Usafirishaji wa kaboni dioksidi kwa damu. Maana ya anhydrase ya kaboni

Dioksidi kaboni ni bidhaa ya kimetaboliki ya seli za tishu na kwa hiyo husafirishwa na damu kutoka kwa tishu hadi kwenye mapafu. Dioksidi kaboni ina jukumu muhimu katika kudumisha kiwango cha pH katika mazingira ya ndani ya mwili kwa mifumo ya usawa wa asidi-msingi. Kwa hiyo, usafiri wa dioksidi kaboni katika damu ni karibu kuhusiana na taratibu hizi.

Katika plasma ya damu, kiasi kidogo cha dioksidi kaboni hupasuka; kwa PC02= 40 mm Hg. Sanaa. 2.5 ml/100 ml ya kaboni dioksidi ya damu inavumiliwa, au 5%. Kiasi cha dioksidi kaboni iliyoyeyushwa katika plasma huongezeka kulingana na kiwango cha PC02.

Katika plazima ya damu, kaboni dioksidi humenyuka pamoja na maji kuunda H+ na HCO3. Kuongezeka kwa mvutano wa dioksidi kaboni katika plasma ya damu husababisha kupungua kwa thamani yake ya pH. Mvutano wa kaboni dioksidi katika plasma ya damu inaweza kubadilishwa na kazi ya kupumua kwa nje, na kiasi cha ioni za hidrojeni au pH inaweza kubadilishwa na mifumo ya buffer ya damu na HCO3, kwa mfano, kwa uondoaji wao kupitia figo kwenye figo. mkojo. Thamani ya pH ya plasma ya damu inategemea uwiano wa mkusanyiko wa kaboni dioksidi kufutwa ndani yake na ioni za bicarbonate. Kwa namna ya bicarbonate, plasma ya damu, i.e. katika hali ya kufungwa kwa kemikali, husafirisha kiasi kikubwa cha dioksidi kaboni - kuhusu 45 ml/100 ml ya damu, au hadi 90%. Erithrositi husafirisha takriban 2.5 ml/100 ml ya dioksidi kaboni, au 5%, katika mfumo wa kiwanja cha carbamini na protini za himoglobini. Usafirishaji wa dioksidi kaboni kwenye damu kutoka kwa tishu kwenda kwa mapafu katika fomu zilizoonyeshwa hauhusiani na hali ya kueneza, kama vile usafirishaji wa oksijeni, i.e., kadiri dioksidi kaboni inavyoundwa, ndivyo kiwango chake kinasafirishwa kutoka kwa tishu kwa mapafu. Hata hivyo, kuna uhusiano wa curvilinear kati ya shinikizo la sehemu ya dioksidi kaboni katika damu na kiasi cha dioksidi kaboni inayobebwa na damu: curve ya kutenganisha dioksidi kaboni.

Anhydrase ya kaboni. (kisawe: carbonate dehydratase, carbonate hydrolyase) ni kimeng'enya ambacho huchochea mwitikio unaoweza kugeuzwa wa uloweshaji wa kaboni dioksidi: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Zilizomo katika seli nyekundu za damu, seli za mucosa ya tumbo, adrenal cortex, figo, na kwa kiasi kidogo katika mfumo mkuu wa neva, kongosho na viungo vingine. Jukumu la anhydrase ya kaboni katika mwili linahusishwa na kudumisha usawa wa asidi-msingi, usafiri wa CO 2, uundaji wa asidi hidrokloriki na mucosa ya tumbo. Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika damu ni kawaida kabisa, lakini katika hali fulani ya patholojia inabadilika sana. Kuongezeka kwa shughuli za anhydrase ya kaboni katika damu huzingatiwa katika anemia ya asili mbalimbali, matatizo ya mzunguko wa shahada ya II-III, baadhi ya magonjwa ya mapafu (bronchiectasis, pneumosclerosis), pamoja na wakati wa ujauzito. Kupungua kwa shughuli za enzyme hii katika damu hutokea kwa acidosis ya asili ya figo, hyperthyroidism. Kwa hemolysis ya intravascular, shughuli ya anhydrase ya kaboni inaonekana kwenye mkojo, wakati kawaida haipo. Inashauriwa kufuatilia shughuli za anhydrase ya kaboni katika damu wakati wa uingiliaji wa upasuaji kwenye moyo na mapafu, kwa sababu. inaweza kutumika kama kiashiria cha uwezo wa kubadilika wa mwili, na vile vile wakati wa matibabu na vizuizi vya anhydrase ya kaboni - hypothiazide, diacarb.

Anhydrase ya kaboni(kisawe: carbonate dehydratase, carbonate hydrolyase) ni kimeng'enya ambacho huchochea mwitikio unaoweza kugeuzwa wa uloweshaji wa kaboni dioksidi: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Zilizomo katika seli nyekundu za damu, seli za mucosa ya tumbo, adrenal cortex, figo, na kwa kiasi kidogo katika mfumo mkuu wa neva, kongosho na viungo vingine. Jukumu la anhydrase ya kaboni katika mwili linahusishwa na kudumisha usawa wa asidi-msingi, usafiri wa CO 2, uundaji wa asidi hidrokloriki na mucosa ya tumbo. Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika damu ni kawaida kabisa, lakini katika hali fulani ya patholojia inabadilika sana. Kuongezeka kwa shughuli za anhydrase ya kaboni katika damu huzingatiwa katika anemia ya asili mbalimbali, matatizo ya mzunguko wa shahada ya II-III, baadhi ya magonjwa ya mapafu (bronchiectasis, pneumosclerosis), pamoja na wakati wa ujauzito. Kupungua kwa shughuli za enzyme hii katika damu hutokea kwa acidosis ya asili ya figo, hyperthyroidism. Kwa hemolysis ya intravascular, shughuli ya anhydrase ya kaboni inaonekana kwenye mkojo, wakati kawaida haipo. Inashauriwa kufuatilia shughuli za anhydrase ya kaboni katika damu wakati wa uingiliaji wa upasuaji kwenye moyo na mapafu, kwa sababu. inaweza kutumika kama kiashiria cha uwezo wa kubadilika wa mwili, na vile vile wakati wa matibabu na vizuizi vya anhydrase ya kaboni - hypothiazide, diacarb.

Kuamua shughuli za anhydrase ya kaboni, njia za radiological, immunoelectrophoretic, colorimetric na titrimetric hutumiwa. Uamuzi unafanywa katika damu nzima iliyochukuliwa na heparini au katika seli nyekundu za damu zilizo na hemolyzed. Kwa madhumuni ya kliniki, mbinu za rangi zinazokubalika zaidi za kuamua shughuli za anhydrase ya kaboni (kwa mfano, marekebisho ya njia ya Brinkman), kulingana na kuamua wakati unaohitajika kuhamisha pH ya mchanganyiko wa incubation kutoka 9.0 hadi 6.3 kama matokeo ya CO 2 hydration. . Maji yaliyojaa dioksidi kaboni huchanganywa na kiashiria-bafa na kiasi fulani cha seramu ya damu (0.02). ml) au kusimamishwa kwa erythrocytes ya hemolyzed. Phenol nyekundu hutumiwa kama kiashiria. Molekuli za asidi ya kaboni hutengana, molekuli zote mpya za CO 2 hupitia ugavishaji wa enzymatic. Ili kupata matokeo ya kulinganishwa, mmenyuko unapaswa kuendelea kwa joto sawa ni rahisi zaidi kudumisha hali ya joto ya barafu iliyoyeyuka kwa 0 °. Wakati wa athari ya udhibiti (mmenyuko wa hiari wa uwekaji wa CO 2) kawaida ni 110-125. Na. Kawaida, inapoamuliwa na njia hii, shughuli ya anhydrase ya kaboni ni wastani wa vitengo 2-2.5 vya kawaida, na kwa suala la seli nyekundu za damu milioni 1 ni vitengo vya kawaida vya 0.458 ± 0.006 (kitengo cha shughuli ya anhydrase ya kaboni inachukuliwa kuwa Kuongezeka kwa mara 2 kwa kiwango cha mmenyuko wa kichocheo).

Bibliografia: Tathmini ya kliniki ya vipimo vya maabara, ed. VIZURI. Titsa, kwa. kutoka Kiingereza, uk. 196, M., 1986.

55-58 ujazo% ya dioksidi kaboni inaweza kutolewa kutoka kwa damu ya vena. Nyingi ya CO2 inayotolewa kutoka kwa damu hutoka kwenye chumvi za asidi ya kaboniki zilizopo kwenye plazima na erithrositi, na takriban voliti 2.5 tu ya kaboni dioksidi huyeyushwa na takriban vol. 4-5 huunganishwa na himoglobini katika mfumo wa kabomoglobini.

Asidi ya kaboni huundwa kutoka kwa kaboni dioksidi katika seli nyekundu za damu, ambazo zina kimeng'enya cha carbonic anhydrase, ambayo ni kichocheo chenye nguvu ambacho huharakisha mmenyuko wa unyevu wa CO2.

Kufunga dioksidi kaboni katika damu katika capillaries ya mzunguko wa utaratibu. Dioksidi kaboni inayoundwa katika tishu huenea ndani ya damu ya capillaries ya damu, kwa kuwa mvutano wa CO2 katika tishu huzidi kwa kiasi kikubwa mvutano wake katika damu ya ateri. CO2 kufutwa katika plasma diffuses ndani ya seli nyekundu ya damu, ambapo chini ya ushawishi anhydrase ya kaboni inabadilika mara moja kuwa asidi ya kaboni,

Kulingana na mahesabu, shughuli ya anhydrase ya kaboni katika erythrocytes ni kwamba mmenyuko wa hydration ya dioksidi kaboni huharakishwa kwa mara 1500-2000. Kwa kuwa kaboni dioksidi yote ndani ya erithrositi inabadilishwa kuwa asidi ya kaboniki, mvutano wa CO2 ndani ya erithrositi ni karibu na sifuri, hivyo kiasi kipya zaidi na zaidi cha CO2 huingia erithrositi. Kutokana na uundaji wa asidi ya kaboniki kutoka kwa CO3 katika erythrocyte, mkusanyiko wa ions HCO3 "huongezeka, na huanza kuenea kwenye plasma. Hii inawezekana kwa sababu utando wa uso wa erythrocyte unaweza kupenyeza kwa anions. Kwa cations, erythrocyte utando kwa kweli hauwezi kupenyeza Badala ya ioni za HCO3, ioni ya erithrositi huingia kwenye klorini Mpito wa ioni za klorini kutoka kwa plasma hadi erithrositi hutoa ioni za sodiamu katika plasma, ambayo hufunga ioni za HCO3 zinazoingia kwenye erithrositi, na kutengeneza NaHCO3 uchambuzi wa kemikali wa plazima ya damu ya vena unaonyesha ongezeko kubwa la bicarbonate ndani yake.

Mkusanyiko wa anions ndani ya erythrocyte husababisha kuongezeka kwa shinikizo la osmotic ndani ya erythrocyte, na hii inasababisha kifungu cha maji kutoka kwa plasma kupitia utando wa uso wa erythrocyte. Matokeo yake, kiasi cha seli nyekundu za damu katika capillaries ya utaratibu huongezeka. Utafiti uliofanywa kwa kutumia hematokriti ulibaini kuwa chembe nyekundu za damu huchukua 40% ya kiasi cha damu ya ateri na 40.4% ya kiasi cha damu ya venous. Inachofuata kutoka kwa hili kwamba kiasi cha erythrocytes ya damu ya venous ni kubwa zaidi kuliko ile ya erythrocytes ya arterial, ambayo inaelezwa na kupenya kwa maji ndani yao.

Wakati huo huo na kuingia kwa CO2 kwenye erythrocyte na kuundwa kwa asidi kaboniki ndani yake, oksijeni hutolewa kutoka kwa oksihimoglobini na kubadilishwa kuwa hemoglobini iliyopunguzwa. Mwisho ni asidi ya kutenganisha kidogo zaidi kuliko oksihimoglobini na asidi ya kaboni. Kwa hivyo, wakati oksihimoglobini inapobadilishwa kuwa hemoglobini, H2CO3 huondoa ioni za potasiamu kutoka kwa hemoglobini na, ikichanganya nao, huunda chumvi ya potasiamu ya bicarbonate.

Ioni ya H˙ iliyotolewa ya asidi ya kaboniki hufungamana na himoglobini. Kwa kuwa hemoglobini iliyopunguzwa ni asidi iliyotenganishwa kidogo, hakuna asidi ya damu na tofauti ya pH kati ya damu ya venous na arterial ni ndogo sana. Athari inayotokea katika seli nyekundu za damu ya capillaries ya tishu inaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo:

KHbO2 + H2CO3= HHb + O2 + KHSO3

Kutoka hapo juu inafuata kwamba oksihimoglobini, kugeuka kuwa hemoglobin na kutoa misingi inayohusishwa nayo kwa dioksidi kaboni, inakuza malezi ya bicarbonate na usafiri wa dioksidi kaboni katika fomu hii. Kwa kuongeza, gcmoglobin huunda kiwanja cha kemikali na CO2 - carbohemoglobin. Uwepo wa hemoglobini na dioksidi kaboni katika damu umeamua na majaribio yafuatayo. Ikiwa cyanide ya potasiamu imeongezwa kwa damu nzima, ambayo inazima kabisa anhydrase ya kaboni, inageuka kuwa seli nyekundu za damu kama hizo hufunga CO2 zaidi kuliko plasma. Kutokana na hili ilihitimishwa kuwa kufungwa kwa CO2 na erythrocytes baada ya inactivation ya anhydrase ya kaboni inaelezewa na kuwepo kwa kiwanja cha hemoglobini na CO2 katika erythrocytes. Baadaye iligunduliwa kuwa CO2 inashikamana na kikundi cha amini cha hemoglobin, na kutengeneza kinachojulikana kama dhamana ya carbamine.

Mmenyuko wa malezi ya carbohemoglobin inaweza kwenda kwa mwelekeo mmoja au nyingine kulingana na mvutano wa kaboni dioksidi katika damu. Ingawa sehemu ndogo ya jumla ya kaboni dioksidi ambayo inaweza kutolewa kutoka kwa damu imejumuishwa na hemoglobin (8-10%), jukumu la kiwanja hiki katika usafirishaji wa dioksidi kaboni kwenye damu ni kubwa sana. Takriban 25-30% ya kaboni dioksidi kufyonzwa na damu katika capillaries utaratibu huchanganyika na himoglobini kuunda carbohemoglobin.

Kutolewa kwa CO2 kwa damu katika capillaries ya pulmona. Kwa sababu ya shinikizo la chini la sehemu ya CO2 katika hewa ya tundu la mapafu ikilinganishwa na mvutano wake katika damu ya vena, dioksidi kaboni hupitia mgawanyiko kutoka kwa damu ya capillaries ya pulmona hadi kwenye hewa ya alveoli. Mvutano wa CO2 katika damu hupungua.

Wakati huo huo, kutokana na shinikizo la juu la sehemu ya oksijeni katika hewa ya alveoli ikilinganishwa na mvutano wake katika damu ya venous, oksijeni inapita kutoka hewa ya alveoli hadi kwenye damu ya capillaries ya mapafu. Mvutano wa O2 katika damu huongezeka, na hemoglobin inabadilishwa kuwa oxyhemoglobin. Kwa kuwa mwisho ni asidi, mgawanyiko ambao ni wa juu zaidi kuliko ule wa hemoglobini ya asidi ya kaboni, huondoa asidi ya kaboni kutoka kwa asidi yake ya potasiamu. Majibu huenda kama ifuatavyo:

ННb + O2 + KНSO3= KНbO2+H2CO3

Asidi ya kaboni, iliyoachiliwa kutoka kwa dhamana yake na besi, huvunjwa na anhydrase ya kaboni ndani ya dioksidi kaboni ndani ya maji. Umuhimu wa anhidrasi ya kaboni katika kutolewa kwa dioksidi kaboni kwenye mapafu unaweza kuonekana kutoka kwa data zifuatazo. Ili mmenyuko wa upungufu wa maji mwilini wa H2CO3 kufutwa katika maji kutokea, na uundaji wa kiasi cha dioksidi kaboni ambayo huacha damu wakati iko kwenye capillaries ya mapafu, inachukua sekunde 300. Damu hupitia kapilari za mapafu ndani ya sekunde 1-2, lakini wakati huu, upungufu wa maji mwilini wa asidi ya kaboniki ndani ya seli nyekundu ya damu na kueneza kwa CO2 inayosababishwa kwanza kwenye plasma ya damu na kisha kwenye hewa ya alveoli.

Kwa kuwa mkusanyiko wa ioni za HCO3 katika erythrocytes hupungua katika capillaries ya pulmona, ioni hizi kutoka kwa plasma huanza kuenea kwenye erythrocytes, na ioni za kloridi huenea kutoka kwa erythrocytes hadi kwenye plasma. Kutokana na ukweli kwamba mvutano wa dioksidi kaboni katika damu ya capillaries ya pulmona hupungua, dhamana ya carbamine imepasuka na carbohemoglobin hutoa dioksidi kaboni.

Mikondo ya kutengana ya misombo ya asidi ya kaboni kwenye damu. Kama tulivyokwisha sema, zaidi ya 85% ya kaboni dioksidi ambayo inaweza kutolewa kutoka kwa damu kwa kuitia asidi hutolewa kama matokeo ya kuvunjika kwa bicarbonates (potasiamu katika seli nyekundu za damu na sodiamu katika plasma).

Kufungwa kwa dioksidi kaboni na kutolewa kwake ndani ya damu hutegemea mvutano wake wa sehemu. Inawezekana kutengeneza mikondo ya kutenganisha misombo ya kaboni dioksidi katika damu, sawa na mikondo ya kutengana kwa oksihimoglobini. Kwa kufanya hivyo, asilimia ya kiasi cha dioksidi kaboni iliyofungwa katika damu hupangwa pamoja na mhimili wa kuratibu, na matatizo ya sehemu ya dioksidi kaboni yanapangwa kando ya mhimili wa abscissa. Curve ya chini kwenye Mtini. 58 inaonyesha kufungwa kwa dioksidi kaboni na damu ya ateri, hemoglobini ambayo karibu imejaa oksijeni. Mviringo wa juu unaonyesha kuunganishwa kwa gesi ya asidi na damu ya venous.

Tofauti ya urefu wa curves hizi inategemea ukweli kwamba damu ya ateri, yenye matajiri katika oksihimoglobini, ina uwezo mdogo wa kumfunga dioksidi kaboni ikilinganishwa na damu ya venous. Kuwa asidi kali kuliko asidi ya kaboni, oksihimoglobini huondoa besi kutoka kwa bicarbonates na hivyo huchangia kutolewa kwa asidi ya kaboni. Katika tishu, oksihimoglobini, inayogeuka kuwa hemoglobini, inatoa misingi inayohusishwa nayo, na kuongeza kumfunga kwa gesi ya asidi katika damu.

Onyesha A kwenye curve ya chini kwenye Mtini. 58 inalingana na voltage ya asidi ya 40 mm Hg. Sanaa, yaani, voltage ambayo iko katika damu ya ateri. Kwa voltage hii, 52 vol.% CO2 imefungwa. Pointi V kwenye curve ya juu inalingana na voltage ya gesi ya asidi ya 46 mmHg. Sanaa, i.e. iko kwenye damu ya venous. Kama inavyoonekana kutoka kwa mkunjo, kwa voltage hii, damu ya vena hufunga dioksidi kaboni 58%. Laini ya AV inayounganisha mikunjo ya juu na ya chini inalingana na mabadiliko hayo katika uwezo wa kufunga dioksidi kaboni ambayo hutokea wakati damu ya ateri inabadilishwa kuwa venous au, kinyume chake, damu ya venous ndani ya ateri.

Damu ya vena, kutokana na ukweli kwamba himoglobini iliyomo hubadilishwa kuwa oksihimoglobini, hutoa takriban vol. 6% CO2 katika kapilari za mapafu. Ikiwa hemoglobini kwenye mapafu haikubadilishwa kuwa oksihimoglobini, basi, kama inavyoonekana kutoka kwa curve, damu ya venous na shinikizo la sehemu ya dioksidi kaboni kwenye alveoli sawa na 40 mm Hg. Sanaa ingefunga 54 vol.% CO2, kwa hivyo, ingeacha sio 6, lakini 4 tu vol.%. Vivyo hivyo, ikiwa damu ya ateri kwenye capillaries ya mzunguko wa utaratibu haikutoa oksijeni yake, yaani, ikiwa hemoglobini yake ilibaki imejaa oksijeni, basi damu hii ya ateri, kwa shinikizo la sehemu ya kaboni dioksidi iliyopo kwenye capillaries ya mwili. tishu, hazingeweza kujumuisha 58 vol.% CO2, lakini vol. 55 pekee.

Madhumuni ya kazi ni kuamua sababu zinazoathiri shughuli ya anhydrase ya kaboni iliyo na zinki katika mfumo wa uzazi wa panya wa kiume chini ya hali ya yatokanayo na mionzi ya chini ya microwave. Anhydrase ya kaboni ina jukumu muhimu katika kimetaboliki ya plasma ya seminal na kukomaa kwa manii. Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika dondoo za chumvi-maji ya epididymis na majaribio ya panya katika kikundi cha udhibiti, kulingana na data yetu, ni kati ya 84.0 ± 74.5 U / ml, ambayo kwa suala la uzito wa tishu ni 336.0 ± 298.0 U / mg. Uhusiano kati ya mkusanyiko wa zinki na ioni za polyamine na shughuli ya anhydrase ya kaboni ilisomwa. Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika mfumo wa uzazi wa panya wa kiume ina mpango tata wa udhibiti, ambao ni wazi sio mdogo kwa mambo ambayo tumeelezea. Kulingana na matokeo yaliyopatikana, inaweza kuhitimishwa kuwa jukumu la wasimamizi mbalimbali wa shughuli ya enzyme hii inatofautiana kulingana na kiwango cha shughuli za anhydrase ya kaboni. Kuna uwezekano kwamba viwango vya juu vya manii huzuia unukuzi wa jeni ya anhidrasi ya kaboni, kutokana na data juu ya kazi za polyamine hii. Spermidine pengine hutumika kama kigezo cha kuzuia katika hatua za baada ya tribosomal za udhibiti wa shughuli ya anhidrasi ya kaboni, na putrescine na mkusanyiko wa ioni za zinki ni sababu za kuwezesha zinazohusiana.

mfumo wa uzazi wa panya wa kiume

mkusanyiko wa ioni ya zinki

polyamines

anhydrase ya kaboni

1. Boyko O.V. Vipengele vya mbinu ya matumizi ya manii ya asidi hidrokloriki na spermidine kwa kutambua microflora ya uropathogenic / O.V. Boyko, A.A. Terentyev, A.A. Nikolaev // Shida za uzazi. - 2010. - Nambari 3. - P. 77-79.

2. Ilyina O.S. Mabadiliko katika maudhui ya zinki katika damu ya binadamu katika aina ya kisukari mellitus na vipengele vya athari ya hypoglycemic ya tata ya insulini-chondroitin sulfate iliyo na zinki: abstract. dis. ...pipi. biol. Sayansi. - Ufa, 2012. - 24 p.

3. Lutsky D.L. Wigo wa protini ya ejaculates ya uzazi tofauti / D.L. Lutsky, A.A. Nikolaev, L.V. Lozhkina // Urolojia. - 1998. - Nambari 2. - P. 48-52.

4. Nikolaev A.A. Shughuli ya vimeng'enya vya spermoplasmic katika ejaculate za uzazi tofauti / A.A. Nikolaev, D.L. Lutsky, V.A. Bochanovsky, L.V. Lozhkina // Urolojia. - 1997. - Nambari 5. - P. 35.

5. Ploskonos M.V. Uamuzi wa polyamines katika vitu mbalimbali vya kibiolojia / M.V. Ploskonos, A.A. Nikolaev, A.A. Nikolaev // Jimbo la Astrakhan. asali. akad. - Astrakhan, 2007. - 118 p.

6. Polunin A.I. Matumizi ya zinki katika matibabu ya uzazi wa kiume / A.I. Polunin, V.M. Miroshnikov, A.A. Nikolaev, V.V. Dumchenko, D.L. Lutsky // Microelements katika dawa. - 2001. - T. 2. - Nambari 4. - P. 44-46.

7. Haggis G.C., Gortos K. Shughuli ya anhydrase ya kaboni ya tishu za njia ya uzazi ya panya za kiume na uhusiano wake na uzalishaji wa shahawa // J. Fert. Rudia. - 2014. - V. 103. - P. 125-130.

Inajulikana kuwa shughuli ya anhydrase ya kaboni iliyo na zinki ni ya juu katika mfumo wa uzazi wa ndege wa kiume, mamalia na wanadamu. Shughuli ya enzyme hii huathiri kukomaa kwa manii, idadi yao na kiasi cha manii. Lakini hakuna habari kuhusu mabadiliko katika shughuli za anhydrase ya kaboni chini ya ushawishi wa vipengele vingine vya mara kwa mara vya mfumo wa uzazi, kama vile ioni za zinki na polyamines (putrescine, spermine na spermidine), ambayo huathiri kikamilifu spermatogenesis. Maelezo ya jumla tu ya matokeo ya mabadiliko katika shughuli za anhydrase ya kaboni kwenye hali ya morphofunctional ya viungo vya mfumo wa uzazi wa panya za kiume, idadi ya manii, na motility yao hutolewa.

Kusudi la kazi yetu ilikuwa utafiti wa shughuli ya anhidrasi ya kaboni iliyo na zinki na uhusiano wake na kiwango cha polyamines na ioni za zinki katika tishu za mfumo wa uzazi wa panya wa kiume waliokomaa kingono.

nyenzo na njia. Sehemu ya majaribio ya utafiti ilijumuisha panya 418 wa kiume weupe wa Wistar. Panya walikuwa na umri wa miezi 6-7 (watu waliokomaa). Uzito wa mwili wa panya ulikuwa 180-240 g, umewekwa chini ya hali ya kawaida ya vivarium. Ili kuepuka ushawishi wa tofauti za msimu katika majibu ya ushawishi wa majaribio, tafiti zote zilifanyika katika kipindi cha vuli-baridi ya mwaka. Mkusanyiko wa majaribio na epididymis kutoka kwa panya ulifanyika chini ya anesthesia ya ether (masomo ya majaribio yalifanywa kwa mujibu wa Azimio la Helsinki juu ya Matibabu ya Wanyama ya Wanyama).

Vitu vya utafiti wetu vilikuwa dondoo za chumvi-maji za epididymis na majaribio ya panya wa kiume waliokomaa kingono. Dondoo zilitayarishwa katika bafa ya asidi-hidrokloriki pH = 7.6 katika uwiano wa uzito/kiasi wa 1/5, baada ya kuganda mara nne, kuyeyushwa na kuainishwa kwa 8000 g kwa dakika 50, sampuli ziligandishwa na kuhifadhiwa kwa -24 °C hadi Somo.

Uamuzi wa zinki. Kwa 2 ml ya dondoo chini ya utafiti, 0.1 ml ya 10% NaOH na 0.2 ml ya 1% ufumbuzi wa dithizone katika tetrakloridi kaboni ziliongezwa. Katika udhibiti mbaya, 2 ml ya maji ya distilled iliongezwa, katika udhibiti mzuri - 2 ml ya 20 μmol ufumbuzi wa sulfate ya zinki (mkusanyiko wa molar wa ufumbuzi wa kawaida wa sulfate ya zinki). Sampuli zilipigwa picha kwa 535 nm. Mkusanyiko wa kani za zinki katika sampuli ulikokotolewa kwa kutumia fomula: CZn=20 µmol × Sampuli OD535/Standard OD535, ambapo Sampuli OD535 ni msongamano wa macho wa sampuli, iliyopimwa kwa nm 535; OD535 Standard - wiani wa macho ya ufumbuzi wa kawaida wa micromolar 20 wa sulfate ya zinki, kipimo cha 535 nm.

Uamuzi wa anhydrase ya kaboni. Njia hiyo ni ya msingi wa mmenyuko wa upungufu wa maji mwilini wa bicarbonate na kuondolewa kwa dioksidi kaboni iliyoundwa kama matokeo ya upungufu wa maji mwilini na kububujika sana kwa njia ya mmenyuko na hewa iliyoachiliwa kutoka kwa monoxide ya kaboni na kurekodi kwa wakati mmoja kwa kiwango cha mabadiliko katika pH. Mwitikio huanza kwa kuanzisha kwa haraka suluhisho la substrate - bicarbonate ya sodiamu (10 mM) kwenye mchanganyiko wa majibu yenye sampuli ya majaribio. Katika kesi hii, pH huongezeka kwa vitengo 0.01-0.05. Sampuli (10.0-50.0 mg) za epididymis na korodani za panya wa kiume waliokomaa kingono ziliwekwa homogenized na kuwekwa katikati kwa 4500 g kwa dakika 30. ifikapo 4 °C, na ile ya juu zaidi hupunguzwa kwa maji yaliyoyeyushwa mara mbili kwa 4 °C hadi kiwango ambacho kinaweza kuruhusu muda wa majibu kupimwa. Shughuli ya anhydrase ya kaboni imedhamiriwa na mabadiliko katika thamani ya awali ya pH kutoka 8.2 hadi 8.7 katika mmenyuko wa CO2 wa kutokomeza maji mwilini. Kiwango cha mrundikano wa ioni haidroksili hupimwa kwa njia ya kielektroniki kwa kutumia mita ya pH inayoweza kuratibiwa (InoLab pH 7310) iliyounganishwa na Kompyuta. Mabadiliko ya pH kutoka 8.2 hadi 8.7, kama kazi ya muda katika sehemu ya mstari, inazingatia shughuli ya enzyme. Muda wa wastani (T) wa vipimo 4 ulihesabiwa. Muda wa mabadiliko ya pH wakati wa ugavishaji wa hiari wa CO2 katika wastani bila sampuli ulichukuliwa kama udhibiti. Shughuli ya anhydrase ya kaboni ilionyeshwa katika vitengo vya enzyme (U) kwa mg ya tishu mvua kulingana na equation: ED = 2 (T0 - T) / (T0 × mg tishu katika mchanganyiko wa mmenyuko), ambapo T0 = muda wa wastani kwa vipimo 4 vya suluhisho safi ya 4 ml ya kilichopozwa, kilichojaa dioksidi kaboni, maji ya bidistilled.

Uamuzi wa polyamines. Sampuli (100–200 mg) za epididymis na korodani za panya albino wa kiume waliokomaa ziliwekwa homojeni, zikaahirishwa katika ml 1 ya asidi ya perkloriki ya kawaida 0.2 ili kutoa polimani zisizolipishwa, na kuwekwa katikati. Kwa 100 μl ya nguvu kuu, 110 μl ya 1.5 M kabonati ya sodiamu na 200 μl ya kloridi ya dansyl (suluhisho la 7.5 mg/ml katika asetoni; Sigma, Munich, Ujerumani) ziliongezwa. Aidha, 10 μL ya 0.5 mM diaminohexane iliongezwa kama kiwango cha ndani. Baada ya saa 1 ya incubation ifikapo 60°C gizani, 50 μL ya myeyusho wa proline (100 mg/mL) iliongezwa ili kufunga kloridi ya dansyl isiyolipishwa. Kisha derivatives za dansyl za polyamines (hapa zitajulikana kama DNSC-polyamines) zilitolewa kwa toluini, kusalimishwa katika kivukizo cha utupu na kuyeyushwa katika methanoli. Chromatography ilifanywa kwenye safu ya LC 18 ya awamu ya nyuma (Supelco), katika mfumo wa kromatografia wa kioevu wa utendaji wa juu (Dionex) unaojumuisha mchanganyiko wa gradient (mfano wa P 580), sindano ya kiotomatiki (ASI 100) na kigunduzi cha fluorescence (RF 2000) . Poliamine zilitolewa katika kipenyo cha mstari kutoka 70% hadi 100% (v/v) methanoli katika maji kwa kiwango cha mtiririko wa 1 mL/min na kutambuliwa kwa urefu wa msisimko wa 365 nm na urefu wa mawimbi wa 510 nm. Data ilichanganuliwa kwa kutumia programu ya Dionex Chromeleon na ukadiriaji ulifanyika kwa mikondo ya urekebishaji iliyopatikana kutoka kwa mchanganyiko wa dutu safi (Mchoro A).

Kromatografia ya utendaji wa juu wa polyamines za DNSC:

A - chromatogram ya mchanganyiko wa kawaida wa DNSC-polyamines; B - chromatogram ya DNSC-polyamines kutoka kwa moja ya sampuli za tishu za epididymis na majaribio ya panya za kiume. 1 - putrescine; 2 - cadaverine; 3 - hexanediamine (kiwango cha ndani); 4 - spermidine; 5 - manii. Mhimili wa x ni wakati kwa dakika, mhimili wa y ni fluorescence. Vilele visivyo na idadi - uchafu usiojulikana

Matokeo ya utafiti na majadiliano. Kama inavyojulikana, anhydrase ya kaboni ina jukumu muhimu katika kimetaboliki ya plasma ya seminal na kukomaa kwa manii. Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika dondoo za chumvi-maji ya epididymis na majaribio ya panya katika kikundi cha udhibiti, kulingana na data yetu, ni kati ya 84.0 ± 74.5 U / ml, ambayo kwa suala la uzito wa tishu ni 336.0 ± 298.0 U / mg. Shughuli hiyo ya juu ya enzyme inaweza kuelezewa na jukumu lake muhimu la kisaikolojia. Kwa kulinganisha, kiwango cha shughuli za enzyme hii katika tishu nyingine za wanyama sawa ni chini sana (Jedwali 1), isipokuwa kwa damu nzima, ambayo shughuli kubwa ya anhydrase ya kaboni ya erythrocyte inajulikana. Walakini, kinachojulikana ni kutawanya kwa upana sana katika maadili ya shughuli ya anhydrase ya kaboni kwenye epididymis na testes, mgawo wa tofauti ambao ni zaidi ya 150% (Jedwali 1).

Jedwali 1

Shughuli ya anhydrase ya kaboni katika tishu za wanaume waliokomaa kijinsia

Hii inaonyesha ushawishi wa mambo ambayo hayajahesabiwa kwenye shughuli ya enzyme. Kuna hali mbili zinazoelezea kipengele hiki. Kwanza, inajulikana kuwa amini hai, ikiwa ni pamoja na polyamines spermidine na spermine, zina uwezo wa kuamsha anhydrase ya kaboni. Ni mfumo wa uzazi wa kiume ambao ni chanzo kikubwa cha manii na spermidine. Kwa hiyo, tulifanya uamuzi sambamba wa mkusanyiko wa polyamines katika maji ya chumvi-chumvi ya epididymis na majaribio ya panya za kiume. Polyamines spermidine, spermine, na putrescine zilichanganuliwa na HPLC kama ilivyoelezwa katika Mbinu. Ilionyeshwa kuwa manii, spermidine na putrescine ziligunduliwa kwenye tishu za epididymis na majaribio ya panya za kiume (Mchoro B).

Katika panya dume waliokomaa kiafya, kiwango cha manii kilikuwa 5.962±4.0.91 µg/g tishu, spermidine 3.037±3.32 µg/g tishu, putrescine 2.678±1.82 µg/g, na uwiano wa spermine/spermidine 21.81. Zaidi ya hayo, kulingana na data yetu, kiwango cha spermidine na kiwango cha manii (kwa kiasi kidogo) kinakabiliwa na mabadiliko makubwa. Uchambuzi wa uwiano ulionyesha uhusiano mkubwa mzuri (r = + 0.3) kati ya viwango vya spermine na spermidine, na, kwa mtiririko huo, spermidine na putrescine (r = + 0.42). Inavyoonekana, hali hii ni moja ya sababu zinazoathiri mtawanyiko mkubwa wa matokeo ya kuamua shughuli za anhydrase ya kaboni.

Kidhibiti kingine cha shughuli ya anhidrasi ya kaboni inaweza kuwa kiwango cha zinki katika tishu za uzazi za panya wa kiume waliokomaa kingono. Kulingana na data yetu, kiwango cha ion ya zinki kinatofautiana sana, kutoka 3.2 hadi 36.7 μg / g ya tishu ya maandalizi ya jumla ya majaribio na epididymis ya panya za kiume za kukomaa kijinsia.

Uchanganuzi wa uwiano wa viwango vya zinki na viwango vya manii, manii na shughuli ya anhydrase ya kaboni ilionyesha viwango tofauti vya uwiano mzuri kati ya mkusanyiko wa ioni za zinki na metabolites hizi. Kiwango kisicho na maana cha ushirika kilipatikana na manii (+0.14). Kwa kuzingatia idadi ya uchunguzi uliotumiwa, uunganisho huu sio muhimu (p≥0.1). Uwiano mkubwa mzuri ulipatikana kati ya kiwango cha ioni za zinki na mkusanyiko wa putrescine (+0.42) na mkusanyiko wa spermidine (+0.39). Uwiano chanya uliotarajiwa wa hali ya juu (+0.63) pia ulipatikana kati ya mkusanyiko wa ayoni za zinki na shughuli ya anhidrasi ya kaboni.

Katika hatua iliyofuata, tulijaribu kuchanganya mkusanyiko wa zinki na kiwango cha polyamines kama sababu zinazodhibiti shughuli za anhydrase ya kaboni. Wakati wa kuchambua mfululizo wa tofauti wa uamuzi wa pamoja wa mkusanyiko wa ioni za zinki, polyamines na shughuli za anhydrase ya kaboni, baadhi ya kawaida yalifunuliwa. Ilionyeshwa kuwa kati ya tafiti 69 zilizofanywa juu ya kiwango cha shughuli za anhydrase ya kaboni, vikundi vitatu vinaweza kutofautishwa:

Kikundi cha 1 - shughuli za juu kutoka vitengo 435 hadi 372 (idadi ya uchunguzi 37),

Kikundi cha 2 - shughuli ya chini kutoka kwa vitengo 291 hadi 216 (idadi ya uchunguzi 17),

Kikundi cha 3 - shughuli ya chini sana kutoka kwa vitengo 177 hadi 143 (idadi ya uchunguzi 15).

Wakati wa kupanga viwango vya polyamines na mkusanyiko wa ioni za zinki na vikundi hivi, kipengele cha kuvutia kilifunuliwa ambacho hakikuonekana wakati wa kuchambua mfululizo wa mabadiliko. Viwango vya juu vya manii (kwa wastani 9.881 ± 0.647 μg/g tishu) vinahusishwa na kundi la tatu la uchunguzi na shughuli ya chini sana ya anidrase ya kaboni, na kiwango cha chini (kwa wastani 2.615 ± 1.130 μg/g) na kundi la pili lililo na tishu ndogo. shughuli ya enzyme.

Idadi kubwa ya uchunguzi inahusishwa na kundi la kwanza na kiwango cha juu cha shughuli za anhydrase ya kaboni;

Mkusanyiko wa ioni za zinki huonyesha uhusiano mgumu na shughuli ya anhydrase ya kaboni. Katika kikundi cha kwanza cha shughuli za anhydrase ya kaboni (Jedwali 2), mkusanyiko wa ioni za zinki pia ni kubwa kuliko maadili katika vikundi vingine (kwa wastani 14.11 ± 7.25 μg / g ya tishu). Zaidi ya hayo, mkusanyiko wa ioni za zinki hupungua kwa mujibu wa kupungua kwa shughuli za anhydrase ya kaboni, lakini kupungua huku sio uwiano. Ikiwa katika kundi la pili shughuli za anhydrase ya kaboni hupungua ikilinganishwa na ya kwanza na 49.6% na ya tatu na 60.35%, basi mkusanyiko wa ioni za zinki hupungua katika kundi la pili kwa 23%, na kwa tatu kwa 39%.

meza 2

Uhusiano kati ya mkusanyiko wa polyamines na ioni za zinki na shughuli za anhydrase ya kaboni

Hii inaonyesha mambo ya ziada yanayoathiri shughuli ya enzyme hii. Mienendo ya mkusanyiko wa putrescine inaonekana tofauti (Jedwali 2). Kiwango cha polyamine hii kinashuka kwa kasi, na katika kundi la tatu la kulinganisha kiwango cha putrescine ni cha chini kwa wastani kwa karibu 74%. Mienendo ya viwango vya manii hutofautiana kwa kuwa maadili ya "popping up" ya polyamine hii yanahusishwa hasa na kundi la pili la viwango vya shughuli za anhydrase ya kaboni. Kwa shughuli ya juu ya enzyme hii (kikundi 1), mkusanyiko wa spermidine ni juu kidogo kuliko wastani wa uchunguzi wote, na katika kundi la tatu ni karibu mara 4 chini kuliko mkusanyiko katika kundi la pili.

Kwa hivyo, shughuli ya anhydrase ya kaboni katika mfumo wa uzazi wa panya wa kiume ina mpango tata wa udhibiti, ambao ni wazi sio mdogo kwa mambo ambayo tumeelezea. Kulingana na matokeo yaliyopatikana, inaweza kuhitimishwa kuwa jukumu la wasimamizi mbalimbali wa shughuli ya enzyme hii inatofautiana kulingana na kiwango cha shughuli za anhydrase ya kaboni. Kuna uwezekano kwamba viwango vya juu vya manii huzuia unukuzi wa jeni ya anhidrasi ya kaboni, kutokana na data juu ya kazi za polyamine hii. Spermidine pengine hutumika kama kigezo cha kuzuia katika hatua za baada ya tribosomal za udhibiti wa shughuli ya anhidrasi ya kaboni, na putrescine na mkusanyiko wa ioni za zinki ni sababu za kuwezesha zinazohusiana.

Chini ya hali hizi, tathmini ya ushawishi wa mambo ya nje (pamoja na yale yanayobadilisha kazi ya uzazi) kwenye shughuli ya anhydrase ya kaboni, kama moja ya viungo muhimu katika kimetaboliki ya mfumo wa uzazi wa mamalia wa kiume, inakuwa sio muhimu tu, bali pia. mchakato changamano, unaohitaji idadi kubwa ya udhibiti na tathmini ya pande nyingi.

Kiungo cha bibliografia

Tunakuletea magazeti yaliyochapishwa na shirika la uchapishaji "Chuo cha Sayansi ya Asili"

Ambayo, kwa kushangaza, haitumiwi kwa uhuru kama diuretics (diuretics). Vizuizi vya anhydrase ya kaboni hutumiwa hasa kwa glaucoma.

Anhidrasi ya kaboni katika epithelium ya neli za karibu za nephroni huchochea upungufu wa maji mwilini wa asidi ya kaboniki, ambayo ni kiungo muhimu katika urejeshaji wa bicarbonates. Wakati inhibitors ya anhydrase ya kaboni hutenda, bicarbonate ya sodiamu haipatikani tena, lakini hutolewa kwenye mkojo (mkojo huwa alkali). Kufuatia sodiamu, potasiamu na maji hutolewa kutoka kwa mwili kwenye mkojo. Athari ya diuretiki ya vitu katika kundi hili ni dhaifu, kwani karibu sodiamu yote iliyotolewa kwenye mkojo kwenye mirija ya karibu huhifadhiwa katika sehemu za mbali za nephron. Ndiyo maana Vizuizi vya anhydrase ya kaboni kwa sasa hazitumiwi kwa kujitegemea kama diuretics..

Dawa za kuzuia anhydrase ya kaboni

Acetazolamide

(diacarb) ndiye mwakilishi maarufu zaidi wa kundi hili la diuretics. Inachukuliwa vizuri kutoka kwa njia ya utumbo na, bila kubadilika, hutolewa haraka kwenye mkojo (yaani, athari yake ni ya muda mfupi). Dawa zinazofanana na acetazolamide - dichlorphenamide(daranid) na methazolamide(neptazane).

Methazolamide pia ni ya darasa la inhibitors carbonic anhydrase. Ina nusu ya maisha marefu kuliko acetazolamide na haina nephrotoxic kidogo.

Dorzolamide. Imeonyeshwa kwa kupunguza shinikizo la juu la intraocular kwa wagonjwa walio na glakoma ya pembe-wazi au shinikizo la damu la ocular ambao hawajisikii vya kutosha kwa vizuizi vya beta.

Brinzolamide(majina ya biashara Azopt, Alcon Laboratories, Inc, Befardin Fardi MEDICALS) pia ni ya darasa la vizuizi vya anhydrase ya kaboni. Inatumika kupunguza shinikizo la ndani ya macho kwa wagonjwa walio na glakoma ya pembe-wazi au shinikizo la damu la macho. Mchanganyiko wa brinzolamide na timolol hutumiwa kikamilifu kwenye soko chini ya jina la biashara la Azarga.

Madhara

Vizuizi vya anhydrase ya kaboni vina athari kuu zifuatazo:

• hypokalemia;
• hyperchloremic metabolic acidosis;
• phosphaturia;
• hypercalciuria na hatari ya mawe ya figo;
• neurotoxicity (paresthesia na usingizi);
• athari za mzio.

Contraindications

Acetazolamide, kama vizuizi vingine vya anhydrase ya kaboni, ni kinyume chake katika cirrhosis ya ini, kwani alkalinization ya mkojo huzuia kutolewa kwa amonia, ambayo husababisha encephalopathy.

Dalili za matumizi

Vizuizi vya anhydrase ya kaboni hutumiwa kimsingi kutibu glaucoma. Wanaweza pia kutumika kutibu kifafa na ugonjwa mkali wa mlima. Kwa kuwa wanakuza kufutwa na kuondolewa kwa asidi ya uric, wanaweza kutumika katika matibabu ya gout.

Acetazolamide kutumika katika hali zifuatazo:

• Glaucoma (hupunguza uzalishwaji wa kiowevu cha intraocular na plexus ya choroid ya mwili wa siliari.
• Matibabu ya kifafa (petit mal). Acetazolamide ni nzuri katika kutibu aina nyingi za kifafa, ikijumuisha tonic-clonic na mshtuko wa moyo, ingawa ina faida ndogo kwani uvumilivu hukua na matumizi ya muda mrefu.
• Kwa kuzuia nephropathy wakati wa matibabu, tangu kuvunjika kwa seli hutoa kiasi kikubwa cha besi za purine, ambayo hutoa ongezeko kubwa la awali ya asidi ya uric. Alkalinization ya mkojo na acetazolamide kutokana na kutolewa kwa bicarbonates huzuia nephropathy kutokana na kupoteza fuwele za asidi ya uric.
• Kuongeza diuresis wakati wa edema na kurekebisha alkalosis ya metabolic ya hypochloremic katika CHF. Kwa kupunguza ufyonzwaji upya wa NaCl na bicarbonates kwenye mirija iliyo karibu.

Hata hivyo, kwa hakuna dalili hizi ni acetazolamide matibabu ya msingi ya pharmacological (dawa ya kuchagua). Acetazolamide pia imeagizwa kwa ugonjwa wa mlima (kwani husababisha acidosis, ambayo inasababisha kurejeshwa kwa unyeti wa kituo cha kupumua kwa hypoxia).

Vizuizi vya anhydrase ya kaboni katika matibabu ya ugonjwa wa mlima

Katika miinuko ya juu, shinikizo la kiasi la oksijeni huwa chini, na watu lazima wapumue haraka ili kupata oksijeni ya kutosha kuishi. Hili linapotokea, shinikizo la sehemu ya kaboni dioksidi CO2 kwenye mapafu hupunguzwa (inapeperushwa tu unapotoa pumzi), na kusababisha alkalosis ya kupumua. Utaratibu huu kawaida hulipwa na figo kupitia uondoaji wa bicarbonate na kwa hivyo husababisha acidosis ya metabolic ya fidia, lakini utaratibu huu huchukua siku kadhaa.

Matibabu ya haraka zaidi ni vizuizi vya anhidrase ya kaboni, ambayo huzuia uchukuaji wa bicarbonate kwenye figo na kusaidia kurekebisha alkalosis. Vizuizi vya anhydrase ya kaboni pia huboresha ugonjwa sugu wa mlima.