ฟังก์ชันคาร์บอนิกแอนไฮเดรส การขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทางเลือด ความหมายของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส ศูนย์ทางเดินหายใจ. แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างและการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ระบบอัตโนมัติของศูนย์ทางเดินหายใจ

คาร์บอนิกแอนไฮเดรส(คำพ้องความหมาย: คาร์บอเนตดีไฮดราเตส, คาร์บอเนตไฮโดรไลเอส) เป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยาย้อนกลับของการให้ความชุ่มชื้นของคาร์บอนไดออกไซด์: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3 มีอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหาร ต่อมหมวกไต ไต และในปริมาณเล็กน้อยในระบบประสาทส่วนกลาง ตับอ่อน และอวัยวะอื่นๆ บทบาทของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในร่างกายสัมพันธ์กับการดูแลรักษา ความสมดุลของกรดเบสการขนส่ง CO 2 การก่อตัวของกรดไฮโดรคลอริกโดยเยื่อบุกระเพาะอาหาร กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเลือดปกติจะค่อนข้างคงที่ แต่ในสภาวะทางพยาธิวิทยาบางอย่างจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเลือดนั้นพบได้ในโรคโลหิตจางจากต้นกำเนิดต่างๆ, ความผิดปกติของการไหลเวียนโลหิตในระดับ II-III, โรคปอดบางชนิด (โรคหลอดลมโป่งพอง, โรคปอดบวม) รวมถึงในระหว่างตั้งครรภ์ กิจกรรมที่ลดลงของเอนไซม์นี้ในเลือดเกิดขึ้นกับภาวะความเป็นกรดของแหล่งกำเนิดไต, ภาวะต่อมไทรอยด์ทำงานเกิน เมื่อมีภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในหลอดเลือดกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสจะปรากฏในปัสสาวะในขณะที่ปกติจะหายไป ขอแนะนำให้ตรวจสอบกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเลือดในระหว่างการผ่าตัดหัวใจและปอดเพราะ สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ความสามารถในการปรับตัวของร่างกายตลอดจนในระหว่างการรักษาด้วยสารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮไดเรส - ไฮโปไทอาไซด์, ไดคาร์บ

เพื่อตรวจสอบกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสจะใช้วิธีการทางรังสีวิทยาอิมมูโนอิเล็กโตรโฟเรติกการวัดสีและไทไตรเมทริก การตรวจวัดจะทำในเลือดทั้งหมดที่ถ่ายร่วมกับเฮปารินหรือในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ทำให้เม็ดเลือดแดงแตก สำหรับวัตถุประสงค์ทางคลินิก วิธีการวัดสีที่ยอมรับได้มากที่สุดในการพิจารณาฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส (เช่น การปรับเปลี่ยนวิธีบริงค์แมน) โดยพิจารณาจากเวลาที่ต้องใช้ในการเปลี่ยน pH ของส่วนผสมในการฟักตัวจาก 9.0 เป็น 6.3 อันเป็นผลมาจากการให้ความชุ่มชื้นของ CO 2 . น้ำที่อิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ผสมกับสารละลายบัฟเฟอร์ตัวบ่งชี้และซีรั่มในเลือดจำนวนหนึ่ง (0.02 มล) หรือการแขวนลอยของเม็ดเลือดแดงที่ทำให้เม็ดเลือดแดงแตก ใช้ฟีนอลเรดเป็นตัวบ่งชี้ เมื่อโมเลกุลของกรดคาร์บอนิกแยกตัวออก โมเลกุล CO 2 ใหม่ทั้งหมดจะได้รับเอนไซม์ไฮเดรชั่น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เปรียบเทียบได้ ปฏิกิริยาจะต้องดำเนินการที่อุณหภูมิเดียวกันเสมอ จะสะดวกที่สุดที่จะรักษาอุณหภูมิของน้ำแข็งละลายไว้ที่ 0° เวลาปฏิกิริยาควบคุม (ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเองของความชุ่มชื้นของ CO 2) โดยปกติคือ 110-125 กับ. โดยปกติเมื่อพิจารณาโดยวิธีนี้ กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสจะอยู่ที่เฉลี่ย 2-2.5 หน่วยทั่วไป และในแง่ของเซลล์เม็ดเลือดแดง 1 ล้านเซลล์จะอยู่ที่ 0.458 ± 0.006 หน่วยทั่วไป (หน่วยของกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสถือเป็น อัตราการเกิดปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น 2 เท่า)

บรรณานุกรม:การประเมินทางคลินิกของการทดสอบในห้องปฏิบัติการ เอ็ด ดี. ทิตต้าต่อ. จากภาษาอังกฤษหน้า 196 ม. 2529

1

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการทำงานของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสที่มีสังกะสีในระบบสืบพันธุ์ของหนูแรทตัวผู้ภายใต้สภาวะการได้รับรังสีไมโครเวฟความเข้มต่ำ คาร์บอนิกแอนไฮเดรสมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญของพลาสมาน้ำอสุจิและการเจริญเติบโตของตัวอสุจิ ตามข้อมูลของเรา กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในสารสกัดเกลือน้ำของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูในกลุ่มควบคุม ตามข้อมูลของเรา มีช่วงตั้งแต่ 84.0 ± 74.5 U/ml ซึ่งในแง่ของน้ำหนักเนื้อเยื่อคือ 336.0 ± 298.0 U/mg ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสังกะสีและโพลีเอมีนไอออนกับฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้มีรูปแบบการควบคุมที่ซับซ้อน ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ได้จำกัดอยู่เพียงปัจจัยที่เราอธิบายไว้ จากผลลัพธ์ที่ได้สรุปได้ว่าบทบาทของหน่วยงานกำกับดูแลต่างๆ ของกิจกรรมของเอนไซม์นี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับของกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส มีแนวโน้มว่าความเข้มข้นของสเปิร์มสูงจะจำกัดการถอดรหัสของยีนคาร์บอนิกแอนไฮเดรส เมื่อพิจารณาจากข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของโพลีเอมีนนี้ สเปิร์มดีนอาจทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัดในระยะหลังไทรโบโซมของการควบคุมการทำงานของคาร์บอนิก แอนไฮเดรส และพัทเรสซีนและความเข้มข้นของไอออนสังกะสีเป็นปัจจัยกระตุ้นที่สัมพันธ์กัน

ระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้

ความเข้มข้นของสังกะสีไอออน

โพลีเอมีน

คาร์บอนิกแอนไฮเดรส

1. บอยโก้ โอ.วี. ลักษณะระเบียบวิธีของการใช้สเปิร์มและสเปิร์มของกรดไฮโดรคลอริกเพื่อระบุจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคทางเดินปัสสาวะ / O.V. บอยโก้ เอ.เอ. Terentyev, A.A. Nikolaev // ปัญหาการสืบพันธุ์. – พ.ศ. 2553 – ฉบับที่ 3 – หน้า 77-79.

2. อิลลีน่า โอ.เอส. การเปลี่ยนแปลงปริมาณสังกะสีในเลือดมนุษย์ในผู้ป่วยเบาหวานชนิดที่ 1 และคุณสมบัติของฤทธิ์ลดน้ำตาลในเลือดของคอมเพล็กซ์อินซูลิน-คอนดรอยตินซัลเฟตที่มีสังกะสี: บทคัดย่อ โรค ...แคนด์ ไบโอล วิทยาศาสตร์ – อูฟา, 2012. – 24 น.

3. ลัตสกี้ ดี.แอล. สเปกตรัมโปรตีนของการหลั่งของภาวะเจริญพันธุ์ที่แตกต่างกัน / D.L. ลัทสกี้, เอ.เอ. Nikolaev, L.V. Lozhkina // ระบบทางเดินปัสสาวะ. – พ.ศ. 2541 – ฉบับที่ 2. – หน้า 48-52.

4. นิโคเลฟ เอ.เอ. ฤทธิ์ของเอนไซม์อสุจิในการหลั่งของภาวะเจริญพันธุ์ต่างๆ / เอ.เอ. Nikolaev, D.L. ลัตสกี้ เวอร์จิเนีย Bochanovsky, L.V. Lozhkina // ระบบทางเดินปัสสาวะ. – 2540. – ฉบับที่ 5. – หน้า 35.

5. โพลสโคนอส เอ็ม.วี. การหาปริมาณโพลีเอมีนในวัตถุทางชีวภาพต่างๆ / M.V. โพลสโคนอส, เอ.เอ. Nikolaev, A.A. Nikolaev // รัฐ Astrakhan. น้ำผึ้ง. ศึกษา – แอสตราคาน, 2550. – 118 น.

6. โปลูนิน เอ.ไอ. การใช้สังกะสีเตรียมในการรักษาภาวะมีบุตรยากในชาย / A.I. โปลูนิน, วี.เอ็ม. Miroshnikov, A.A. Nikolaev, V.V. Dumchenko, D.L. Lutsky // องค์ประกอบย่อยในการแพทย์ – พ.ศ. 2544 – ท. 2. – ฉบับที่ 4. – หน้า 44-46.

7. Haggis G.C., Gortos K. กิจกรรม Carbonic anhydrase ของเนื้อเยื่อระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้และความสัมพันธ์กับการผลิตน้ำอสุจิ // J. Fert. ทำซ้ำ – 2014. - ว. 103. - หน้า 125-130.

เป็นที่ทราบกันว่ากิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสที่มีสังกะสีนั้นสูงในระบบสืบพันธุ์ของนกตัวผู้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และมนุษย์ กิจกรรมของเอนไซม์นี้ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของตัวอสุจิ จำนวน และปริมาตรของตัวอสุจิ แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสภายใต้อิทธิพลของส่วนประกอบคงที่อื่น ๆ ของระบบสืบพันธุ์เช่นสังกะสีไอออนและโพลีเอมีน (พัตเรสซีน สเปิร์ม และสเปิร์มดีน) ซึ่งมีอิทธิพลต่อการสร้างอสุจิอย่างแข็งขัน มีเพียงคำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสต่อสถานะทางสัณฐานวิทยาของอวัยวะของระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้จำนวนอสุจิและการเคลื่อนไหวของพวกมัน

วัตถุประสงค์ของการทำงานของเราเป็นการศึกษาฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสที่มีสังกะสีและความสัมพันธ์ของมันกับระดับโพลีเอมีนและไอออนของสังกะสีในเนื้อเยื่อของระบบสืบพันธุ์ของหนูแรทเพศผู้ที่โตเต็มวัย

วัสดุและวิธีการ. ส่วนทดลองของการศึกษานี้รวมหนูวิสตาร์สีขาวตัวผู้ 418 ตัว หนูมีอายุ 6-7 เดือน (ตัวเต็มวัย) น้ำหนักตัวของหนูคือ 180-240 กรัม เก็บรักษาภายใต้สภาวะธรรมชาติแบบธรรมชาติ เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของความแตกต่างตามฤดูกาลในการตอบสนองต่ออิทธิพลของการทดลอง การศึกษาทั้งหมดจึงดำเนินการในช่วงฤดูใบไม้ร่วง-ฤดูหนาวของปี การรวบรวมอัณฑะและหลอดน้ำอสุจิจากหนูดำเนินการภายใต้การดมยาสลบอีเทอร์ (การศึกษาทดลองดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามปฏิญญาเฮลซิงกิว่าด้วยการรักษาสัตว์อย่างมีมนุษยธรรม)

วัตถุประสงค์ของการศึกษาของเราคือสารสกัดเกลือน้ำของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูขาวตัวผู้ที่โตเต็มวัยทางเพศ สารสกัดถูกเตรียมในบัฟเฟอร์กรดทริส-ไฮโดรคลอริก pH = 7.6 ในอัตราส่วนน้ำหนัก/ปริมาตร 1/5 หลังจากการแช่แข็ง ละลาย และปั่นแยกสี่ครั้งที่ 8000 กรัม เป็นเวลา 50 นาที ตัวอย่างจะถูกแช่แข็งและเก็บไว้ที่ -24 °C จนกระทั่ง การเรียน.

การหาปริมาณสังกะสี สำหรับสารสกัดภายใต้การศึกษา 2 มล. ให้เติม NaOH 10% 0.1 มล. และสารละลายไดไทโซน 1% 0.2 มล. ในคาร์บอนเตตราคลอไรด์ ในการควบคุมเชิงลบ มีการเติมน้ำกลั่น 2 มิลลิลิตร ในการควบคุมเชิงบวก - สารละลายซิงค์ซัลเฟต 20 ไมโครโมล 2 มิลลิลิตร (ความเข้มข้นโมลของสารละลายซิงค์ซัลเฟตมาตรฐาน) ตัวอย่างถูกโฟโตมิเตอร์ที่ 535 นาโนเมตร ความเข้มข้นของไอออนบวกของสังกะสีในตัวอย่างคำนวณโดยใช้สูตร: CZn=20 µmol × ตัวอย่าง OD535/มาตรฐาน OD535 โดยที่ตัวอย่าง OD535 คือความหนาแน่นเชิงแสงของตัวอย่าง วัดที่ 535 นาโนเมตร; มาตรฐาน OD535 - ความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายซิงค์ซัลเฟตมาตรฐาน 20 ไมโครโมลาร์ วัดที่ 535 นาโนเมตร

การหาปริมาณคาร์บอนิกแอนไฮเดรส วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของการคายน้ำด้วยไบคาร์บอเนตกับการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการคายน้ำด้วยการทำให้เกิดฟองอย่างเข้มข้นของตัวกลางที่ทำปฏิกิริยากับอากาศที่ปราศจากคาร์บอนมอนอกไซด์และการบันทึกอัตราการเปลี่ยนแปลง pH พร้อมกัน ปฏิกิริยาเริ่มต้นโดยการใส่สารละลายของสารตั้งต้นอย่างรวดเร็ว - โซเดียมไบคาร์บอเนต (10 มิลลิโมลาร์) ลงในส่วนผสมของปฏิกิริยาที่มีตัวอย่างทดสอบ ในกรณีนี้ค่า pH จะเพิ่มขึ้น 0.01-0.05 หน่วย ตัวอย่าง (10.0-50.0 มก.) ของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูขาวตัวผู้ที่โตเต็มวัยถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและปั่นแยกที่ 4,500 กรัม เป็นเวลา 30 นาที ที่ 4 °C และส่วนลอยเหนือตะกอนจะถูกเจือจางด้วยน้ำกลั่นสองครั้งที่ 4 °C ให้ได้ปริมาตรที่จะทำให้สามารถวัดเวลาปฏิกิริยาได้ กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงค่า pH เริ่มต้นจาก 8.2 เป็น 8.7 ในปฏิกิริยาการคายน้ำของ CO2 อัตราการสะสมของไฮดรอกซิลไอออนถูกวัดทางไฟฟ้าโดยใช้เครื่องวัดค่า pH ที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งมีความไวสูง (InoLab pH 7310) ที่เชื่อมต่อกับพีซี การเปลี่ยนแปลง pH จาก 8.2 เป็น 8.7 ตามฟังก์ชันของเวลาในส่วนเชิงเส้น จะคำนึงถึงกิจกรรมของเอนไซม์ด้วย คำนวณเวลาเฉลี่ย (T) สำหรับการวัด 4 ครั้ง เวลาที่ pH เปลี่ยนแปลงระหว่างการให้น้ำตามธรรมชาติของ CO2 ในตัวกลางที่ไม่มีตัวอย่างถูกนำมาใช้เป็นตัวควบคุม กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสแสดงออกมาในหน่วยเอนไซม์ (U) ต่อมิลลิกรัมของเนื้อเยื่อเปียกตามสมการ: ED = 2 (T0 - T)/ (T0 × มิลลิกรัมของเนื้อเยื่อในส่วนผสมของปฏิกิริยา) โดยที่ T0 = เวลาเฉลี่ยสำหรับการวัด 4 ครั้ง สารละลายบริสุทธิ์ของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เย็นและอิ่มตัว 4 มล., น้ำกลั่น

การหาปริมาณโพลีเอมีน ตัวอย่าง (100–200   มก.) ของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูเผือกเพศผู้ที่โตเต็มวัยถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน โดยแขวนลอยในกรดเปอร์คลอริกปกติ 0.2 มิลลิลิตร 1 มิลลิลิตร เพื่อสกัดโพลีเอมีนอิสระ และปั่นแยก สำหรับส่วนลอยเหนือตะกอน 100 ไมโครลิตร, โซเดียมคาร์บอเนต 1.5 M 110 ไมโครลิตร และแดนซิลคลอไรด์ 200 μl (สารละลาย 7.5 มก./มล. ในอะซิโตน; ซิกมา, มิวนิก, เยอรมนี) ถูกเติมลงไป นอกจากนี้ ไดอะมิโนเฮกเซน 10 ไมโครลิตร 0.5 mM ถูกเติมเป็นมาตรฐานภายใน หลังจากการบ่ม 1  ชั่วโมงที่ 60°C ในความมืด, สารละลายโพรลีน 50 μL (100 มก./มล.) ถูกเติมเพื่อจับแดนซิล คลอไรด์อิสระ จากนั้นอนุพันธ์แดนซิลของโพลีเอมีน (ต่อไปนี้จะเรียกว่า DNSC-โพลีเอมีน) ถูกสกัดด้วยโทลูอีน ระเหิดในเครื่องระเหยสุญญากาศ และละลายในเมทานอล โครมาโตกราฟีดำเนินการในคอลัมน์ LC 18 แบบรีเวิร์สเฟส (Supelco) ในระบบโครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (Dionex) ประกอบด้วยเครื่องผสมเกรเดียนต์ (รุ่น P 580), เครื่องฉีดอัตโนมัติ (ASI 100) และเครื่องตรวจจับเรืองแสง (RF 2000) . โพลีเอมีนถูกชะในเกรเดียนต์เชิงเส้นจาก 70% ถึง 100% (ปริมาตร/ปริมาตร) เมทานอลในน้ำที่อัตราการไหล 1 มิลลิลิตร/นาที และตรวจพบที่ความยาวคลื่นการกระตุ้น 365 นาโนเมตร และความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา 510 นาโนเมตร วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ซอฟต์แวร์ Dionex Chromeleon และดำเนินการหาปริมาณด้วยเส้นโค้งการสอบเทียบที่ได้จากส่วนผสมของสารบริสุทธิ์ (รูปที่ A)

โครมาโตกราฟีประสิทธิภาพสูงของโพลีเอมีน DNSC:

เอ - โครมาโตกราฟีของส่วนผสมมาตรฐานของ DNSC-polyamines B - โครมาโตกราฟีของ DNSC-polyamines จากหนึ่งในตัวอย่างเนื้อเยื่อของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูตัวผู้ 1 - เพตเรสซีน; 2 - ศพ; 3 - เฮกเซนไดเอมีน (มาตรฐานภายใน); 4 - สเปิร์มดีน; 5 - สเปิร์ม แกน x คือเวลาเป็นนาที แกน y คือเรืองแสง ยอดที่ไม่ระบุจำนวน - สิ่งเจือปนที่ไม่ปรากฏชื่อ

ผลการวิจัยและการอภิปราย. ดังที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าคาร์บอนิกแอนไฮเดรสมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญของพลาสมาน้ำอสุจิและการเจริญเติบโตของตัวอสุจิ ตามข้อมูลของเรา กิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในสารสกัดเกลือน้ำของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูในกลุ่มควบคุม ตามข้อมูลของเรา มีช่วงตั้งแต่ 84.0 ± 74.5 U/ml ซึ่งในแง่ของน้ำหนักเนื้อเยื่อคือ 336.0 ± 298.0 U/mg กิจกรรมที่สูงของเอนไซม์สามารถอธิบายได้ด้วยบทบาททางสรีรวิทยาที่สำคัญของมัน สำหรับการเปรียบเทียบ ระดับการทำงานของเอนไซม์นี้ในเนื้อเยื่ออื่นของสัตว์ชนิดเดียวกันนั้นต่ำกว่ามาก (ตารางที่ 1) ยกเว้นเลือดครบส่วน ซึ่งทราบถึงกิจกรรมที่สูงของเม็ดเลือดแดงคาร์บอนิกแอนไฮเดรส อย่างไรก็ตามสิ่งที่น่าสังเกตคือการกระจายที่กว้างมากในค่าของกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในหลอดน้ำอสุจิและอัณฑะซึ่งสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงซึ่งมากกว่า 150% (ตารางที่ 1)

ตารางที่ 1

กิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเนื้อเยื่อของเพศชายที่โตเต็มวัย

เนื้อเยื่อหนูตัวผู้	กิจกรรมของเอนไซม์ หน่วย	จำนวนข้อสังเกต	ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลง %
เนื้อเยื่อสมอง
กล้ามเนื้อ
เยื่อเมือกของระบบทางเดินอาหาร
ท่อน้ำอสุจิและอัณฑะ
เลือดทั้งหมด

สิ่งนี้บ่งบอกถึงอิทธิพลของปัจจัยที่ไม่สามารถระบุได้ต่อกิจกรรมของเอนไซม์ มีสองกรณีที่อธิบายคุณลักษณะนี้ ประการแรก เป็นที่ทราบกันว่าเอมีนที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ซึ่งรวมถึงโพลีเอมีนสเปิร์มดีนและสเปิร์ม มีความสามารถในการกระตุ้นคาร์บอนิกแอนไฮเดรส เป็นระบบสืบพันธุ์เพศชายที่เป็นแหล่งของสเปิร์มและสเปิร์มดีนที่ร่ำรวยที่สุด ดังนั้นเราจึงดำเนินการตรวจวัดความเข้มข้นของโพลีเอมีนในสารสกัดเกลือน้ำของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูตัวผู้แบบคู่ขนาน โพลีเอมีนสเปิร์มดีน, สเปิร์ม และพัตเรสซีนถูกวิเคราะห์โดย HPLC ตามที่บรรยายไว้ในวิธีการ พบว่าสเปิร์ม สเปิร์มดีน และพัตเรสซีนถูกตรวจพบในเนื้อเยื่อของท่อน้ำอสุจิและอัณฑะของหนูแรทตัวผู้ (รูปที่ B)

ในหนูแรทเพศผู้ที่มีสุขภาพดี ระดับของสเปิร์มคือ 5.962±4.0.91 ไมโครกรัม/กรัมเนื้อเยื่อ สเปิร์มดีน 3.037±3.32 ไมโครกรัม/กรัมเนื้อเยื่อ พัตเรสซีน 2.678±1.82 ไมโครกรัม/กรัมเนื้อเยื่อ และอัตราส่วนของสเปิร์ม/สเปิร์มดีน 1.88-2.91 นอกจากนี้ ตามข้อมูลของเรา ทั้งระดับของสเปิร์มดีนและระดับของสเปิร์ม (ในระดับที่น้อยกว่า) อาจมีความผันผวนอย่างมีนัยสำคัญ การวิเคราะห์สหสัมพันธ์แสดงความสัมพันธ์เชิงบวกที่มีนัยสำคัญ (r=+0.3) ระหว่างระดับของสเปิร์มและสเปิร์มดีน และตามลำดับ สเปิร์มดีนและพัตเรสซีน (r=+0.42) เห็นได้ชัดว่าสถานการณ์นี้เป็นปัจจัยหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการกระจายตัวของผลลัพธ์ในการพิจารณากิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสสูง

สารควบคุมกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสอีกประการหนึ่งอาจเป็นระดับของสังกะสีในเนื้อเยื่อสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้ที่โตเต็มวัย จากข้อมูลของเรา ระดับของซิงค์ไอออนจะแตกต่างกันไปอย่างมาก ตั้งแต่ 3.2 ถึง 36.7 ไมโครกรัม/กรัมของเนื้อเยื่อในการเตรียมอัณฑะและท่อน้ำอสุจิของหนูตัวผู้ที่โตเต็มวัย

การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของระดับสังกะสีกับระดับของกิจกรรมของสเปิร์ม สเปิร์มดีน และคาร์บอนิกแอนไฮเดรส แสดงให้เห็นระดับความสัมพันธ์เชิงบวกที่แตกต่างกันระหว่างความเข้มข้นของไอออนสังกะสีและสารเมตาบอไลต์เหล่านี้ พบว่ามีความเกี่ยวข้องกับสเปิร์มในระดับที่ไม่มีนัยสำคัญ (+0.14) เมื่อพิจารณาจากจำนวนการสังเกตที่ใช้ ความสัมพันธ์นี้ไม่มีนัยสำคัญ (p≥0.1) พบความสัมพันธ์เชิงบวกที่มีนัยสำคัญระหว่างระดับของไอออนสังกะสีกับความเข้มข้นของพัตเรสซีน (+0.42) และความเข้มข้นของสเปิร์มดีน (+0.39) นอกจากนี้ยังพบความสัมพันธ์เชิงบวกในระดับสูง (+0.63) ระหว่างความเข้มข้นของไอออนสังกะสีและกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส

ในขั้นต่อไป เราพยายามที่จะรวมความเข้มข้นของสังกะสีและระดับของโพลีเอมีนเป็นปัจจัยที่ควบคุมการทำงานของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส เมื่อวิเคราะห์ชุดความแปรผันของการหาค่าความเข้มข้นของซิงค์ไอออน โพลีเอมีน และกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส พบว่ามีความสม่ำเสมอบางประการ แสดงให้เห็นว่าจากการศึกษา 69 รายการที่ดำเนินการเกี่ยวกับระดับของกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส สามารถจำแนกกลุ่มได้สามกลุ่ม:

กลุ่มที่ 1 - กิจกรรมสูงจาก 435 ถึง 372 หน่วย (จำนวนการสังเกต 37)

กลุ่ม 2 - กิจกรรมต่ำจาก 291 ถึง 216 หน่วย (จำนวนการสังเกต 17)

กลุ่ม 3 - กิจกรรมต่ำมาก จาก 177 เป็น 143 หน่วย (จำนวนการสังเกต 15)

เมื่อจัดอันดับระดับโพลีเอมีนและความเข้มข้นของไอออนสังกะสีกับกลุ่มเหล่านี้ มีการเปิดเผยคุณลักษณะที่น่าสนใจซึ่งไม่ปรากฏขึ้นเมื่อวิเคราะห์อนุกรมความแปรผัน ความเข้มข้นของสเปิร์มสูงสุด (โดยเฉลี่ย 9.881±0.647 ไมโครกรัม/กรัมของเนื้อเยื่อ) สัมพันธ์กับการสังเกตกลุ่มที่สามซึ่งมีฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสต่ำมาก และค่าต่ำสุด (โดยเฉลี่ย 2.615±1.130 ไมโครกรัม/กรัมของเนื้อเยื่อ) กับกลุ่มที่สองที่มีฤทธิ์ต่ำ กิจกรรมของเอนไซม์

การสังเกตจำนวนมากที่สุดเกี่ยวข้องกับกลุ่มแรกที่มีกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในระดับสูง ในกลุ่มนี้ ความเข้มข้นของสเปิร์มใกล้เคียงกับค่าเฉลี่ย (โดยเฉลี่ย 4.675 ± 0.725 ไมโครกรัม/กรัมของเนื้อเยื่อ)

ความเข้มข้นของไอออนสังกะสีแสดงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส ในกลุ่มแรกของกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรส (ตารางที่ 2) ความเข้มข้นของไอออนสังกะสียังสูงกว่าค่าในกลุ่มอื่นๆ ด้วย (โดยเฉลี่ย 14.11±7.25 ไมโครกรัม/กรัมของเนื้อเยื่อ) นอกจากนี้ความเข้มข้นของไอออนสังกะสีจะลดลงตามการลดลงของกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส แต่การลดลงนี้ไม่ได้เป็นสัดส่วน หากในกลุ่มที่สองกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสลดลงเมื่อเทียบกับกลุ่มแรก 49.6% และกลุ่มที่สาม 60.35% ความเข้มข้นของไอออนสังกะสีจะลดลงในกลุ่มที่สอง 23% และในกลุ่มที่สาม 39%

ตารางที่ 2

ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของโพลีเอมีนและไอออนสังกะสีกับฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส

กลุ่มกิจกรรม คาร์บอนิกแอนไฮเดรส หน่วย	ความเข้มข้นเฉลี่ย สเปิร์ม, เนื้อเยื่อไมโครกรัม/กรัม	ความเข้มข้นเฉลี่ย สเปิร์มดีน เนื้อเยื่อไมโครกรัม/กรัม	ความเข้มข้นเฉลี่ย พัตเรสซีน, เนื้อเยื่อ µg/g	ความเข้มข้นเฉลี่ย ไอออนสังกะสี, เนื้อเยื่อ µg/g

สิ่งนี้บ่งบอกถึงปัจจัยเพิ่มเติมที่มีอิทธิพลต่อการทำงานของเอนไซม์นี้ พลวัตของความเข้มข้นของพัตเรสซีนดูแตกต่างออกไปบ้าง (ตารางที่ 2) ระดับของโพลีเอมีนนี้ลดลงอย่างรวดเร็ว และในกลุ่มเปรียบเทียบที่สาม ระดับของพัตเรสซีนจะลดลงโดยเฉลี่ยเกือบ 74% การเปลี่ยนแปลงของระดับสเปิร์มดีนนั้นแตกต่างกันตรงที่ค่าความเข้มข้น "การกระโดด" ของโพลีเอมีนนี้สัมพันธ์กับระดับกิจกรรมคาร์บอนิกแอนไฮเดรสกลุ่มที่สองเป็นหลัก ด้วยกิจกรรมสูงของเอนไซม์นี้ (กลุ่มที่ 1) ความเข้มข้นของสเปิร์มดีนจะสูงกว่าค่าเฉลี่ยสำหรับการสังเกตทั้งหมดเล็กน้อยและในกลุ่มที่สามจะต่ำกว่าความเข้มข้นในกลุ่มที่สองเกือบ 4 เท่า

ดังนั้นกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้จึงมีรูปแบบการควบคุมที่ซับซ้อน ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ได้จำกัดอยู่เพียงปัจจัยที่เราอธิบายไว้ จากผลลัพธ์ที่ได้สรุปได้ว่าบทบาทของหน่วยงานกำกับดูแลต่างๆ ของกิจกรรมของเอนไซม์นี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับของกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส มีแนวโน้มว่าความเข้มข้นของสเปิร์มสูงจะจำกัดการถอดรหัสของยีนคาร์บอนิกแอนไฮเดรส เมื่อพิจารณาจากข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของโพลีเอมีนนี้ สเปิร์มดีนอาจทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัดในระยะหลังไทรโบโซมของการควบคุมการทำงานของคาร์บอนิก แอนไฮเดรส และพัทเรสซีนและความเข้มข้นของไอออนสังกะสีเป็นปัจจัยกระตุ้นที่สัมพันธ์กัน

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การประเมินอิทธิพลของปัจจัยภายนอก (รวมถึงการเปลี่ยนแปลงการทำงานของระบบสืบพันธุ์) ต่อการทำงานของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส ซึ่งเป็นหนึ่งในการเชื่อมโยงที่สำคัญในเมแทบอลิซึมของระบบสืบพันธุ์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตัวผู้ ไม่เพียงแต่มีความสำคัญเท่านั้น แต่ยังเป็น กระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้การควบคุมจำนวนมากและการประเมินพหุภาคี

ลิงค์บรรณานุกรม

Kuznetsova M.G., Ushakova M.V., Gudinskaya N.I., Nikolaev A.A. การควบคุมกิจกรรมของไฮดราสคาร์บอนที่มีสังกะสีในระบบสืบพันธุ์ของหนูตัวผู้ // ปัญหาสมัยใหม่ของวิทยาศาสตร์และการศึกษา – 2017. – ลำดับที่ 2.;
URL: http://site/ru/article/view?id=26215 (วันที่เข้าถึง: 19/07/2019)

เรานำเสนอนิตยสารที่คุณจัดพิมพ์โดยสำนักพิมพ์ "Academy of Natural Sciences"

คาร์บอนไดออกไซด์ 55-58 vol.% สามารถสกัดได้จากเลือดดำ CO2 ที่สกัดจากเลือดส่วนใหญ่มาจากเกลือของกรดคาร์บอนิกที่มีอยู่ในพลาสมาและเม็ดเลือดแดง และมีคาร์บอนไดออกไซด์เพียงประมาณ 2.5% เท่านั้นที่ถูกละลาย และประมาณ 4-5% โดยปริมาตรจะรวมกับฮีโมโกลบินในรูปของคาร์โบฮีโมโกลบิน

กรดคาร์บอนิกเกิดขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์ในเซลล์เม็ดเลือดแดงซึ่งมีเอนไซม์คาร์บอนิกแอนไฮเดรส ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอันทรงพลังที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาไฮเดรชั่นของคาร์บอนไดออกไซด์

การเกาะติดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดในเส้นเลือดฝอยของวงกลมระบบคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อจะแพร่กระจายเข้าสู่กระแสเลือดของเส้นเลือดฝอยเนื่องจากความตึงเครียดของ CO2 ในเนื้อเยื่อนั้นเกินกว่าความตึงเครียดในเลือดแดงอย่างมีนัยสำคัญ CO2 ที่ละลายในพลาสมาจะกระจายเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดงซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพล คาร์บอนิกแอนไฮเดรสมันจะกลายเป็นกรดคาร์บอนิกทันที

จากการคำนวณกิจกรรมของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเม็ดเลือดแดงนั้นทำให้ปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์ถูกเร่งขึ้น 1,500-2,000 เท่า เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ภายในเม็ดเลือดแดงทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอนิก ความตึงเครียดของ CO2 ภายในเม็ดเลือดแดงจึงใกล้เคียงกับศูนย์ ดังนั้นปริมาณ CO2 ใหม่จะเข้าสู่เม็ดเลือดแดงมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากการก่อตัวของกรดคาร์บอนิกจาก CO3 ในเม็ดเลือดแดง ความเข้มข้นของไอออน HCO3" จะเพิ่มขึ้น และเริ่มกระจายเข้าสู่พลาสมา ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากเยื่อหุ้มผิวของเม็ดเลือดแดงสามารถซึมผ่านไปยังประจุลบได้ สำหรับแคตไอออน เม็ดเลือดแดง เมมเบรนไม่สามารถซึมผ่านได้จริง แทนที่จะเป็นไอออน HCO3" ไอออนของเม็ดเลือดแดงจะเข้าสู่คลอรีน การเปลี่ยนไอออนของคลอรีนจากพลาสมาไปเป็นเม็ดเลือดแดงจะปล่อยไอออนโซเดียมในพลาสมาซึ่งจะจับไอออน HCO3 เข้าสู่เม็ดเลือดแดงทำให้เกิด NaHCO3 การวิเคราะห์ทางเคมีของพลาสมาในเลือดจากหลอดเลือดดำแสดงให้เห็นว่าไบคาร์บอเนตในนั้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การสะสมของประจุลบภายในเม็ดเลือดแดงทำให้ความดันออสโมติกเพิ่มขึ้นภายในเม็ดเลือดแดง และทำให้เกิดการผ่านของน้ำจากพลาสมาผ่านเยื่อหุ้มผิวของเม็ดเลือดแดง ส่งผลให้ปริมาตรของเซลล์เม็ดเลือดแดงในเส้นเลือดฝอยในระบบเพิ่มขึ้น การศึกษาโดยใช้ฮีมาโตคริตพบว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงครอบครอง 40% ของปริมาตรของเลือดแดง และ 40.4% ของปริมาตรของเลือดดำ จากนี้ไปปริมาณของเม็ดเลือดแดงในหลอดเลือดดำจะมากกว่าปริมาณของเม็ดเลือดแดงในหลอดเลือดแดงซึ่งอธิบายได้โดยการแทรกซึมของน้ำเข้าไป

ในขณะเดียวกันกับการที่ CO2 เข้าสู่เม็ดเลือดแดงและการก่อตัวของกรดคาร์บอนิกในนั้น ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกจากออกซีฮีโมโกลบินและเปลี่ยนเป็นฮีโมโกลบินที่ลดลง หลังเป็นกรดที่แยกตัวน้อยกว่าออกซีเฮโมโกลบินและกรดคาร์บอนิกมาก ดังนั้นเมื่อออกซีฮีโมโกลบินถูกแปลงเป็นฮีโมโกลบิน H2CO3 จะแทนที่โพแทสเซียมไอออนจากฮีโมโกลบิน และเมื่อรวมเข้ากับพวกมันจะทำให้เกิดเกลือโพแทสเซียมของไบคาร์บอเนต

H˙ ไอออนที่ถูกปลดปล่อยของกรดคาร์บอนิกจับกับเฮโมโกลบิน เนื่องจากฮีโมโกลบินรีดิวซ์เป็นกรดที่แยกตัวออกเล็กน้อย จึงไม่ทำให้เลือดเป็นกรด และค่า pH ที่แตกต่างกันระหว่างเลือดดำและเลือดแดงจึงมีน้อยมาก ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์เม็ดเลือดแดงของเส้นเลือดฝอยในเนื้อเยื่อสามารถแสดงได้ดังนี้:

KHbO2 + H2CO3= HHb + O2 + KHSO3

จากที่กล่าวมาข้างต้น oxyhemoglobin ซึ่งกลายเป็นเฮโมโกลบินและให้ฐานที่เกี่ยวข้องกับมันกับคาร์บอนไดออกไซด์ส่งเสริมการก่อตัวของไบคาร์บอเนตและการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปแบบนี้ นอกจากนี้ gcmoglobin ยังก่อให้เกิดสารประกอบทางเคมีที่มี CO2 - carbohemoglobin การมีอยู่ของฮีโมโกลบินและคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดถูกกำหนดโดยการทดลองต่อไปนี้ หากเติมโพแทสเซียมไซยาไนด์ลงในเลือดครบส่วนซึ่งจะยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสโดยสมบูรณ์ปรากฎว่าเซลล์เม็ดเลือดแดงของเลือดดังกล่าวจับกับคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าพลาสมา จากนี้สรุปได้ว่าการจับกันของ CO2 โดยเม็ดเลือดแดงหลังจากการหยุดการทำงานของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสนั้นอธิบายได้จากการมีอยู่ของสารประกอบฮีโมโกลบินกับ CO2 ในเม็ดเลือดแดง ต่อมาถูกค้นพบว่าคาร์บอนไดออกไซด์เกาะติดกับกลุ่มเอมีนของเฮโมโกลบิน ทำให้เกิดพันธะที่เรียกว่าคาร์บามีน

ปฏิกิริยาของการสร้างคาร์โบฮีโมโกลบินสามารถไปในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่งได้ ขึ้นอยู่กับความตึงเครียดของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด แม้ว่าส่วนเล็ก ๆ ของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดที่สามารถสกัดได้จากเลือดจะรวมกับเฮโมโกลบิน (8-10%) แต่บทบาทของสารประกอบนี้ในการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดนั้นค่อนข้างใหญ่ ประมาณ 25-30% ของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เลือดดูดซึมในเส้นเลือดฝอยจะรวมกับฮีโมโกลบินเพื่อสร้างคาร์โบฮีโมโกลบิน

การปล่อย CO2 ทางเลือดในเส้นเลือดฝอยในปอด เนื่องจากความดันบางส่วนที่ต่ำกว่าของ CO2 ในอากาศในถุงเมื่อเปรียบเทียบกับความตึงเครียดในเลือดดำ คาร์บอนไดออกไซด์จึงผ่านการแพร่กระจายจากเลือดของเส้นเลือดฝอยในปอดไปยังอากาศในถุง ความตึงเครียดของ CO2 ในเลือดลดลง

ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความดันบางส่วนของออกซิเจนในอากาศถุงสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับความตึงเครียดในเลือดดำ ออกซิเจนจึงไหลจากอากาศในถุงไปยังเลือดของเส้นเลือดฝอยในปอด ความตึงเครียดของ O2 ในเลือดเพิ่มขึ้น และฮีโมโกลบินจะถูกแปลงเป็นออกซีเฮโมโกลบิน เนื่องจากกรดอย่างหลังเป็นกรดซึ่งมีการแยกตัวออกสูงกว่าฮีโมโกลบินของกรดคาร์บอนิกมาก มันจึงแทนที่กรดคาร์บอนิกจากกรดโพแทสเซียม ปฏิกิริยาจะเป็นดังนี้:

ННb + O2 + KНSO3= KНbO2+H2CO3

กรดคาร์บอนิกที่ปราศจากพันธะกับเบสจะถูกสลายโดยคาร์บอนิกแอนไฮเดรสเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำ ความสำคัญของคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปอดสามารถเห็นได้จากข้อมูลต่อไปนี้ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาคายน้ำของ H2CO3 ที่ละลายในน้ำ โดยการก่อตัวของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ออกจากเลือดขณะอยู่ในเส้นเลือดฝอยของปอดนั้นใช้เวลาประมาณ 300 วินาที เลือดจะไหลผ่านเส้นเลือดฝอยของปอดภายใน 1-2 วินาที แต่ในช่วงเวลานี้ กรดคาร์บอนิกจะขาดน้ำภายในเซลล์เม็ดเลือดแดง และการแพร่กระจายของ CO2 ที่เกิดขึ้นจะเข้าสู่พลาสมาในเลือดก่อน จากนั้นจึงเข้าสู่ถุงลม

เนื่องจากความเข้มข้นของไอออน HCO3 ในเม็ดเลือดแดงลดลงในเส้นเลือดฝอยในปอด ไอออนจากพลาสมาเหล่านี้จึงเริ่มแพร่กระจายไปยังเม็ดเลือดแดง และไอออนของคลอรีนจะแพร่กระจายจากเม็ดเลือดแดงเข้าสู่พลาสมา เนื่องจากความตึงเครียดของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดของเส้นเลือดฝอยในปอดลดลง พันธะของคาร์บามีนจึงถูกแยกออกและคาร์โบเฮโมโกลบินจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา

เส้นโค้งการแยกตัวของสารประกอบกรดคาร์บอนิกในเลือด ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว กว่า 85% ของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สามารถสกัดออกจากเลือดโดยการทำให้เป็นกรดจะถูกปล่อยออกมาเนื่องจากการสลายของไบคาร์บอเนต (โพแทสเซียมในเซลล์เม็ดเลือดแดงและโซเดียมในพลาสมา)

การจับตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่กระแสเลือดขึ้นอยู่กับความตึงเครียดบางส่วน เป็นไปได้ที่จะสร้างกราฟการแยกตัวสำหรับสารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด คล้ายกับกราฟการแยกตัวของออกซีเฮโมโกลบิน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เปอร์เซ็นต์ปริมาตรของคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับตัวในเลือดจะถูกพล็อตตามแกนกำหนด และความเครียดบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกพล็อตไปตามแกนแอบซิสซา เส้นโค้งด้านล่างในรูป 58 แสดงการจับของคาร์บอนไดออกไซด์กับเลือดแดงซึ่งเฮโมโกลบินนั้นอิ่มตัวด้วยออกซิเจนเกือบทั้งหมด เส้นโค้งด้านบนแสดงการจับกันของก๊าซกรดกับเลือดดำ

ความแตกต่างของความสูงของเส้นโค้งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเลือดแดงซึ่งอุดมไปด้วยออกซีเฮโมโกลบิน มีความสามารถในการจับคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเลือดดำ เนื่องจากเป็นกรดที่แรงกว่ากรดคาร์บอนิก ออกซีฮีโมโกลบินจึงขจัดเบสออกจากไบคาร์บอเนต และมีส่วนช่วยในการปล่อยกรดคาร์บอนิก ในเนื้อเยื่อ oxyhemoglobin ซึ่งเปลี่ยนเป็นเฮโมโกลบินจะทำให้ฐานที่เกี่ยวข้องเพิ่มขึ้นและเพิ่มการจับตัวของก๊าซกรดในเลือด

จุด A บนเส้นโค้งด้านล่างในรูป 58 สอดคล้องกับแรงดันกรด 40 mmHg ศิลปะ เช่น แรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่จริงในเลือดแดง ที่แรงดันไฟฟ้านี้ CO2 52 vol.% ถูกผูกไว้ จุด V บนเส้นโค้งด้านบนสอดคล้องกับแรงดันก๊าซกรดที่ 46 mmHg ศิลปะ กล่าวคือ มีอยู่ในเลือดดำจริงๆ ดังที่เห็นได้จากเส้นโค้ง ที่แรงดันไฟฟ้านี้ เลือดดำจะจับคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 58 vol.% เส้น AV ที่เชื่อมต่อเส้นโค้งด้านบนและด้านล่างสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการจับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นเมื่อเลือดจากหลอดเลือดแดงถูกแปลงเป็นหลอดเลือดดำ หรือในทางกลับกัน เลือดจากหลอดเลือดดำกลายเป็นหลอดเลือดแดง

เลือดดำเนื่องจากฮีโมโกลบินที่มีอยู่นั้นถูกแปลงเป็นออกซีเฮโมโกลบินจึงปล่อย CO2 ประมาณ 6 vol.% ในเส้นเลือดฝอยของปอด หากฮีโมโกลบินในปอดไม่เปลี่ยนเป็นออกซีฮีโมโกลบิน ดังที่เห็นได้จากเส้นโค้ง เลือดดำที่มีความดันคาร์บอนไดออกไซด์บางส่วนในถุงลมเท่ากับ 40 มม. ปรอท ศิลปะ.. จะผูก 54 vol.% CO2 ดังนั้นจะไม่ยอมแพ้ 6 แต่เพียง 4 vol.% ในทำนองเดียวกันหากเลือดแดงในเส้นเลือดฝอยของวงกลมระบบไม่ให้ออกซิเจนนั่นคือถ้าเฮโมโกลบินของมันยังคงอิ่มตัวด้วยออกซิเจนดังนั้นเลือดแดงนี้ที่ความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในเส้นเลือดฝอยของร่างกาย เนื้อเยื่อไม่สามารถจับ 58 vol. .% CO2 ได้ แต่มีเพียง 55 vol. % เท่านั้น

คาร์บอนแนนไฮดราส (คาร์บอเนตดีไฮดราเตส, คาร์บอเนตไฮโดรไลเอส, ชื่อล้าสมัย - คาร์บอนิกแอนไฮเดรส; EC 4.2.1.1) - เอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยาย้อนกลับของการแยกกรดคาร์บอนิกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นหนึ่งในเอนไซม์ที่พบมากที่สุดและออกฤทธิ์มากที่สุดในร่างกายมนุษย์ เกี่ยวข้องกับการทำงานของร่างกาย เช่น การขนส่ง CO 2 การสร้างกรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหาร และการรักษาสมดุลของกรดเบส ปริมาณของกิจกรรม K ในเลือดของมนุษย์ทำหน้าที่เป็นการทดสอบวินิจฉัยโรคต่างๆ

คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นระหว่างการหายใจของเนื้อเยื่อในเส้นเลือดฝอยของเนื้อเยื่อภายใต้อิทธิพลของเซลล์เม็ดเลือดแดงเปลี่ยนเป็น H 2 CO 3 (H + + HCO 3 -); H + ไอออนถูกผูกไว้กับเฮโมโกลบิน (ดู) และ HCO 3 - ไอออนในรูปของไบคาร์บอเนตจะถูกขนส่งด้วยเลือดไปยังปอด ในเส้นเลือดฝอยในปอดภายใต้อิทธิพลของคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมาจาก H 2 CO 3 แล้วจึงถูกกำจัดออกจากร่างกาย พ. ไตมีส่วนร่วมในกระบวนการดูดซึมน้ำกลับคืนในท่อไต กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ลดลงจะทำให้เกิดภาวะด่างในปัสสาวะ (เช่น การเพิ่มขึ้นของค่า pH) และภาวะโพลียูเรีย K. ซึ่งรับประกันการรักษาสมดุลของกรดเบสนั้นมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความตื่นเต้นง่ายและการนำไฟฟ้าของเนื้อเยื่อประสาท เคยังกระตุ้นการไฮโดรไลซิสของเอสเทอร์จำนวนหนึ่งและไฮเดรชั่นของอัลดีไฮด์อีกด้วย เอนไซม์นี้อยู่ในคลาสของไลเอส ซึ่งเป็นคลาสย่อยของไลเอสคาร์บอน-ออกซิเจน

K. ถูกค้นพบครั้งแรกในเม็ดเลือดแดงโดย N. Meldrum และ F. J. Boughton ในปี 1932 กิจกรรมของ K. ถูกกำหนดนอกเหนือจากเม็ดเลือดแดงในเซลล์ข้างขม่อมของเยื่อบุกระเพาะอาหารในเซลล์ของเยื่อหุ้มสมองไตและไตดังที่ เช่นเดียวกับในเซลล์ของค n. หน้า ตับอ่อน ในเรตินา เลนส์ตา และอวัยวะอื่นๆ ของมนุษย์

K. สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นเอนไซม์โลหะ (โปรตีนสังกะสี)

มีสังกะสี 1 กรัมต่อโปรตีนเอนไซม์ 1 โมล Zn 2+ สามารถแทนที่ด้วย Co 2+ ได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนการทำงานของเอนไซม์ ไอออน Mn 2+, Fe 2+ และ Ni 2+ มีฤทธิ์น้อยกว่ามากในเรื่องนี้

เซลล์พืชมีคุณสมบัติแตกต่างกันไปจากเซลล์ที่แยกได้จากเนื้อเยื่อของสัตว์และมนุษย์

K. เม็ดเลือดแดงของมนุษย์มีไอโซเอนไซม์สามชนิด (ดู) - A, B และ C ซึ่งส่วนหลังมีความโดดเด่นด้วยกิจกรรมสูงสุด อัตราส่วนของไอโซเอนไซม์เหล่านี้แตกต่างกันไปในสถานะพาทอลที่แตกต่างกัน (โดยปกติคือ 5%, 83% และ 12% ตามลำดับ)

เคถูกยับยั้งโดยไอออนโมโนวาเลนต์ ไซยาไนด์ ซัลไฟด์ เอไซด์ ฟีนอล และอะซิโตไนไตรล์ส่วนใหญ่ ซัลโฟนาไมด์และอนุพันธ์ของพวกมันบางชนิดเป็นตัวยับยั้งที่แข็งแกร่งของเคในสัตว์และจุลินทรีย์เช่นอะซิตาโซลาไมด์ - ไดคาร์บ (ดู) ซึ่งใช้ในการแพทย์เป็นยาขับปัสสาวะและยากันชักตลอดจนในการรักษาโรคต้อหิน

กิจกรรมของ K. ในเลือดของคนที่มีสุขภาพแข็งแรงค่อนข้างคงที่ แต่ในบางรัฐพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นด้วยโรคโลหิตจางจากสาเหตุต่าง ๆ กิจกรรมเฉพาะของเลือด K จะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มขึ้นเมื่อมีความผิดปกติของการไหลเวียนโลหิตในระดับที่ 2 - 3 เช่นเดียวกับรอยโรคในปอด (หลอดลมโป่งพอง, โรคปอดบวม) ด้วยภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในหลอดเลือด กิจกรรมของ K. จะถูกกำหนดในปัสสาวะ ซึ่งโดยปกติจะไม่ปรากฏ* ในคนไข้ที่มีความเป็นกรดต่ำของน้ำย่อย กิจกรรมของ K. ในเลือดต่ำจะถูกบันทึกไว้ และด้วยความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้น K.' กิจกรรมในเลือดเพิ่มขึ้นเล็กน้อย

เมื่อคำนึงถึงการใช้อย่างแพร่หลายในคลินิกของ Pharmakol ยาที่เป็นสารยับยั้ง K. (hypothiazide, diacarb ฯลฯ ) ความเหมาะสมในการติดตามกิจกรรมของ K. ในเลือดของผู้ป่วยที่รับประทานยาดังกล่าวอย่างเป็นระบบนั้นชัดเจน

กิจกรรมของ K. ในเวดจ์และห้องปฏิบัติการถูกกำหนดโดยใช้วิธี Brinkman (ดูวิธี Brinkman) ดัดแปลงโดย E. M. Kreps และ E. Yu. Chenykaeva เช่นเดียวกับวิธีไมโครของ A. A. Pokrovsky และ V. A. Tutelyan โดยอาศัยการวัด เวลาที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลง pH จาก 9.0 เป็น 6.3 อันเป็นผลมาจากการให้ความชุ่มชื้นของ CO 2 ภายใต้อิทธิพลของ K. ของตัวอย่างเลือดที่อยู่ระหว่างการศึกษา โดยปกติกิจกรรม K ซึ่งกำหนดโดยวิธีนี้คือ 2.01 ± 0.08 หน่วย และในรูปของเม็ดเลือดแดง 1 ล้านเซลล์คือ 0.458 ± 0.006 หน่วย (สำหรับกิจกรรม K 1 หน่วย ความเร่งของปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาจะเป็น 2 เท่า เมื่อเทียบกับกิจกรรมที่ไม่เร่งปฏิกิริยาภายใต้สภาวะมาตรฐาน: อุณหภูมิ 0-1° เวลา 100-110 วินาที การเจือจางของเลือด 1: 1,000)

บรรณานุกรม Crepe E. M. เอนไซม์ระบบทางเดินหายใจ - คาร์บอนิกแอนไฮเดรสและความสำคัญในด้านสรีรวิทยาและพยาธิวิทยา Usp. ทันสมัย ​​biol. t. 17, v. 2, น. 125, 1944; L e-ninger A. ชีวเคมี, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษหน้า 177 ม. 2517; ฉัน n d s k o g S. a. โอ คาร์บอนิกแอนไฮเดรส, ใน: เอนไซม์, เอ็ด. โดย P.D. Boyer, v. 5, น. 587, N. Y.-L., 1971, บรรณานุกรม; Scrutton M. การทดสอบเอนไซม์ของการเผาผลาญคาร์บอนไดออกไซด์ในหนังสือ: Meth ไมโครไบโอล., เอ็ด. โดย เจ.อาร์. นอร์ริส เอ. ดี. ดับเบิลยู. ริบบอนส์, v. 6เอ น. 479, ล.-น. ย., 1971.

จี.เอ. โคเชตอฟ

ซึ่งขัดแย้งกันไม่ได้ใช้อย่างอิสระเป็นยาขับปัสสาวะ (ยาขับปัสสาวะ) สารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสส่วนใหญ่จะใช้สำหรับโรคต้อหิน

คาร์บอนิกแอนไฮเดรสในเยื่อบุผิวของท่อใกล้เคียงของเนฟรอนจะเร่งปฏิกิริยาการคายน้ำของกรดคาร์บอนิก ซึ่งเป็นตัวเชื่อมโยงสำคัญในการดูดซึมกลับของไบคาร์บอเนต เมื่อสารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสออกฤทธิ์ โซเดียมไบคาร์บอเนตจะไม่ถูกดูดซึมกลับคืนมา แต่จะถูกขับออกทางปัสสาวะ (ปัสสาวะจะกลายเป็นด่าง) หลังจากโซเดียม โพแทสเซียม และน้ำถูกขับออกจากร่างกายทางปัสสาวะ ผลขับปัสสาวะของสารในกลุ่มนี้อ่อนแอเนื่องจากโซเดียมเกือบทั้งหมดที่ถูกปล่อยออกสู่ปัสสาวะในท่อใกล้เคียงจะยังคงอยู่ในส่วนปลายของเนฟรอน นั่นเป็นเหตุผล ปัจจุบันสารยับยั้ง Carbonic anhydrase ไม่ได้ถูกใช้อย่างอิสระเป็นยาขับปัสสาวะ.

ยายับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรส

อะเซตาโซลาไมด์

(diacarb) เป็นตัวแทนที่มีชื่อเสียงที่สุดของยาขับปัสสาวะกลุ่มนี้ มันถูกดูดซึมได้ดีจากทางเดินอาหารและถูกขับออกทางปัสสาวะอย่างรวดเร็วไม่เปลี่ยนแปลง (นั่นคือผลของมันจะเกิดขึ้นในระยะสั้น) ยาที่คล้ายกับอะซีตาโซลาไมด์ - ไดคลอร์เฟนาไมด์(ดารานิด) และ เมทาโซลาไมด์(เนปตาเซน).

เมธาโซลาไมด์ยังอยู่ในกลุ่มของสารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรส มีครึ่งชีวิตนานกว่าอะซีตาโซลาไมด์ และเป็นพิษต่อไตน้อยกว่า

ดอร์โซลาไมด์. บ่งชี้ถึงการลดความดันในลูกตาที่เพิ่มขึ้นในผู้ป่วยโรคต้อหินแบบมุมเปิดหรือความดันโลหิตสูงในตาที่ไม่ตอบสนองต่อยาปิดกั้นเบต้า

บรินโซลาไมด์(ชื่อทางการค้า Azopt, Alcon Laboratories, Inc, เบฟาร์ดิน Fardi MEDICALS) ยังอยู่ในกลุ่มของสารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรส ใช้เพื่อลดความดันลูกตาในผู้ป่วยโรคต้อหินแบบมุมเปิดหรือความดันโลหิตสูงในลูกตา การรวมกันของบรินโซลาไมด์และทิโมลอลถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในตลาดภายใต้ชื่อทางการค้า Azarga

ผลข้างเคียง

สารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสมีผลข้างเคียงหลักดังต่อไปนี้:

• ภาวะโพแทสเซียมต่ำ;
• ภาวะกรดในเมตาบอลิซึมในเลือดสูง
• ฟอสฟาทูเรีย;
• ภาวะแคลเซียมในเลือดสูงที่มีความเสี่ยงต่อนิ่วในไต
• พิษต่อระบบประสาท (อาชาและง่วงนอน);
• อาการแพ้

ข้อห้าม

Acetazolamide เช่นเดียวกับสารยับยั้ง carbonic anhydrase อื่น ๆ มีข้อห้ามในโรคตับแข็งของตับเนื่องจากการทำให้เป็นด่างของปัสสาวะจะป้องกันการปล่อยแอมโมเนียซึ่งนำไปสู่โรคไข้สมองอักเสบ

บ่งชี้ในการใช้งาน

สารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสใช้เป็นหลักในการรักษาโรคต้อหิน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อรักษาโรคลมบ้าหมูและอาการเจ็บป่วยเฉียบพลันจากภูเขาได้ เนื่องจากส่งเสริมการละลายและกำจัดกรดยูริก จึงสามารถใช้รักษาโรคเกาต์ได้

อะเซตาโซลาไมด์ใช้ในเงื่อนไขต่อไปนี้:

• โรคต้อหิน (ลดการผลิตของเหลวในลูกตาโดย choroid plexus ของเลนส์ปรับเลนส์)
• การรักษาโรคลมบ้าหมู (petit mal) อะเซตาโซลาไมด์มีประสิทธิผลในการรักษาอาการชักได้เกือบทุกประเภท รวมถึงอาการชักแบบโทนิค-คลินิคและอาการชักแบบไม่มีอาการ แม้ว่าจะมีคุณประโยชน์ที่จำกัด เนื่องจากความทนทานจะเพิ่มขึ้นเมื่อใช้ในระยะยาว
• สำหรับการป้องกันโรคไตในระหว่างการรักษาเนื่องจากการสลายของเซลล์จะปล่อยเบสพิวรีนจำนวนมากซึ่งทำให้การสังเคราะห์กรดยูริกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การทำให้ปัสสาวะเป็นด่างด้วยอะซิตาโซลาไมด์เนื่องจากการปล่อยไบคาร์บอเนตจะยับยั้งโรคไตเนื่องจากการสูญเสียผลึกกรดยูริก
• เพื่อเพิ่มการขับปัสสาวะในระหว่างอาการบวมน้ำและแก้ไข alkalosis ภาวะโพแทสเซียมต่ำในการเผาผลาญใน CHF โดยการลดการดูดซึมกลับของ NaCl และไบคาร์บอเนตในท่อใกล้เคียง

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีข้อบ่งชี้ใด ๆ เหล่านี้ อะเซตาโซลาไมด์จึงเป็นการรักษาทางเภสัชวิทยาเบื้องต้น (ยาทางเลือก) Acetazolamide ยังถูกกำหนดไว้สำหรับการเจ็บป่วยจากภูเขา (เนื่องจากทำให้เกิดกรดซึ่งนำไปสู่การฟื้นฟูความไวของศูนย์ทางเดินหายใจต่อภาวะขาดออกซิเจน)

สารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสในการรักษาอาการเมาภูเขา

ที่ระดับความสูง ความดันบางส่วนของออกซิเจนจะลดลง และผู้คนจะต้องหายใจเร็วขึ้นเพื่อให้ได้รับออกซิเจนเพียงพอในการดำรงชีวิต เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ความดันบางส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ในปอดจะลดลง (เพียงเป่าออกเมื่อคุณหายใจออก) ส่งผลให้เกิดภาวะอัลคาไลน์ทางเดินหายใจ โดยปกติกระบวนการนี้จะได้รับการชดเชยโดยไตผ่านการขับถ่ายของไบคาร์บอเนต และทำให้เกิดภาวะกรดจากการเผาผลาญเพื่อชดเชย แต่กลไกนี้ใช้เวลาหลายวัน

การรักษาที่ทันท่วงทียิ่งขึ้นคือสารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรส ซึ่งป้องกันการดูดซึมไบคาร์บอเนตในไตและช่วยแก้ไขภาวะด่าง สารยับยั้งคาร์บอนิกแอนไฮเดรสยังช่วยให้อาการเมาภูเขาเรื้อรังดีขึ้นอีกด้วย