Клиническая биохимия крупного рогатого скота

Если количество эритроцитов в крови здорового животного является величиной постоянной, то количество лейкоцитов значительно варьирует, даже при нормальных условиях. Значительное увеличение количества лейкоцитов в крови – лейкоцитоз, а пониженное количество лейкоцитов в крови – лейкопения. Лейкопения может быть результатом использования определенных медикаментов, или воздействия радиации, которые снижают активность костного мозга.

Лейкоциты крови активно участвуют в иммунологической ответной реакции организма. Попадание в организм животного инфекционного агента или парентеральное введение вакцины приводит к развитию местного воспаления. Воспаление – активный защитный процесс, направленный на локализацию патогена. При этом отмечают гибель большого числа клеток в очаге воспаления, что приводит к развитию лейкоцитоза с количественным преобладанием в крови нейтрофилов. В основе лейкоцитоза имеет место усиление гранулоцитоза и ускорение выхода лейкоцитов в кровь. Поэтому подсчет количества лейкоцитов и определение лейкограммы позволяют судить об активности или длительности воспалительного процесса.

Основная функция тромбоцитов (кровяных пластинок) – участие в процессе свертывания крови; на их поверхности адсорбируются многие факторы свертывания крови. Тромбоциты способны образовывать в поврежденных сосудах первичную «тромбоцитарную пробку», которая, в случае небольшого повреждения сосуда, может остановить кровотечение.

Тромбоциты не имеют ядер и неспособны к митозу. Они формируются в костном мозге из гигантских клеток – мегакариоцитов. Каждый мегакариоцит может дать рождение до 6000 тромбоцитов. Число тромбоцитов в крови в 20–40 раз больше, чем общее число лейкоцитов. У крупного рогатого скота объем каждого тромбоцита составляет 1/10 объема эритроцита. В отличие от лейкоцитов тромбоциты никогда не покидают кровяное русло. Сосуды селезенки содержат большие запасы тромбоцитов. Средняя продолжительность тромбоцитов составляет 10 дней, а затем они разрушаются макрофагами в селезенке и печени.

Тромбоциты содержат различные клеточные органеллы и ферменты. Цитоплазматические ферменты митохондрий обеспечивают активный синтез АТФ. Поэтому содержание АТФ в тромбоцитах в 100– 150 раз больше, чем в эритроцитах. Клеточная мембрана тромбоцитов имеет много инвагинаций, формирующих систему каналов. При нарушении целостности кровяного сосуда тромбоциты фиксируются в этом месте, принимая участие в образовании тромбоцитарного тромба, в ретракции кровяного сгустка. Система каналов увеличивает поверхность для экзоцитоза. Тромбоциты богаты актином и миозином, которые обеспечивают их сокращение. Образование тромбоцитов стимулируется пептидным гормоном тромбопоэтином. Этот гормон стимулирует дифференциацию стволовых клеток в мегакариоциты. Содержание тромбоцитов в крови скота варьирует в пределах 200–700 Г/л. Их количество возрастает после приема корма, мышечной нагрузки.

ФЕРМЕНТЫ СЫВОРОТКИ КРОВИ

В животном организме изучено около трех тысяч химических реакций, подавляющее большинство которых требует участия специальных катализаторов – ферментов. Почти все они являются белками.

Ферменты являются высокоэффективными катализаторами, изменяя степень химической реакции от 10⁵ до 10¹⁷ . Фермент – катализируемые реакции характеризуются образованием комплекса между субстратом и ферментом. Связывание субстрата происходит на активном центре фермента.

Значительная часть энергии, используемая для ферментативной реакции, осуществляется за счет слабых взаимосвязей (водородные, гидрофобные и ионные связи) между субстратом и ферментом. Необходимость для множества этих взаимосвязей является объяснением большого размера молекул ферментов.

Каждая химическая реакция характеризуется определенной энергией активации. Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации системы. Энергия активации – это величина энергии, которую необходимо внести в систему для того, чтобы все молекулы реагирующих веществ были способны к активному соучастию. Иначе говоря, энергия активации – это энергетический барьер, снижая который ферменты вовлекают часть молекул, пассивных в обычных условиях, преодолеть этот более низкий барьер и принять участие в химической реакции. Очевидно, что чем меньше «высота» этого барьера или энергия активации, тем активнее протекает химическая реакция. Благодаря участию фермента химическая реакция из одноэтапной (при отсутствии фермента) превращается в двухэтапную, причем сумма энергии активации этих двух этапов оказывается меньше энергии активации в реакции без фермента.

Международный биохимический съезд (1961 г.) утвердил 6 классов ферментов на основе типа химической реакции, которую они катализируют:

1. Оксидоредуктазы (дегидрогеназы).

2. Трансферазы.

3. Гидролазы.

4. Лиазы.

5. Изомеразы.

6. Лигазы (синтетазы).

Эта классификация ферментов широко используется при проведении научно-исследовательской работы в области ферментологии. Согласно этой классификации, каждый фермент имеет шифр из четырех цифр. Первая цифра обозначает класс фермента, вторая цифра – подкласс, третья цифра – подподкласс, четвертая цифра – порядковый номер в подподклассе. Например, фермент спиртового брожения – алкоголь-

дегидрогеназа зашифрован как КФ 1.1.1.1. Шифр указывает, что это оксидоредуктаза (первая цифра 1), при этом ее эффект направлен на гидроксильную группу (вторая цифра 1) с использованием НАД как акцептора водорода (третья цифра 1). Четвертая цифра обозначает порядковый номер данного фермента в подподклассе.

Ферменты обладают всеми свойствами, присущими катализаторам: специфичность действия, зависимость от рН и температуры среды, активность в чрезвычайно малых концентрациях. Существует последовательность в деятельности ферментов; белки, жиры, углеводы кормов под влиянием гидролаз пищеварительной системы распадаются до простых веществ, которые затем подвергаются дальнейшим превращениям с участием других классов ферментов. Поэтому отсутствие одного из ферментов влечет последующее нарушение обмена веществ в целом.

Активность ферментов может изменяться за счет повышения или снижения их синтезов или деградации. Активность ферментов также может быть изменена ковалентной модификацией. Например, с ферментом ковалентно связывается фосфорильная группа к остатку серина в обмене гликогена. Активность фермента может быть изменена аллостерическими механизмами. Например, в цикле Кребса изоцитрат дегидрогеназа активируется за счет АДФ, который взаимодействует с аллостерическим, а не с каталитическим центром белка. В случае снижения концентрации АТФ концентрация АДФ увеличивается и служит сигналом для повышения синтеза АТФ. В конечном счете, повышается активность всего цикла Кребса.

В основе многих явных и скрытых патологических состояний организма лежат нарушения функционирования ферментных систем. Многие ферменты локализуются внутри клеток, а поэтому в сыворотке (плазме) крови их активность низка или вообще отсутствует. Следовательно, анализируя сыворотку (плазму) крови, по активности определенных ферментов можно выявить изменения, происходящие внутри клеток различных органов и тканей. Другие ферменты постоянно содержатся в крови в известных количествах и выполняют определенные функции (ферменты системы свертывания крови).

Ферменты – белки, которые присутствуют в тканях в очень низких концентрациях. Активность фермента измеряется количеством превращаемого субстрата или полученного продукта в единицу времени при определенных стандартных, оптимальных для данного фермента условиях. Поэтому судить о количестве фермента принято по скорости реакции, которую они катализируют в определенных условиях измерения. Определение активности фермента – это косвенное определение его количества, так как скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации фермента.