginea. Il significato biologico di questi e altri componenti minori della matrice cartilaginea risiede nel fatto che sono coinvolti nell'assemblaggio e nell'organizzazione di componenti ad alto peso molecolare della sostanza intercellulare e nella regolazione della funzione dei condrociti.

Matrice intercellulare del tessuto cutaneo. Il principale componente organizzativo della matrice del tessuto cutaneo è il collagene di tipo VII. I fasci di fibrille formati dai dimeri di questo collagene, con i loro C-terminali, possono attaccarsi alla lamina densa della membrana basale (come se fossero "ancorati" in essa) e formare anse nella subepidermide. Tali fibrille "ancorate" possono collegare la lamina densa della membrana basale a "dischi di ancoraggio", che si trovano in strati subepiteliali più profondi e sono simili per composizione alle membrane basali (contenenti collagene di tipo IV). Le fibrille ancorate intrappolano anche fibrille di collagene di tipo I e III. In questo modo, le fibrille di collagene di tipo VII "ancorate" forniscono l'attaccamento dell'epidermide al derma.

membrane basali. Le membrane basali sono una forma specializzata di matrice extracellulare. Sono sintetizzati da varie cellule: endoteliali, epiteliali, muscolari, nervose, adipose. Le membrane basali sono strati sottili che normalmente separano le cellule e gli strati cellulari dal tessuto connettivo circostante. Ad esempio, circondano le singole fibre muscolari, il grasso e le cellule di Schwann. In strutture come i glomeruli renali e gli alveoli polmonari, le membrane basali si trovano tra due diversi strati cellulari e fungono da barriera di filtrazione altamente selettiva. Utilizzando la microscopia elettronica, è stata rivelata una struttura a due strati delle membrane basali: lamina mm, che si trova sul lato della membrana cellulare, e lamina densa, che è collegata al tessuto connettivo sottostante. I componenti principali delle membrane basali sono il collagene di tipo IV, la laminina e i proteoglicani contenenti eparan solfato (SHPG). L'insolubilità e la stabilità meccanica delle membrane basali è fornita dalle molecole di collagene di tipo IV, che sono organizzate in una speciale rete di supporto. Questa rete tridimensionale elastica forma la struttura strutturale a cui si attaccano gli altri componenti della membrana basale. La laminina interagisce con quasi tutti i componenti strutturali delle membrane basali: collagene di tipo IV, nidogeno, SHBG Il nidogeno forma un complesso legato in modo non covalente con la laminina. Inoltre, il nidogeno ha un sito di legame del collagene di tipo IV e, quindi, può svolgere il ruolo di una molecola "ponte" tra i vari componenti della membrana basale.La membrana basale SHBG può formare oligomeri collegando i domini terminali del nucleo proteico e può anche legarsi alla laminina e al collagene di tipo IV. Le membrane basali svolgono funzioni diverse e complesse. Nei glomeruli renali, la membrana basale funge da filtro semipermeabile che impedisce il passaggio di macromolecole dal plasma all'urina primaria. Di grande importanza in questo processo è l'elevata carica negativa dei proteoglicani, che impedisce il passaggio attraverso la membrana basale di altre molecole caricate negativamente (ad esempio proteine), così come gli eritrociti caricati negativamente. Inoltre, le membrane basali svolgono un ruolo importante nell'attaccamento e nell'orientamento delle cellule nello spazio, nei processi di sviluppo embrionale e rigenerazione dei tessuti.

Esistono 2 tipi di collagenasi:

La collagenasi tissutale è presente nell'uomo in vari organi e tessuti. Normalmente, è sintetizzato dalle cellule del tessuto connettivo, principalmente fibroblasti e macrofagi. La collagenasi tissutale è un enzima metallo-dipendente che contiene Zn2+ nel suo sito attivo. Attualmente sono note 4 isoforme di questo enzima. L'attività della collagenasi dipende dal rapporto tra i suoi attivatori e inibitori nella matrice intercellulare. La plasmina, la callicreina e la catepsina B giocano un ruolo speciale tra gli attivatori (vedi Sezione 14). La collagenasi tissutale è altamente specifica; taglia la tripla elica del collagene in una posizione specifica, a circa 1/4 della distanza dal C-terminale, tra i residui di glicina e leucina (o isoleucina). I frammenti di collagene risultanti sono solubili in acqua, a temperatura corporea si denaturano spontaneamente e si rendono disponibili per l'azione di altri enzimi proteolitici. La violazione del catabolismo del collagene porta alla fibrosi di organi e tessuti (principalmente fegato e polmoni). E l'aumento della degradazione del collagene si verifica nelle malattie autoimmuni (artrite reumatoide e lupus eritematoso sistemico) a causa dell'eccessiva sintesi di collagenasi durante la risposta immunitaria.

La collagenasi batterica è sintetizzata da alcuni microrganismi. Ad esempio, il Clostridium histolyticum (l'agente eziologico della cancrena gassosa) secerne la collagenasi, che scinde la catena peptidica del collagene in più di 200 siti. Questo enzima idrolizza il legame successivo -X-Gly-Pro-U- tra le unità X e Gly. Pertanto, le barriere del tessuto connettivo nel corpo umano vengono distrutte, il che garantisce la penetrazione (o l'invasione) di questo microrganismo e contribuisce all'emergere e allo sviluppo della cancrena gassosa. L'agente patogeno stesso non contiene collagene e quindi non è influenzato dalla collagenasi.

Malattie associate a ridotta sintesi e maturazione del collagene

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La disgregazione aerobica è la via principale del catabolismo del glucosio nell'uomo e in altri organismi aerobici. Sequenza delle reazioni fino alla formazione del piruvato (glicolisi aerobica)

Distribuzione e significato fisiologico della degradazione aerobica del glucosio. L'uso del glucosio per la sintesi dei grassi nel fegato e nel tessuto adiposo.

Decomposizione anaerobica del glucosio (glicolisi anaerobica). Ossidazione glicolitica, piruvato come accettore di idrogeno. fosforilazione del substrato. Distribuzione e significato fisiologico di questa via di degradazione del glucosio

Biosintesi del glucosio (gluconeogenesi) da amminoacidi, glicerolo e acido lattico. La relazione tra glicolisi nei muscoli e gluconeogenesi nel fegato (ciclo di Cori)

Il concetto della via del pentoso fosfato delle trasformazioni del glucosio. Reazioni ossidative (fino allo stadio di ribulosio-5-fosfato). Distribuzione e risultati riassuntivi di questo percorso (formazione di pentosi, NADPH ed energetica)

Proprietà e distribuzione del glicogeno come polisaccaride di riserva. biosintesi del glicogeno. Mobilizzazione del glicogeno

Caratteristiche del metabolismo del glucosio in diversi organi e cellule: eritrociti, cervello, muscoli, tessuto adiposo, fegato.

L'idea della struttura e delle funzioni della parte glucidica dei glicolipidi e delle glicoproteine. Acidi sialici

Disturbi ereditari del metabolismo dei monosaccaridi e dei disaccaridi: galattosemia, intolleranza al fruttosio e ai disaccaridi. Glicogenosi e aglicogenosi

I lipidi più importanti nei tessuti umani. Lipidi di riserva (grassi) e lipidi di membrana (lipidi complessi). Acidi grassi dei lipidi nei tessuti umani.

Fattori nutrizionali lipidici essenziali. Acidi grassi essenziali: ω-3- e ω-6-acidi come precursori per la sintesi di eicosanoidi.

Biosintesi degli acidi grassi, regolazione del metabolismo degli acidi grassi

Chimica delle reazioni di β-ossidazione degli acidi grassi, energia totale

Grassi alimentari e loro digestione. Assorbimento dei prodotti della digestione. Violazione della digestione e dell'assorbimento. Risintesi dei triacilgliceroli nella parete intestinale

Formazione di chilomicroni e trasporto di grassi. Ruolo delle apoproteine ​​nei chilomicroni. Lipasi lipoproteica

Biosintesi dei grassi nel fegato dai carboidrati. Struttura e composizione delle lipoproteine ​​di trasporto del sangue

Deposizione e mobilizzazione dei grassi nel tessuto adiposo. Regolazione della sintesi e mobilizzazione dei grassi. Il ruolo dell'insulina, del glucagone e dell'adrenalina

I principali fosfolipidi e glicolipidi dei tessuti umani (glicerofosfolipidi, sfingofosfolipidi, glicoglicerolipidi, glicosfigolipidi). L'idea della biosintesi e del catabolismo di questi composti.

Violazione dello scambio di grasso neutro (obesità), fosfolipidi e glicolipidi. Sfingolipidi

La struttura e le funzioni biologiche degli eicosanoidi. Biosintesi di prostaglandine e leucotrieni

Colesterolo come precursore di una serie di altri steroidi. Introduzione alla biosintesi del colesterolo. Scrivi il corso delle reazioni fino alla formazione dell'acido mevalonico. Ruolo dell'idrossimetilglutaril-CoA reduttasi

Sintesi degli acidi biliari dal colesterolo. Coniugazione degli acidi biliari, acidi biliari primari e secondari. Rimozione di acidi biliari e colesterolo dal corpo.

LDL e HDL - trasporto, forme di colesterolo nel sangue, ruolo nel metabolismo del colesterolo. Ipercolesterolemia. Basi biochimiche per lo sviluppo dell'aterosclerosi.

Il meccanismo di insorgenza della malattia del calcoli biliari (calcoli di colesterolo). L'uso di acido chenodesokeicolico per il trattamento della colelitiasi.

Digestione delle proteine. Proteinasi - pepsina, tripsina, chimotripsina; proenzimi delle proteinasi e meccanismi della loro trasformazione in enzimi. Specificità di substrato delle proteinasi. Exopeptidasi ed endopeptidasi.

Valore diagnostico dell'analisi biochimica del succo gastrico e duodenale. Fornire una breve descrizione della composizione di questi succhi.

Proteinasi pancreatiche e pancreatite. L'uso di inibitori della proteinasi per il trattamento della pancreatite.

Transaminazione: aminotransferasi; funzione coenzimatica della vitamina B6. Specificità delle aminotransferasi

Aminoacidi coinvolti nella transaminazione; il ruolo speciale dell'acido glutammico. Significato biologico delle reazioni di transaminazione. Determinazione delle transaminasi nel siero del sangue nell'infarto del miocardio e nelle malattie del fegato.

Deaminazione ossidativa di amminoacidi; glutammato deidrogenasi. Deaminazione indiretta di amminoacidi. significato biologico.

glutaminasi renale; formazione ed escrezione di sali di ammonio. Attivazione della glutaminasi renale nell'acidosi

biosintesi dell'urea Relazione tra il ciclo dell'ornitina e il ciclo del TCA. Origine degli atomi di azoto ureico. Violazioni della sintesi e dell'escrezione di urea. Iperammoniemia

Scambio di residui di amminoacidi privi di azoto. Aminoacidi glicogenici e chetogenici. Sintesi del glucosio dagli amminoacidi. Sintesi di amminoacidi dal glucosio

Transmetilazione. Metionina e S-adenosilmetionina. Sintesi di creatina, adrenalina e fosfatidilcoline

Metilazione del DNA. Il concetto di metilazione di composti estranei e medicinali

Antivitaminici dell'acido folico. Meccanismo d'azione dei farmaci sulfamidici.

Metabolismo della fenilalanina e della tirosina. Fenilchetonuria; difetto biochimico, manifestazione della malattia, metodi di prevenzione, diagnosi e trattamento.

Alcaptonuria e albinismo: difetti biochimici in cui si sviluppano. Disturbo della sintesi della dopamina, parkinsonismo

decarbossilazione degli amminoacidi. La struttura delle ammine biogeniche (istamina, serotonina, acido γ-aminobutirrico, catecolamine). Funzioni delle ammine biogeniche

Deaminazione e idrossilazione di ammine biogeniche (come reazioni di neutralizzazione di questi composti)

Acidi nucleici, composizione chimica, struttura. La struttura primaria di DNA e RNA, i legami che formano la struttura primaria

Struttura secondaria e terziaria del DNA. Denaturazione, riattivazione del DNA. Ibridazione, differenze di specie nella struttura primaria del DNA

RNA, composizione chimica, livelli di organizzazione strutturale. Tipi di RNA, funzioni. La struttura del ribosoma.

Struttura della cromatina e del cromosoma

Decadimento degli acidi nucleici. Nucleasi dell'apparato digerente e dei tessuti. La scomposizione dei nucleotidi purinici.

L'idea della biosintesi dei nucleotidi purinici; fasi iniziali della biosintesi (da ribosio-5-fosfato a 5-fosforibosilammina)

Acido inosinico come precursore degli acidi adenilico e guanilico.

L'idea della scomposizione e della biosintesi dei nucleotidi pirimidinici

disturbi del metabolismo dei nucleotidi. Gotta; allopurinolo per il trattamento della gotta. Xantinuria. Orotaciduria

Biosintesi dei desossiribonucleotidi. L'uso di inibitori della sintesi di desossiribonucleotidi per il trattamento di tumori maligni

Sintesi del DNA e fasi della divisione cellulare. Il ruolo delle cicline e delle proteinasi dipendenti dalla ciclina nella progressione cellulare attraverso il ciclo cellulare

Danno e riparazione del DNA. Enzimi complessi di riparazione del DNA

biosintesi dell'RNA. RNA polimerasi. Il concetto di struttura a mosaico dei geni, il trascritto primario, l'elaborazione post-trascrizionale

Codice biologico, concetti, proprietà del codice, collinearità, segnali di terminazione.

Il ruolo degli RNA di trasporto nella biosintesi delle proteine. Biosintesi dell'aminoacil-t-RNA. Specificità di substrato delle aminoacil-t-RNA sintetasi.

La sequenza di eventi sul ribosoma durante l'assemblaggio della catena polipeptidica. Funzionamento dei poliribosomi. Elaborazione post-traduzionale delle proteine

Regolazione adattativa dei geni nei pro e negli eucarioti. teoria dell'operone Funzionamento degli operoni

Il concetto di differenziamento cellulare. Cambiamenti nella composizione proteica delle cellule durante la differenziazione (sull'esempio della composizione proteica delle catene polipeptidiche dell'emoglobina)

Meccanismi molecolari della variabilità genetica. Mutazioni molecolari: tipi, frequenza, significato

eterogeneità genetica. Polimorfismo proteico nella popolazione umana (varianti di emoglobina, glicosiltransferasi, sostanze specifiche del gruppo, ecc.)

Ormone della crescita, struttura, funzioni

Metabolismo delle sostanze tossiche endogene ed estranee: reazioni di ossidazione microsomiale e reazioni di coniugazione con glutatione, acido glucuronico, acido solforico

Metallotioneina e neutralizzazione di ioni di metalli pesanti. Proteine ​​da shock termico

Tossicità dell'ossigeno: formazione di specie reattive dell'ossigeno (anione superossido, perossido di idrogeno, radicale idrossile)

Danno di membrana dovuto alla perossidazione lipidica. Meccanismi di protezione contro gli effetti tossici dell'ossigeno: non enzimatici (vitamine E, C, glutatione, ecc.) ed enzimatici (superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi)

Biotrasformazione di sostanze medicinali. L'effetto dei farmaci sugli enzimi coinvolti nella neutralizzazione degli xenobiotici

Fondamenti di cancerogenesi chimica. Introduzione ad alcuni cancerogeni chimici: idrocarburi policiclici aromatici, ammine aromatiche, biossidi, mitossine, nitrosammine

Caratteristiche dello sviluppo, della struttura e del metabolismo degli eritrociti

Trasporto di ossigeno e anidride carbonica nel sangue. Emoglobina fetale (HbF) e suo significato fisiologico

Forme polimorfiche delle emoglobine umane. Emoglobinopatie. Ipossia anemica

Biosintesi dell'eme e sua regolazione. Disturbi del tema di sintesi. Porfiria

Rottura dell'eme. Neutralizzazione della bilirubina. Disturbi del metabolismo della bilirubina ittero: emolitico, ostruttivo, epatocellulare. Ittero neonatale

Valore diagnostico della determinazione della bilirubina e di altri pigmenti biliari nel sangue e nelle urine

Metabolismo del ferro: assorbimento, trasporto ematico, deposizione. Disturbi del metabolismo del ferro: anemia sideropenica, emocromatosi

Le principali frazioni proteiche del plasma sanguigno e le loro funzioni. Il valore della loro definizione per la diagnosi delle malattie. Enzimodiagnostica

Il sistema di coagulazione del sangue. Fasi di formazione del coagulo di fibrina. Vie della coagulazione intrinseca ed estrinseca e loro componenti

Principi di formazione e sequenza di funzionamento dei complessi enzimatici della via procoagulante. Il ruolo della vitamina K nella coagulazione del sangue

I principali meccanismi della fibrinolisi. Attivatori del plasminogeno come agenti trombolitici. Anticoagulanti ematici a base di: antitrombina III, macroglobulina, anticonvertina. Emofilia.

Significato clinico di un esame del sangue biochimico

Le principali membrane cellulari e le loro funzioni. Proprietà generali delle membrane: fluidità, asimmetria trasversale, permeabilità selettiva

Composizione lipidica delle membrane (fosfolipidi, glicolipidi, colesterolo). Il ruolo dei lipidi nella formazione del doppio strato lipidico

Proteine ​​​​di membrana - integrali, superficiali, "ancorate". Significato delle modificazioni post-traduzionali nella formazione delle proteine ​​funzionali di membrana

Meccanismi di trasferimento di sostanze attraverso le membrane: diffusione semplice, trasporto attivo primario (Na + -K + -ATPasi, Ca2 + -ATPasi), simporto e antiporto passivi, trasporto attivo secondario

Segnalazione transmembrana. Partecipazione delle membrane all'attivazione dei sistemi regolatori intracellulari - adenilato ciclasi e inositolo fosfato nella trasmissione del segnale ormonale

Collagene: caratteristiche della composizione aminoacidica, struttura primaria e spaziale. Il ruolo dell'acido ascorbico nell'idrossilazione di prolina e lisina

Caratteristiche della biosintesi e maturazione del collagene. Sintomi di carenza di vitamina C

Caratteristiche della struttura e della funzione dell'elastina

Glicosaminoglicani e proteoglicani. Struttura e funzioni. Il ruolo dell'acido ialuronico nell'organizzazione della matrice extracellulare

Proteine ​​adesive della matrice intercellulare: fibronectina e laminina, loro struttura e funzioni. Il ruolo di queste proteine ​​nelle interazioni intercellulari e nello sviluppo del tumore

Organizzazione strutturale della matrice intercellulare. Cambiamenti nel tessuto connettivo durante l'invecchiamento, collagenosi. Il ruolo della collagenasi nella guarigione delle ferite. idrossiprolinuria

Le proteine ​​più importanti delle miofibrille: miosina, actina, actomiosina, tropomiosina, troponina, actinina. Struttura molecolare delle miofibrille

Meccanismi biochimici di contrazione e rilassamento muscolare. Il ruolo del gradiente di ioni monovalenti e ioni calcio nella regolazione della contrazione e del rilassamento muscolare

Proteine ​​sarcoplasmatiche: mioglobina, sua struttura e funzioni. Estratti muscolari

Caratteristiche del metabolismo energetico nei muscoli. Creatina Fosfato

Cambiamenti biochimici nelle distrofie muscolari e nella denervazione muscolare. Creatinuria

Secondo Bürger, l'invecchiamento del tessuto connettivo è accompagnato da una compattazione secondaria dei colloidi citoplasmatici. Il tessuto connettivo indurito "essiccato" è caratterizzato da "braditrofia", un calo dei processi metabolici con una maggiore tendenza di tali tessuti a precipitare sali di calcio su di essi.

Con l'età, aumenta il contenuto totale di tessuto connettivo negli organi interni. Tuttavia, il tessuto connettivo stesso subisce cambiamenti significativi. Come in altri tessuti, il numero di cellule in esso contenute diminuisce, la circolazione sanguigna e l'innervazione si deteriorano. Il primario, probabilmente, è il deterioramento della diffusione e della nutrizione dovuto a una diminuzione della vascolarizzazione e allo sviluppo della fibrosi arterio-capillare. La diminuzione della produzione di sangue dal cuore con l'età è di circa l'1% all'anno. Questo, in particolare, riflette la crescente resistenza della periferia. È molto importante decifrare i fattori che causano questo aumento della resistenza e analizzare i cambiamenti morfologici nelle barriere istoematiche in termini di cambiamenti fisico-chimici nei mucopolisaccaridi, collagene ed elastina e in connessione con le proprietà delle cellule vascolari (Sinek, 1961; Zh. A. Medvedev, 1963, A. V. Nagorny, 1950).

Quando si verifica l'invecchiamento, si verifica una crescita più rapida di elementi fibrosi rispetto a una sostanza amorfa. Ciò, oltre alle osservazioni morfologiche, è evidenziato da dati biochimici che mostrano una diminuzione del rapporto tra esosammine - idrossiprolina o acidi esuronico - idrossiprolina nel tessuto connettivo (Asboe-Hansen et al., 1963; Sinex, 1961).

Parallelamente all'ingrossamento morfologico delle strutture fibrose, si osserva una diminuzione delle frazioni idrofile, solubili, labili di mucopolisaccaridi e proteine ​​​​del collagene e un aumento del contenuto di frazioni meno idrofile, metabolicamente inerti e insolubili. Si ritiene che questi cambiamenti siano dovuti non solo a una diminuzione degli elementi cellulari e a una diminuzione della sintesi, ma anche a una diminuzione della solubilità dei collageni dovuta al naturale e irreversibile allargamento delle strutture e alla formazione di altri legami covalenti al loro interno. (Altgelt et al., 1961; Milch, Murray, 1962).

Il peso dei vasi sanguigni aumenta con l'età principalmente a causa della crescita del tessuto connettivo, della deposizione di lipidi e minerali. Il contenuto di elastina, a differenza del collagene, diminuisce. Questo è accompagnato da frammentazione, pigmentazione e calcificazione delle fibre di elastina.

"Guida alla fisiologia patologica",
IR Petrov, AM Chernukh