Oglekļa anhidrāzes funkcijas. Oglekļa dioksīda transportēšana ar asinīm. Karboanhidrāzes nozīme. Bulbar elpošanas centrs

• - ferments, kas katalizē atgriezenisku ogļskābes veidošanās reakciju no oglekļa dioksīda un ūdens. K. inhibitorus medicīnā izmanto noteiktu sirds un asinsvadu un citu slimību ārstēšanai...

  Dabaszinātnes. enciklopēdiskā vārdnīca

• - I Oglekļa anhidrāze ir enzīms, kas katalizē oglekļa dioksīda hidratācijas atgriezenisko reakciju: CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3...

  Medicīnas enciklopēdija

• - Cinku saturošs oglekļa-skābekļa liāzes grupas enzīms, kas katalizē ogļskābes šķelšanās atgriezenisko reakciju uz oglekļa dioksīdu un ūdeni...

  Liela medicīniskā vārdnīca

• - karboanhidrāze, karbonāta hidrolizāze, liāzes klases enzīms, kas katalizē atgriezenisku ogļskābes veidošanos no oglekļa dioksīda un ūdens: CO2 + H2O ↔ H2CO3. K. ir metaloproteīns, kas satur Zn...

OGLEKĻA HIDRĀZE (karbonāta dehidrāze, karbonāta hidrolizāze, novecojis nosaukums - karboanhidrāze; EC 4.2.1.1) - enzīms, kas katalizē atgriezenisku ogļskābes sadalīšanās reakciju uz oglekļa dioksīdu un ūdeni; ir viens no visizplatītākajiem un aktīvākajiem cilvēka organisma enzīmiem, piedalās tādās organisma funkcijās kā CO 2 transportēšana, sālsskābes veidošanās kuņģī un skābju-bāzes līdzsvara uzturēšana. K aktivitātes daudzums cilvēka asinīs kalpo kā diagnostikas tests vairākām slimībām.

Oglekļa dioksīds, kas veidojas audu elpošanas laikā audu kapilāros, sarkano asins šūnu ietekmē pārvēršas par H 2 CO 3 (H + + HCO 3 -); H + jonus saista hemoglobīns (sk.), un HCO 3 - joni bikarbonāta veidā tiek transportēti ar asinīm uz plaušām. Plaušu kapilāros oglekļa dioksīda ietekmē oglekļa dioksīds tiek atbrīvots no H 2 CO 3 un pēc tam tiek izvadīts no organisma. K. nieres piedalās ūdens reabsorbcijas procesā nieru kanāliņos. Tā katalītiskās aktivitātes samazināšanās izraisa urīna alkalozi (t.i., pH vērtību paaugstināšanos) un poliūriju. K., nodrošinot skābju-bāzes līdzsvara saglabāšanu, būtiski ietekmē nervu audu uzbudināmību un vadītspēju. K. arī katalizē vairāku esteru hidrolīzi un aldehīdu hidratāciju. Enzīms pieder pie liāžu klases, kas ir oglekļa-skābekļa liāžu apakšklase.

Pirmo reizi K. eritrocītos atklāja N. Meldruma un F. Dž. Botons 1932. gadā. K. aktivitāti papildus eritrocītiem nosaka arī kuņģa gļotādas parietālajās šūnās, virsnieru garozas un nieru šūnās, kā. kā arī c šūnās. n. lpp., aizkuņģa dziedzeris, acs tīklenē un lēcā un dažos citos cilvēka orgānos.

K. mammals ir metaloenzīms (cinka proteīns).

Uz 1 molu fermenta proteīna ir 1 g-atoms cinka; Zn 2+ var aizstāt ar Co 2+, nemainot enzīmu aktivitāti. Mn 2+, Fe 2+ un Ni 2+ joni šajā ziņā ir daudz mazāk aktīvi.

Augu šūnas pēc savām īpašībām atšķiras no šūnām, kas izolētas no dzīvnieku un cilvēku audiem.

K. cilvēka eritrocītiem ir trīs izoenzīmi (sk.) - A, B un C, no kuriem pēdējais izceļas ar visaugstāko aktivitāti. Šo izoenzīmu attiecība dažādos patola stāvokļos ir atšķirīga (parasti tā ir attiecīgi 5%, 83% un 12%).

K. inhibē lielākā daļa vienvērtīgo anjonu, cianīda, sulfīdu, azīdu, fenolu un acetonitrila. Daži sulfonamīdi un to atvasinājumi ir spēcīgi K. inhibitori dzīvniekiem un mikroorganismiem, piemēram, acetazolamīds - diakarbs (sk.), ko izmanto medicīnā kā diurētisku un pretkrampju līdzekli, kā arī glaukomas ārstēšanā.

K. aktivitāte veselu cilvēku asinīs ir diezgan nemainīga, bet dažos patolu stāvokļos tā krasi mainās. Tā, piemēram, ar dažādu etioloģiju anēmiju palielinās asins K īpatnējā aktivitāte, tā palielinās arī ar 2. - 3. pakāpes asinsrites traucējumiem, kā arī ar dažiem plaušu bojājumiem (bronhektāzēm, pneimosklerozi). Ar intravaskulāru hemolīzi K. aktivitāte tiek noteikta urīnā, kur parasti tā nav* Pacientiem ar zemu kuņģa sulas skābumu tiek konstatēta zema K. aktivitāte asinīs, un ar paaugstinātu skābumu K.' s aktivitāte asinīs ir nedaudz palielināta.

Ņemot vērā zāļu, kas ir K. inhibitori (hipotiazīds, diakarbs utt.), plašo lietošanu klīnikā Pharmakol, ir acīmredzama, ka ir ieteicams sistemātiski kontrolēt K. aktivitāti asinīs pacientiem, kuri lieto šādas zāles.

K. aktivitāti ķīļos un laboratorijās nosaka, izmantojot E. M. Krepsa un E. Ju. Čeņikajeva modificēto Brinkmena metodi (skat. Brinkmana metodi), kā arī A. A. Pokrovska un V. A. Tuteļjana mikrometodi, kuras pamatā ir mērīšanas laiks, kas nepieciešams pH nobīdei no 9,0 uz 6,3 CO 2 hidratācijas rezultātā pētāmā asins parauga K. ietekmē. Parasti K aktivitāte, ko nosaka ar šo metodi, ir 2,01 ± 0,08 vienības un 1 miljona sarkano asins šūnu izteiksmē 0,458 ± 0,006 vienības. (1 K aktivitātes vienībai katalizētas reakcijas paātrinājums tiek pieņemts 2 reizes, salīdzinot ar nekatalizētu reakciju standarta apstākļos: temperatūra 0-1°, laiks 100-110 sekundes, asiņu atšķaidījums 1:1000).

Bibliogrāfija Kreps E. M. Elpošanas enzīms - karboanhidrāze un tā nozīme fizioloģijā un patoloģijā, Usp. mūsdienu, biol., 17. t., v. 2. lpp. 125, 1944; L e-ninger A. Bioķīmija, tulk. no angļu valodas, lpp. 177, M., 1974; L i n d s k o g S. a. o. Oglekļa anhidrāze, in: Enzymes, ed. P. D. Boiers, v. 5. lpp. 587, N. Y.-L., 1971, bibliogr.; Scrutton M. Oglekļa dioksīda metabolisma enzīmu pārbaude grāmatā: Meth. mikrobiol., ed. autors J. R. Norris a. D. W. Lentes, v. 6A, 6. lpp. 479, L.-N. Y., 1971. gads.

G. A. Kočetovs.

Oglekļa anhidrāze(sinonīms: karbonāta dehidrāze, karbonāta hidrolizāze) ir enzīms, kas katalizē oglekļa dioksīda hidratācijas atgriezenisko reakciju: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Satur sarkano asins šūnu, kuņģa gļotādas šūnās, virsnieru garozā, nierēs un nelielos daudzumos centrālajā nervu sistēmā, aizkuņģa dziedzerī un citos orgānos. K. loma organismā ir saistīta ar uzturēšanu skābju-bāzes līdzsvars, CO 2 transportēšana, sālsskābes veidošanās ar kuņģa gļotādu. K. aktivitāte asinīs parasti ir diezgan nemainīga, bet dažos patoloģiskos apstākļos tā krasi mainās. K. aktivitātes paaugstināšanās asinīs novērojama dažādas izcelsmes, II-III pakāpes asinsrites traucējumu, dažu plaušu slimību (bronhektāzes, pneimosklerozes) gadījumos, kā arī grūtniecības laikā. Šī enzīma aktivitātes samazināšanās asinīs notiek ar nieru izcelsmes acidozi, hipertireozi. Intravaskulāras hemolīzes gadījumā K. aktivitāte parādās urīnā, bet parasti tās nav.

K. aktivitātes noteikšanai izmanto radioloģisko, imūnelektroforētisko, kolorimetrisko un titrimetrisko metodi. Noteikšanu veic pilnās asinīs, kas ņemtas kopā ar heparīnu, vai hemolizētās sarkanās asins šūnās. Klīniskajos nolūkos vispieņemamākās ir kolorimetriskās metodes K. aktivitātes noteikšanai (piemēram,

Bibliogrāfija: Laboratorisko izmeklējumu klīniskais novērtējums, red. LABI. Titsa, per. no angļu valodas, lpp. 196, M., 1986.

Oglekļa anhidrāze(sinonīms: karbonāta dehidrāze, karbonāta hidrolizāze) ir enzīms, kas katalizē oglekļa dioksīda hidratācijas atgriezenisko reakciju: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Satur sarkano asins šūnu, kuņģa gļotādas šūnās, virsnieru garozā, nierēs un nelielos daudzumos centrālajā nervu sistēmā, aizkuņģa dziedzerī un citos orgānos. Karboanhidrāzes loma organismā ir saistīta ar uzturēšanu skābju-bāzes līdzsvars, CO 2 transportēšana, sālsskābes veidošanās ar kuņģa gļotādu. Karboanhidrāzes aktivitāte asinīs parasti ir diezgan nemainīga, bet dažos patoloģiskos apstākļos tā krasi mainās. Karboanhidrāzes aktivitātes palielināšanos asinīs novēro dažādas izcelsmes anēmijas, II-III pakāpes asinsrites traucējumu, dažu plaušu slimību (bronhektāzes, pneimosklerozes) gadījumā, kā arī grūtniecības laikā. Šī enzīma aktivitātes samazināšanās asinīs notiek ar nieru izcelsmes acidozi, hipertireozi. Ar intravaskulāru hemolīzi urīnā parādās karboanhidrāzes aktivitāte, bet parasti tās nav. Sirds un plaušu ķirurģiskas iejaukšanās laikā ir ieteicams kontrolēt karboanhidrāzes aktivitāti asinīs, jo tas var kalpot kā organisma adaptīvo spēju indikators, kā arī terapijas laikā ar karboanhidrāzes inhibitoriem – hipotiazīdu, diakarbu.

Karboanhidrāzes aktivitātes noteikšanai tiek izmantotas radioloģiskās, imūnelektroforētiskās, kolorimetriskās un titrimetriskās metodes. Noteikšanu veic pilnās asinīs, kas ņemtas kopā ar heparīnu, vai hemolizētās sarkanās asins šūnās. Klīniskām vajadzībām vispieņemamākās kolorimetriskās metodes karboanhidrāzes aktivitātes noteikšanai (piemēram, Brinkmena metodes modifikācijas), kuru pamatā ir laika noteikšana, kas nepieciešams inkubācijas maisījuma pH nobīdei no 9,0 uz 6,3 CO 2 hidratācijas rezultātā. . Ar oglekļa dioksīdu piesātinātu ūdeni sajauc ar indikatora buferšķīdumu un noteiktu daudzumu asins seruma (0,02). ml) vai hemolizētu eritrocītu suspensiju. Fenolasarkanais tiek izmantots kā indikators. Ogļskābes molekulām disociējoties, visas jaunās CO 2 molekulas tiek pakļautas fermentatīvai hidratācijai. Lai iegūtu salīdzināmus rezultātus, reakcijai vienmēr jānotiek tajā pašā temperatūrā, visērtāk ir uzturēt kušanas ledus temperatūru 0°. Kontroles reakcijas laiks (spontāna CO 2 hidratācijas reakcija) parasti ir 110-125 Ar. Parasti, nosakot ar šo metodi, karboanhidrāzes aktivitāte ir vidēji 2–2,5 konvencionālās vienības, un 1 miljona sarkano asins šūnu izteiksmē tā ir 0,458 ± 0,006 konvencionālās vienības (karboanhidrāzes aktivitātes vienība tiek uzskatīta par 2 reizes palielināts katalizētās reakcijas ātrums).

Bibliogrāfija: Laboratorisko izmeklējumu klīniskais novērtējums, red. LABI. Titsa, per. no angļu valodas, lpp. 196, M., 1986.

Kurus, paradoksālā kārtā, neizmanto kā diurētiskus līdzekļus (diurētiskus līdzekļus). Oglekļa anhidrāzes inhibitorus galvenokārt lieto glaukomas ārstēšanai.

Oglekļa anhidrāze nefrona proksimālo kanāliņu epitēlijā katalizē ogļskābes dehidratāciju, kas ir galvenā saikne bikarbonātu reabsorbcijā. Kad darbojas karboanhidrāzes inhibitori, nātrija bikarbonāts netiek reabsorbēts, bet tiek izvadīts ar urīnu (urīns kļūst sārmains). Pēc nātrija, kālijs un ūdens tiek izvadīti no organisma ar urīnu. Šīs grupas vielu diurētiskā iedarbība ir vāja, jo gandrīz viss nātrijs, kas izdalās urīnā proksimālajās kanāliņos, tiek saglabāts nefrona distālajās daļās. Tāpēc Oglekļa anhidrāzes inhibitorus pašlaik neizmanto neatkarīgi kā diurētiskus līdzekļus..

Oglekļa anhidrāzes inhibitoru zāles

Acetazolamīds

(diakarbs) ir slavenākais šīs diurētisko līdzekļu grupas pārstāvis. Tas labi uzsūcas no kuņģa-zarnu trakta un nemainītā veidā ātri izdalās ar urīnu (tas ir, tā iedarbība ir īslaicīga). Zāles, kas līdzīgas acetazolamīdam - dihlorfenamīds(daranīds) un metazolamīds(neptazāns).

Metazolamīds pieder arī karboanhidrāzes inhibitoru klasei. Tam ir garāks pussabrukšanas periods nekā acetazolamīdam, un tas ir mazāk nefrotoksisks.

Dorzolamīds. Indicēts paaugstināta acs iekšējā spiediena samazināšanai pacientiem ar atvērta kakta glaukomu vai okulāro hipertensiju, kas nepietiekami reaģē uz beta blokatoriem.

Brinzolamīds(tirdzniecības nosaukumi Azopt, Alcon Laboratories, Inc, Befardin Fardi MEDICALS) pieder arī karboanhidrāzes inhibitoru klasei. Lieto acs iekšējā spiediena samazināšanai pacientiem ar atvērta kakta glaukomu vai okulāro hipertensiju. Brinzolamīda un timolola kombinācija tiek aktīvi izmantota tirgū ar tirdzniecības nosaukumu Azarga.

Blakus efekti

Oglekļa anhidrāzes inhibitoriem ir šādas galvenās blakusparādības:

• hipokaliēmija;
• hiperhlorēmiskā metaboliskā acidoze;
• fosfatūrija;
• hiperkalciūrija ar nierakmeņu risku;
• neirotoksicitāte (parestēzija un miegainība);
• alerģiskas reakcijas.

Kontrindikācijas

Acetazolamīds, tāpat kā citi karboanhidrāzes inhibitori, ir kontrindicēts aknu cirozes gadījumā, jo urīna sārmināšana novērš amonjaka izdalīšanos, kas izraisa encefalopātiju.

Lietošanas indikācijas

Oglekļa anhidrāzes inhibitorus galvenokārt izmanto glaukomas ārstēšanai. Tos var izmantot arī epilepsijas un akūtas kalnu slimības ārstēšanai. Tā kā tie veicina urīnskābes izšķīšanu un izvadīšanu, tos var izmantot podagras ārstēšanā.

Acetazolamīds izmanto šādos apstākļos:

• Glaukoma (samazina intraokulārā šķidruma veidošanos ciliārā ķermeņa dzīslenes pinumā.
• Epilepsijas (petit mal) ārstēšana. Acetazolamīds ir efektīvs, lai ārstētu lielāko daļu krampju veidu, tostarp toniski-kloniskus un absanšu lēkmes, lai gan tam ir ierobežots ieguvums, jo ilgstošas ​​lietošanas gadījumā attīstās tolerance.
• Nefropātijas profilaksei ārstēšanas laikā, jo šūnu sadalīšanās rezultātā izdalās liels daudzums purīna bāzes, kas nodrošina strauju urīnskābes sintēzes palielināšanos. Urīna sārmināšana ar acetazolamīdu bikarbonātu izdalīšanās dēļ kavē nefropātiju urīnskābes kristālu zuduma dēļ.
• Lai palielinātu diurēzi tūskas laikā un koriģētu metabolisko hipohlorēmisko alkalozi CHF gadījumā. Samazinot NaCl un bikarbonātu reabsorbciju proksimālajās kanāliņos.

Tomēr nevienai no šīm indikācijām acetazolamīds nav primārā farmakoloģiskā ārstēšana (izvēles zāles). Acetazolamīds tiek parakstīts arī kalnu slimības gadījumā (jo tas izraisa acidozi, kas noved pie elpošanas centra jutības atjaunošanas pret hipoksiju).

Oglekļa anhidrāzes inhibitori kalnu slimības ārstēšanā

Lielā augstumā skābekļa daļējais spiediens ir zemāks, un cilvēkiem ir jāelpo ātrāk, lai iegūtu pietiekami daudz skābekļa, lai dzīvotu. Kad tas notiek, oglekļa dioksīda CO2 daļējais spiediens plaušās tiek samazināts (izelpojot tas vienkārši izpūstas), kā rezultātā rodas elpceļu alkaloze. Šo procesu parasti kompensē nieres, izdalot bikarbonātu, un tādējādi tas izraisa kompensējošu metabolisko acidozi, taču šis mehānisms aizņem vairākas dienas.

Ātrāka ārstēšana ir karboanhidrāzes inhibitori, kas novērš bikarbonātu uzņemšanu nierēs un palīdz koriģēt alkalozi. Oglekļa anhidrāzes inhibitori arī uzlabo hronisku kalnu slimību.