Курсовая работа на тему: Содержание аскорбиновой, дегидроаскорбиновой и дикетогулоновой кислот в эритроцитах здоровых детей

Введение

Зрелые эритроциты млекопитающих - это высокоспециализированные безъядерные клетки. Основной функцией эритроцитов является транспорт кислорода от клетки к тканям и углекислоты в обратном направлении. Высокие концентрации кислорода и процессы оксигенации - деоксигенации гемоглобина обуславливают образование высокореакционных интермедиатов кислорода, вызывающих нарушение нормального функционирования клетки. Существует антиоксидантная система защиты клетки от свободнорадикального окисления. В её состав входит ряд ферментов и небелковых веществ. Важную роль в антиоксидантной системе играет вещество небелковой природы - аскорбат. Он обладает широким спектром антиоксидантных свойств, в частности, только аскорбат достаточно реакционноспособен для эффективного ингибирования инициации перекисного окисления липидов. Аскорбат блокирует поглощение кислорода и образование перекиси водорода; присутствие аскорбата в клетках оказывает защитное действие на гемоглобин, препятствуя его окислению. Аскорбат в ходе выполнения своих биохимических функций обратимо переходит в окисленную форму - ДАК и ДКГК. Основную роль в биохимических процессах играет редокс-пара - АК/ДАК. По данным литературы, это соотношение может меняться при различных патологических процессах, одним из наиболее распространённых из них является инсулинзависимый сахарный диабет. Исследования, направленные на изучение изменения содержания АК, ДАК и ДКГК в клетках могут быть одним из критериев, свидетельствующих о наличии в организме вышеуказанных процессов.

Целью данной работы явилось определение содержания АК, ДАК, ДКГК в общей эритроцитарной массе у детей, страдающих инсулинзависимым сахарным диабетом. Данная работа представляет собой часть исследований, проводимых на кафедре биохимии и физиологии человека и животных КГУ по изучению метаболизма эритроцитов.

Оглавление

- Введение 2

- Обзор литературы

- биохимические процессы при созревании и старении эритроцитов

- Характеристика эритроцитов

- Энергетический обмен в эритроцитах

- Антиоксидантная система эритроцитов

- Аскорбат как компонент АОС эритроцитов

- Строение и физико-химические свойства аскорбата

- Сахарный диабет как один из распространёенных патологических процессов

- Материалы и методы

- Подготовка эритроцитов

- Метод раздельного определения аскорбиновой, дегидроаскорбиновой и дикетогулоновой кислот в эритроцитах

- Статистическая обработка результатов

- Результаты и их обсуждение

- Выводы 15

- литература 16

- Приложение

Заключение

1. Содержание общей АК в эритроцитах детей и взрослых, страдающих ИЗСД, составляет 19.52 мг% и 6,47 мг%, в эритроцитах здоровых детей - 12.48 мг%.

2. Содержание восстановленной АК в эритроцитах больных детей и взрослых составляет 4.1 и 2,01 мг% (20.5 и 31% от общей АК), в эритроцитах здоровых детей - 4.28 мг% (33%).

3. Содержание окисленных форм АК - ДАК и ДКГК в эритроцитах больных детей и взрослых составляет 15.5 и 4.46 мг% (79.5 и 69% от общей АК), в эритроцитах здоровых детей - 8.36 мг% (67%).

4. В общей эритроцитарной массе больных детей соотношение окисленная форма АК/ восстановленная форма АК составляет 4/1, что свидетельствует о превалировании окисленной формы АК над восстановленной.

5. В общей эритроцитарной массе здоровых детей это соотношение равно 2/1, т.е., налицо тенденция к росту содержания восстановленной АК.

Заключение

Уже давно доказали тот факт, что аскорбиновая кислота является постоянной составной частью тканей и органов человека. Важность выполняемых ею физиологических функций не подлежит сомнению. Некоторые из них давно известны и хорошо изучены. Например, то, что витамин С оказывает благоприятное воздействие на работу иммунной системы, нормализует эритропоэз и продукцию коллагена, является компонентом антиоксидантной системы клетки. Однако многочисленные исследования недавнего времени показали, что возможности этого вещества гораздо шире, чем представлялось до сих пор. К примеру, было обнаружено ценное свойство аскорбата нормализовать уровень сахара в крови, оказывая положительное воздействие на углеводный обмен. При выполнении этой и других биохимических функций аскорбиновая кислота обратимо окисляется в ДАК, при последующем воздействии окислителя необратимо переходит в ДКГК. По данным литературы, соотношение "окисленная форма АК/восстановленная форма АК" может изменяться при различных патологиях, как и ее общее содержание в организме. Одной из распространенных патологий является инсулинзависимый сахарный диабет. Поскольку ИЗСД является эндокринной патологией, протекающей с нарушением углеводного обмена, в регуляции которого аскорбат играет немаловажную роль, было бы логичным предположить, что его содержание в организме больного окажется иным, чем у здорового человека. Экспериментальные данные подтвердили это предположение. В организме больного ребенка содержание общей АК повышено на 37 % по сравнению с общей АК и составляет 19,52 мг%, тогда как нормальным считается наличие от 5 до 15 мг% аскорбата. Среднее значение АК у здорового ребенка - 12,48 мг%. В то время как содержание ДКГК в процентном соотношении практически не изменено и составляет у больных и здоровых детей 46 и 49,4 % соответственно (6,16 мг% и 8,96 мг%), концентрация ДАК у больных детей повышена против здоровых почти вдвое и составляет 33,5 % вместо 17,6 % (6,54 мг% и 2,2 мг%). Основные различия выявляются в процентном содержании восстановленной формы АК. Ее содержание у здоровых детей составляет 33 % общей АК (4,28 мг%), тогда как у больных детей оно ниже на 13 % и составляет 4,1 мг%. Таким образом, соотношение "окисленная форма АК/восстановленная форма АК" у больных детей составляет 4:1, в отличие от здоровых детей, у которых оно равняется 2:1.

На основании этих данных можно предположить следующие причины подобных изменений содержания общей АК и ее метаболических форм в организме больных ИЗСД детей:

1) При ИЗСД нарушены все виды обмена веществ в организме - углеводный, белковый и жировой. В последнем случае возрастает количество свободных радикалов, вследствие чего АОС испытывает большую нагрузку. Возрастает содержание одного из ее компонентов - аскорбата, он более активно включается в метаболические процессы, возможно, тем самым в какой-то мере компенсируется снижение концентрации другого ее компонента - С-SН;

2) Почти двукратное возрастание уровня ДАК в организме больного ребенка при практически неизменном количестве ДКГК может свидетельствовать о нарушении процесса восстановления ДАК в АК; возможно снижена активность фермента ДАК - редуктазы. При ИЗСД ее активность снижена на 50 %, что приводит к сокращению содержанияС-SН, необходимого для процесса восстановления ДАК в АК. Одновременно снижается активность ГБФДГ, в реакции которой образуется необходимый для работы С-R NADPH;

3) Нарушение транспорта АК в клетке.

Несколько иная картина наблюдается в отношении взрослых, страдающих ИЗСД. Здесь общее содержание АК находится близко к нижнему пределу нормы и составляет 6,47 мг%. Содержание ДКГК составляет 11,4 % (0,73 мг%), ДАК - 57,6 % (3,73 мг%), АК - 31 % (2,01 мг%). Сопоставляя эти показатели с таковыми у детей, можно заключить, что активное участие АК в работе АОС решено не количественным, а качественным путем. Так, доля неактивной ДКГК составляет 11 %, тогда как на долю метаболически активных АК и ДАК приходится 89 % от общего количества АК. Такое превалирование активных форм АК особенно в сочетании с повышенным содержанием АК может указывать на своеобразную "адаптацию" фермента ДАК-редуктазы в ходе многолетнего лечения болезни (свыше 10 лет). Для подтверждения данных предположений и выяснения механизма приспосабливаемости (если таковая имеется) необходимы дальнейшие исследования.

В настоящее время определенно сказать можно следующее: страдающие ИЗСД, особенно дети, в процессе лечения нуждаются в проведении антиоксидантной терапии.

Список литературы

1. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. -Л.:Наука, 1985. -230 С.

2. Авраамова Т.В., Титова Н.М. Руководство по большому биохимческому практикуму. -Красноярск: Изд-во КГУ, 1978, ч.1. -С.80-82.

3. Асатиани В.С. Ферментные методы анализа. -М.:Наука, 1969. -С.26-40.

4. Ахромеева Г.И. Определение дегидроаскорбиновой кислоты в пищевых продуктах //Вопросы питания. -1988. -№3. -С.66-88.

5. Ашкинази И.Я. Разрушение эритроцитов // Физиология системы крови. Физиология эритропоэза. -Л.:Наука, 1979. -С.274-334.

6. Березовский В.М. Химия витаминов. -М.:Пищевая промышленность, 1973. -С.230-300.

7. Борец В.М. Витамины. -М.:Наука, 1980. -29 С.

8. Бохински Р. Современные воззрения в биохимии. -М.:Мир, 1987. -С.120-154.

9. Браунштейн А.Е. Процессы и ферменты клеточного метаболизма. -М.:Наука, 1987. -44С.

10. Бременер С.М. Витамины. -М.:Медицина, 1974. -194С.

11. Бреслер В.М., Никифоров А.А. Транспорт органических кислот через плазматические мембраны дифференцированных эпителиальных слоёв у позвоночных. -Л.:Наука, 1981. -С.52-111.

12. Букин В.Н. Биохимия витаминов. -М.:Наука, 1982. -С.17-19.

13. Владимиров Г.Е. Об энергетической функции АТФ в клетке. -Л.:Наука, 1980. -44С.

14. Гаврилов О.К., Козинец Т.И., Черняк Н.В. Клетки костного мозга и периферической крови. -М.:Медицина, 1985. -288С.

15. Галактионов С.Г. Биологически активные. -М.:Молодая гвардия, 1988. -С.4-84.

16. Григорьев Г.П. Цитохром Р-450 и витамин С //Вопросы питания. -1983. -№4. -С.5-10.

17. Дегли С., Никольсон Д. Метаболические пути. -М.:Мир, 1973. -С.189-196.

18. Домбровская Ю.В. Витаминная недостаточность у детей. -М.:Медицина, 1983. -63С.

19. Ефимов А.С., Бездробный Ю.В. Структура и функции инсулиновых рецепторов. -Киев.:Наукова думка, 1987. -С.4-104.

20. Канунго М. Биохимия старения. -М.:Медицина, 1982. -194С.

21. Киверин М.Д. Витамин С и профилактика С-витаминозных состояний на Севере. -Сев.-Зап. книжное изд., 1971. -С.5-7.

22. Кон Р.М. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. -М.:Медицина, 1986. -С.17-42.

23. Косяков К.С. Клиническая биохимия. -Л.:Медицина, 1997. -С.113-118.

24. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов // Усп. совр. биол. -1993. -№4. -С.442-455.

25. Мережинский М.Ф. Нарушения углеводного обмена при заболеваниях человека. -Минск.:Медицина, 1987. -С.22-28.

26. Моисеева О.И. Физиологические механизмы регуляции эритропоэза. -Л.:Наука, 1985. -185С.

27. Мосягина Е.Н., Владимирская Е.Б. Кинетика эритрона //Кинетика ферментативных элементов крови. -М.:Медицина, 1976. -С.101-122.

28. Мосягина Е.Н., Фёдоров Н.А., Гудим В.И. Эритропоэз // Нормальное кроветворение и его регуляция /Под ред. Н.А.Фёдорова. -М.:Медицина, 1976. -С.341-457.

29. Новое в гематологии /Под ред.А.И. Воробьёва, Ю.И.Лория. -М.:Медицина, 1974. -С.18-22.

30. Новикова С.Г. На приёме больной сахарным диабетом //Здоровье. -1997. -№3.-С.14-19.

31. Спиричев В.Б. Врождённые нарушения обмена витаминов. -М.:Медицина, 1995. -С.12-19.

32. Патологическая биохимия /Под ред. А.Ф. Симёнова. -М.:Медицина, 1994. -С.130-147.

33. Рубина Х.М. Биохимия эритроцитов //Физиология системы крови. Физиология эритопоэза. -Л.:Наука, 1978. -С.211-232.

34. Рубина Х.М. Некоторые данные о связи метаболизма эритроцитов с их кислородно-транспортной функцией //Проблемы гематологии и переливания крови. -1973. -№8. -35С.

35. Рысс М.Н Витамины. -Л.:Наука, 1963. -С.3-9.

36. Свободные радикалы в биологии /Под ред. У.Прайор. -М.:Мир, 1979. -С.272-308.

37. Смирнов Н.И. Витамины. -М.:Медицина, 1974. -С.34-40.

38. Соколовский В.В., Лебедева Л.В., Лиэлуп Т.Б. Определение аскорбиновой, дегидроаскорбиновой и дикетогулоновой кислот в биологических тканях // Лаб.дело. -1967. -№12. -С.160-162.

39. Суровова А.П. Витамины в нашем рационе // Здоровье. -1997. -№2. -С.17-20.

40. Схимниковский Б.Г. Авитаминозы у детей //Здоровье. -1998. -№6. -С.11-13.

41. Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. -Минск: Наука и техника, 1981. - С.23-56.

42. Черняк Н.Б. Биохимические процессы при созревании и старении эритроцитов //Нормальное кроветворение и его регуляция. -М.:Медицина,1976. -С.159-186.

43. Baker W.I. Urate and ascorbate: their possible roles аs antioxidants in determining longevity оf mammalian species //Arch. Biochem. and Biophis. -1987. -№2. -Р.451-457.

44. Basu S., Som S., Ded S. Dehydroascorbic acid reduction in human erythrocytes //J. Chromatogr. Biomed. Appl. -1991. -№1-2. -Р.529-542.

45. Burns J., Evans С. Ascorbic acid in human erythrocytes // J. Biol. Chem. - 1996. - №4. - Р. 223-241.

46. Penney J., Zilua S. Role оf ascorbate in our organism // J. Biochem. - 1994. - №2. - Р. 37-49.

47. Pradhu Н.R., Krishnamurthy S. Inhibition оf ascorbate autooxidation by human blood //Curr. Sci. (India). -1986. -№8. -Р.403-405.

48. Sahashi Y., Mioki Т., Hasegama Т. Reduction оf ascorbate in erythrocytes // J. Vitaminol. - 1996. - №12. - Р.6 - 14.

49. Thompson R.Q. Ascorbic acid content оf plasma and cellular components оf blood //Anal.Chem. -1987. -№8. -Р.1119-1121.

50. Yamazaki М., Mioki Т. Ascorbic acid is cellular components // J. Ferment. Technolog. - 1995. - №7. - Р. 422-513.