Глава 6, Заметка 27. Влияния окружающей среды на поверхностное натяжение мочи 3 страница
РИС. 215 демонстрирует дисбаланс типа A, с низким сывороточным калием и относительно высоким уровнем его в цельной крови.
РИС. 216 демонстрирует пример недостатка калия с низкими значениями и в сыворотке, и в цельной крови.
Калий и липиды
Связь между распределением калия и дисбалансами А иD перекидывает мостик к липидам и липоидам. Назначение агентов, принадлежащих к одной или другой группе, положительных и отрицательных, дало противоположные изменения в распределении калия между цельной кровью и сывороткой. Указанные эксперименты выполнялись на кролях в сотрудничестве с Ismail Eroglu, Patricia McLachlan и Lee Weston. Все положительные липоиды и, особенно, гептанол, назначенные в больших количествах, оказались способными уменьшить калий в крови и увеличить его в клетках красной крови. Отрицательные липоиды демонстрировали противоположный эффект. При назначении в уменьшенных количествах отмечаются большие различия в эффекте агентов одной группы – большинство никак не влияло на калий, и только некоторые обнаруживали заметное воздействие. Среди отрицательных липоидов наиболее активными агентами оказались гептилдиселенид, тетрагидронафталены серы и селена, а также эпихлорогидрин.
Калий и натрий
Изменения в количестве калия можно связать с его отношением к натрию и далее уже интерпретировать в рамках иерархической организации. Оба относятся к одному ряду периодической таблицы,
|
|
|
| 614 |
RESEARCH IN PHYSIOРАТНOLОGY
однако к разным компартментам организации. Натрий является катионом межклеточного пространства, а калий - клеточного. Они, например, по разному влияют на клетки. При патологических состояниях натрий может поступать в клетки. Например, после повреждения, клеточная мембрана, которая почти непроницаема для натрия, разрешает его переход. Проникновение натрия в клетку демонстрируется при использовании радиоактивного натрия. (42) В ответ, калий освобождается из клеток для того, чтобы поддержать уровень осмотического давления. Многие патологические процессы происходят вследствие проникновения натрия в клетки, другие же – вследствие освобождения калия. Натрий, который поступил в клетки, частично отделяется вместе с водой для образования клеточных вакуолей. Реакция межклеточного компартмента на указанные изменения вызывает интерес. Гиперкалиемия с одновременной гипонатриемией происходит в первую фазу двухфазного феномена. Противоположная картина происходит во вторую фазу, когда гипокалиемия сочетается с гипернатриурией.
Указанный антагонизм между натрием и калием прослеживается далее в фармакологической активности этих элементов. Назначение калиевых солей индуцирует большую элиминацию натрия и воды, что объясняет его диуретическое действие с дегидратацией тканей и прогрессивным ощелачиванием мочи. Влияние на разные органы также отличается антагонизмом. Например, в их воздействии на сердце, как показали Merrill и сотрудники, характерные электрокардиографические эффекты гиперкалиемии появляются лишь при снижении уровня натрия в крови (259). Высокое содержание натрия предотвращает кардиальные эффекты гиперкалиемии.
|
|
|
В противоположность атрофии клубочковой части надпочечников, индуцируемой избыточным назначением натрия, передозировка калия может вызвать увеличение этих зон в надпочечниках крыс.
Гиперкалиемия вследствие внешнего потребления, такого как отравление калием, или вследствие системного ответа на низкий клеточный калий, специфически влияет на определенные функции. Коллапс периферических сосудов со сниженным давлением крови, холодной липкой кожей, бледностью, апатичностью и умственным расстройством являются симптомами дисбалансаD и встречаются при высоком содержании в плазме калия. Они появляются при шоке и ожогах, что соответствует продленной первой фазе двухфазного феномена. Парестезии и вялый паралич (260) (261) также являются важными проявлениями гиперкалиемии. Наиболее важные изменения происходят в физиологии сердца, которые можно интерпретировать как низкий клеточный автоматизм. Гиперкалиемия, таким образом, индуцирует дромотропные положительные изменения, такие как увеличение продолжительности комплекса Q R S или интервалаP-R с замедлением сокращения желудочков или блокадой, которая может привести к остановке сердца в диастоле (262), (263). Характерны изменения волны T, становящейся больше и даже приближающейся по форме к углу. Изменение, наблюдающееся при дисбалансеD, идентично, индуцируемым продленным назначением калия. При исследовании фармакологической активности разных агентов в отношении сердца, выполненном в сотрудничестве с I. Eroglu, мы использовали указанные изменения в качестве индикатора типа дисбаланса, вызываемого ими.
|
|
|
ЗАМЕТКИ 615
РИС. 216B демонстрирует некоторые примеры этого воздействия на кролей. Одна группа напоминает агенты, которые считают способными вызвать дисбаланс D. Они индуцируют изменения волны T, высокая амплитуда которой характерна для гиперкалиемии. Противоположное действие видно в другой группе, сформированной агентами, способными индуцировать дисбаланс A, и в которой волны T заметно снижены (смотрите страницу 574).
|
|
|
Калий и лечение
Все эти соображения привели к более точному использованию, при проведении терапии, информации из исследования, посвященного изучению распределения калия. Количественный дефицит, распознаваемый по низкому калию в цельной крови и сыворотке, корригируется пероральным или парентеральным назначением калия. Количественный избыток, с высокими величинами в цельной крови и сыворотке, корригируется назначением ионообменных соединений, диеты, слабительных и увеличением потребления натрия. По поводу дисбалансов лечение специально направлено на те агенты, которые, вероятно, сильнее влияют на клеточный метаболизм калия. Липоиды селена и, содержащий серу, тетрагидронафтален применяются при дисбалансе A, a гептанол – при дисбалансе D.
То, что клеточная мембрана играет важную роль в метаболизме, благодаря чему происходят патологические изменения содержания калия, побудило нас применить агенты, действующие на указанные мембраны. Было установлено, что адреналин способствует выходу калия из клеток печени, одновременно с гликогеном. Поэтому мы применили адреналин в случаях дисбаланса A, при которых отмечен особенно высокий клеточный калий. С другой стороны, назначение инсулина, вместе с увеличением потребления глюкозы, как было установлено, увеличивает клеточный калий (258). Такой же эффект отмечен для кортизона и АКТГ, для гептанола, холестерина и неомыляемых фракций органов. Указанные агенты применены в лечении дисбаланса D на клеточном уровне, где имеются ненормально высокие значения сывороточного калия.
Глава 6, Заметка 1.Определение липидов
В соответствии с Bloor: "Липиды можно определить как группу встречающихся в естественных условиях веществ, состоящих из высших жирных кислот, их естественно встречающиеся соединения и вещества обнаруживаются в естественных условиях, в химической связи с ними. В общем, группа характеризуется нерастворимостью вводе и растворимостью в "растворителях жира", то есть эфире, хлороформе, бензине и так далее". (226)
Глава 6, Заметка 2.Определение липоидов (227)
Из физико-математического анализа нашего определения липоидов J. Mariani приходит к следующим заключениям:
Любое вещество будет вести себя как липоид в отношении полярного растворителя, когда в:
616 / RESEARCH IN PHYSIOРАТНOLOGY
φ будет положительным. Электрические притяжения, заданные:
не сможет уравновесить силы притяжения:
вследствие сил ван дер Вааля (и полярных групп A). Но мы можем упростить это определение. Рассмотрим молекулы растворителя, которые являются биполярными и образуют полярные группы, идентичные тем, которые содержатся в растворенном веществе. Мы можем называть указанные вещества липоидами, для которых дипольное взаимодействие энергии в полости, занимаемой молекулой, меньше, чем энергия вандерваалевских сил. Мы получаем:
Где теперь o- представляет силы Ван дер Вааля в полости, занимаемой молекулой и ξ; биполярными силами на поверхности полости.
Глава 6, Заметка 3.Разделительная мембрана между водной средой
Возможность получения мембраны с полярными группами на обеих поверхностях, как это установлено для митохондрий, представляет одно из важнейших средств, применяемых в биологии для разделения двух водных растворов. (228) Одним из свойств подобной мембраны является то, что она часто представляет скорее изолирующую преграду, а не функционально активную мембрану. Это следует из факта, согласно которому очень часто подобная мембрана разрывается, когда две водные среды должны перемешаться.
Глава 6, Заметка 4.Разрыв жирных кислот
В рабочей гипотезе биологического разрыва длинноцепочечных молекул для калорического метаболизма мы рассматривали два главных фактора: 1) должна образовываться молекула с четным числом атомов углерода, поскольку окисление Кнупа (Knoop) приводит к полной калорической утилизации только указанных молекул, и 2) что длина углеродной цепи, связанной с карбоксилом, в новой молекуле должна иметь не более 11 углеродных атомов, чтобы могло происходить прямое бета окисление. Чтобы было удовлетворено первое условие, процесс разрыва происходит не между атомами углерода самих двойных связей, поскольку в естественных жирных кислотах двойные связи разделяют части цепей, имеющие обычно нечетное число атомов углерода. Подобный процесс разрыва приведет к образованию молекул, ведущих к дальнейшему неполному окислению по Knoop.
В соответствии с гипотезой, разрыв молекулы происходит у атома углерода, ближе всех находящегося к двойной связи. Благодаря энергетическому влиянию, оказываемому двойной связью, рядом расположенный четный атом углерода оказывается сильно положительным. В качестве первого шага, как было установлено, этот атом углерода присоединяет молекулу кислорода с образованием
ЗАМЕТКА / 617
гидропероксида, как было показано Farmer и сотрудниками для резины (30) и позже для жиров in vitro. (31) При переходе, во второй этап, этой группы гидропероксида в карбоксил, происходит разрыв молекулы на указанном уровне, как показано на
РИС 242.
Рис. 242. Окислительный разрыв молекулы жирной кислоты (a) происходит in vivo через появление гидропероксида в атоме углерода по соседству с двойной связью (b). В конце концов, это приводит к образованию карбоксила (c) в этом соседнем атоме углерода, что приводит к формированию цепей с четным числом атомов углерода.
Если четный атом углерода возле двойной связи обращен к терминальной метиловой группе, образуется монокарбоновая кислота. Такой же процесс, происходящий у другого атома углерода, по соседству с двойной связью, обращен к карбоксилу. Образуются молекулы дикарбоновой кислоты. Метаболические изменения in vitro и in vivo показали появление указанных двух групп одноосновных и двухосновных жирных кислот с четным числом атомов углерода. Связываясь с двумя молекулами воды, остающаяся двууглеродная цепь, соединенная двойной связью, образует молекулу уксусной кислоты. Подобные изменения, происходящие в калорических моноэфирах помогли нам объяснить одну из неблагоприятных особенностей, наблюдаемых в составе моноэфирных жирных кислот.
В Заметке 5 мы обсуждали положение двойной связи в главных, естественно встречающихся, моноэфирах, при следовании характерной модели. В молекулах с 16 или меньшим числом атомов углерода двойная связь чаще расположена таким образом, что отделяет группу из 9 атомов углерода с карбоксильного конца, в то время как с 18 и большим числом атомов углерода двойная связь отделяет почти всегда группу из 9 атомов углерода с метилового конца. РИС 243 демонстрирует два характерных примера.
Рис. 243. У двух моноэфиров наблюдается характерное расположение двойной связи. Двойная связь разделяет две группы с четным числом атомов углерода. В миристолеиновой кислоте она отделяет группу из 9 атомов углерода с карбоксилового конца и группу с короткой пятикарбоновой цепью с метилового конца. В hexacosenoic гексакозеновой кислоте (26C) цепь из 17 атомов углерода отделена с карбоксилового конца и девятикарбоновая - с метилового конца.
618 / RESEARCH IN PHYSIOPATHOLOGY
Разрыв молекулы, в соответствии с указанным выше процессом, объясняет эту особенность. Цепь из 18 или меньшего числа атомов углерода претерпит биологическое расщепление с образованием двух кислот. Одна из них с 8 атомами углерода, a другая кислота с 8 или меньшим числом атомов углерода, обе подвергнутся кнуповскому окислению. В длинноцепочечной жирной кислоте есть двойная связь, отделяющая девятикарбоновую часть с метилового конца молекулы с образованием восьмикарбоновой цепи в качестве монокислоты, имеющей на другом конце метиловую группу. Другая часть молекулы, с более чем восемью атомами углерода, соответствующая длинной фракции с карбоксилом на конце,
Рис. 244. Благодаря размещению двойной связи в молекулах моноэфиров, разрыв молекул жирных кислот у атомов углерода, расположенных по соседству с двойной связью, приводит к появлению дикарбоновой кислоты в части цепи, имеющей более 10 атомов углерода.
приводит к образованию двух кислот. (РИС. 244) Она подвергнется кнуповскому окислению, даже с длинной цепью. В случае двойной кислоты, указанный процесс, связанный с вмешательством карбоксила, может состояться с двух концов, где имеются карбоксилы.
Глава 6, Заметка 5.Положение двойной связи в моноэфирах
Сравнительный анализ главных естественно встречающихся моноэфирных жирных кислот показал наличие необычной конфигурации, благодаря особенному относительному расположению в указанных молекулах двойной связи. РИС 245 демонстрирует расположение указанной двойной связи в главных моноэфирах. (267) Andre показал, что двойная связь чаще расположена таким образом, что она отделяет группу из 9 атомов углерода, оканчивающуюся карбоксилом. Мы смогли показать, что эта группа присутствует в ветви, оканчивающейся карбоксилом, особенно, если цепь имеет 18 атомов углерода, или меньше. В более длинной цепи имеется указанная группа из 9 атомов углерода, но обычно в ветви, оканчивающейся метилом. Важность подобной конфигурации для бета окисления по Knoop обсуждается в предыдущей Заметке.
Заметка / 619
Такое же разделение групп атомов углерода, содержащих в целом 9 атомов, наблюдается у полиненасыщенных жирных кислот. (РИС. 246)
Глава 6, Заметка 6.Равновесие насыщение—ненасыщение в печени
Общее число двойных связей не меняется при одновременных процессах сатурации и десатурации, происходящих в печени. К препарату клеток печени добавляли насыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты. Определяли иодное число имеющейся смеси жирных кислот, как обладающих карбоксилом,
Положение двойной связи в моноэфирных жирных кислотах
Рис. 245. В главных встречающихся в природе моноэфирах у членов с короткой углеродной цепью двойная связь отделяет группу из 9 атомов углерода с конца молекулы, имеющего карбоксил. У жирных кислот с более чем 18 атомами углерода группа из отделенных 9 атомов углерода расположена со стороны конца, содержащего метиловую группу.
620 / RESEARCH IN PHYSIOPATHOLOGY
так и количество мононенасыщенных членов. После инкубации при температуре 37°C количество моноэфирных членов ряда очень увеличилось. Тем не менее, анализ общего содержания жирных кислот, присутствующих в препарате,
Рис. 246. В полиэфирах группы из 9 атомов углерода, обычно образованные сочетанием двух или трех групп, кратных 3 (3 или 6). Группа из 9 атомов углерода обычно расположена с метилового конца молекулы.
дал то же иодное число, указывая на то, что произошедшие изменения, процессы сатурации и десатурации, друг друга компенсировали, благодаря переносу двойных связей от полиненасыщенных к насыщенным членам.
Заметка / 621
Глава 6, Заметка 7. Эссенциальные жирные кислоты
Сильно положительный характер углерода карбоксила обусловлен наличием его связи с двумя атомами кислорода. Это вызывает смену полярности с наличием в цепи нечетного числа положительных атомов углерода. С другой стороны, влияние, оказываемое двойной связью в молекуле, соответствует увеличению заряда, присущего соседним атомам углерода. Когда атом углерода расположен в промежуточной позиции между двумя двойными связями, влияние, оказываемое двумя двойными связями, очень увеличивается. Два указанных фактора, положительный характер в виде нечетного атома углерода и промежуточное положение между двумя двойными связями—делает С11 линолевой кислоты особенно сильно положительным атомом углерода, который демонстрирует повышенную способность к образованию связи с отрицательным кислородом. Мы считаем, что этот сильно положительный метиленовый атом углерода представляет состояние, определяющее, имеет ли жирная кислота "эссенциальный" характер.
Рис. 247. Связь между положительным зарядом метиленового атома углерода и характером эссенциальной жирной кислоты. Подобие, существующее между линолевой и линоленовой жирными кислотами, в качестве эссенциальных жирных кислот, может быть объяснено тем, что обе имеют лишь один метиловый атом углерода. Арахидоновая кислота, с такими положительно заряженными атомами углерода, имеет заметно более выраженное указанное свойство.
Это служит дополнительным объяснением особой связи между указанными тремя важными эссенциальными жирными кислотами. Нет различий, с точки зрения активности, в качестве эссенциальной жирной кислоты, между линолевой и линоленовой кислотами, хотя у последней имеется два промежуточных атома углерода, один - уС11 и другой - у С14. Это можно объяснить тем, что второй промежуточный атом углерода, С14, как четный атом углерода, имеет отрицательный электрический характер. С указанной точки зрения, наличия сильно положительного метилового атома углерода, не существует различий между линолевой и линоленовой кислотами. Связь между характером эссенциальной жирной кислоты и промежуточным положительным атомом углерода еще раз подтверждается тем, что арахидоновая кислота, обладающая двумя положительными и одним отрицательным атомами углерода, является также более активной эссенциальной жирной кислотой, чем линолевая и линоленовая кислоты, каждая из которых имеет только один положительный промежуточный атом углерода. (РИС. 247)
622 / RESEARCH IN PHYSIOPATHOLOGY
Глава 6, Заметка 8D.Присоединение галогенов к конъюгированным двойным связям
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 399; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!