Карбоангидраза

Экология СПРАВОЧНИК

Карбоангидраза

Основным местом локализации карбоангидразы у позвоночных животных являются эритроциты, а у рыб также жабры и почки [498]. Это обстоятельство определяет ключевую роль эритроцитов в переносе кроёью двуокиси углерода. Незаряженная молекула С02, поступая в плазму, быстро диффундирует и легко проникает в эритроцит.

Здесь происходит мгновенное образование угольной кислоты, а затем и отрицательно заряженного иона бикарбоната, подвижность которого меньше, чем у свободной С02. Дальнейшая судьба иона бикарбоната, а точнее, временное место его локализации в период доставки от тканей к органам дыхания остается несколько неясной.

Одни исследователи [195] считают, что ионы НСОз обладают пониженной способностью переходить через клеточную мембрану эритроцита и оказываются как бы “запертыми” внутри эритроцита, вследствие чего большая часть их остается в эритроцитах до поступления крови в органы дыхания.

По мнению других авторов [163], большая часть НСОз (около 70%) выходит из эритроцитов в плазму, заменяясь на ионы СГ, поступающие из плазмы, и возвращаются обратно в плазму при поступлении крови в органы дыхания. На наш взгляд, эти разногласия не имеют принципиального значения.

И в том, и в другом случаях при поступлении крови в органы дыхания, в которых происходит удаление С02 во внешнюю среду, содержание двуокиси углерода в крови снижается и возникает кинетический фактор, сдвигающий равновесие реакции, катализируемой карбоангидразой, в сторону регенерации С02 из НСОз и выведение ее из организма во внешнюю среду по градиенту, поскольку содержание С02 и в воздушной и в водной среде меньше, чем в крови.[ …]

Изложенные соображения применимы и к механизму действия карбоангидразы. Этот фермент, катализирующий гидратацию С02, содержит в активном центре ион цинка, связанный координационной связью с имидазольными кольцами трех ги-стидиновых остатков. Согласно классическим представлениям о механизме этой реакции, четвертый лиганд — это молекула воды с р/Са = 7 [32].

Полагают, что реакционноспособной единицей является связанный с цинком гидроксил; это согласуется с результатами химических исследований, согласно которым связанные с цинком гидроксильные группы обладают высокой реакционной способностью. Молекула воды в составе комплекса, представленного на схеме (2.

31), имеет р/Са = 8,7 и катализирует гидратацию двуокиси углерода и ацетальдегида [33].[ …]

Соботка и Канн (Sobotka and Капп, 1941) нашли значительные количества карбоангидразы у рыб в жабрах и особенно в псевдобран-хиях (рудимент шестой пары жабр). Карбоангидраза ускоряет реакцию связывания и освобождения угольной кислоты.[ …]

В некоторых почвах растениям может недоставать цинка, который входит в фермент карбоангидразу, активирующую дыхание растений. Этот микроэлемент регулирует работу фермента рибо-нуклеазы, гидролизующего белок, причем разложение белковых веществ усиливается при цинковом голодании культур. цинка в растениях составляет 15—70 мг на 1 кг сухого вещества.[ …]

Реакция С02 + Н20 Н2СО3 успешно протекает в организме только в присутствии угольной ангидразы (карбоангидразы) — фермента, содержащего цинк в количестве 0,33—0,34%.[ …]

Цинк участвует в актйвации ряда ферментов, связанных с процессом дыхания. Первым ферментом, в ротором был открыт цинк, является карбоангидраза, катализирующая реакцию СОа + Н20 Н2С03.

Карбоангидраза содержит 0,33…0,34% цинка. Она Связана с различной интенсивностью процессов дыхация и выделения С02 животными организмами.

Активность карбоангидразы в растениях значительно слабее, чем в организме животных.[ …]

Угольная ангидраза является белковым веществом с молекулярным весом около 30 ООО. Она содержит в простетической части цинк в количестве 0,34%. Количество карбоангидразы в крови рыб больше, чем в крови, вышестоящих позвоночных животных.[ …]

В случае механизма Бриггса — Холдейна, для которого ¿2» к-1, отношение Ис /Км равно к — константе скорости связывания фермента и субстрата.

Еще одним ферментом такого типа является пероксидаза, выделенная из хрена,— один из первых ферментов, к которому были применены методы исследования быстрых реакций [3].

Сначала пероксидаза образует с перекисью водорода компекс Михаэлиса, который затем взаимодействует с донором водорода (реакция второго порядка). При достаточно высоких концентрациях донора скорость второй реакции значительно превышает скорость диссоциации комплекса Михаэлиса.[ …]

Количество пыльцы в пыльниках многих покрытосеменных растений (особенно анемофильных) очень велико. Так, одно растение кукурузы в среднем способно производить до 50 млн. пыльцевых зерен.

Главнейшие запасные вещества зрелой пыльцы— крахмал и жиры.

У некоторых видов отмечено также наличие неорганических веществ, в частности фосфора, железа, меди, магния, натрия, кальция и некоторых других.[ …]

Снабжение организма рыбы кислородом является самой первейшей необходимостью. Кислородное голодание переносится организмом только в течение короткого времени. Высокая работоспособность ¡рыбы требует постоянного притока значительных количеств кислорода.

Для этого необходимо иметь высокое рОг во внешней среде и высокую концентрацию гемоглобина в крови.

Так как не всегда эти условия имеются, то у рыб выработался ряд приспособительных механизмов, обеспечивающих удовлетворительное снабжение организма кислородом (дыхательный аппарат) – Но эти сложные анатомо-морфологические приспособления все же оказались недостаточными, и рыбы выработали также приспособления биохимического характера (свойства гемоглобина, карбоангидразы и др.). Сочетание разнообразных приспособлений в каждом конкретном случае — результат не только филогении данного вида, но и определенных условий жизни, при которых происходило онтогенетическое развитие.[ …]

Источник: //ru-ecology.info/term/57506/

10 Ингибиторы карбоангидразы

Карбоангидраза

Ингибиторы  карбоангидразы

Место действияПреимущественно проксимальный каналец.Механизм  действия

В норме    фермент карбоангидраза

ускоряет в 1000 раз реакции гидратации и дегидратации угольной кислоты.Эта реакция необходима для поддержания кислотно-основного состояния. Реабсорбция Na+  при участии карбоангидразы протекает в несколько этапов.В апикальной мембране нефроцитовпроисходит антипорт – вход в клетки Na+ в обмен на выход в первичную мочу Н+.В моче образуется угольная кислота.Карбоангидраза щеточной каемкикатализирует дегидратацию угольной кислоты с освобождением углекислого газа.Углекислый газ как липофильное вещество реабсорбируется в нефроциты и в их цитоплазме при участии цитоплазматического изофермента карбоангидразы присоединяет воду.Угольная кислота в клетках диссоциирует на ионы.Катионы Н+ выходят в первичную мочу антипортом с Na+Анионы НСО3- выводятся в кровь через базальную мембрану симпортом с Na+.Реакция мочи становится кислой, а в кровь поступает щелочной буфердля поддержания кислотно-щелочного равновесия.Ингибирует активный центр карбоангидразы различных тканей.

При блокаде карбоангидразы диакарбом

нарушаются:-дегидратация угольной кислоты в первичной моче и ее образование в цитоплазме нефроцитов,поэтому снижаются реабсорбция Na+, НСО3- и выход в мочу Н+.Не происходит  возврата  бикарбонатного аниона в кровь,что сопровождается развитием гиперхлоремического ацидоза.Щелочной резерв крови снижается.Реакция мочи смещается в щелочную сторну.Следствием снижения активности фермента является-ограничение образования из угольной кислоты ионов водорода и-их поступление в просвет канальцев в обмен на натрий.Нарушается реабсорбция натрия.Диакарб оказывает слабый мочегонный эффектт. к. реабсорбция Na+ компенсаторно возрастает в восходящей части петли,дистальных извитых канальцах и начале собирательных трубочек.Практически более значимым является способность этих препаратов ингибировать карбоангидразу в других тканях.1) Блокирование фермента сосудистых сплетений в желудочках мозга снижает секрецию цереброспинальной жидкости и внутричерепное давление.2) В нейронах мозга снижает содержание натрия и воды.3) В цилиарном  теле глазного яблока диакарб угнетает продукцию внутриглазной жидкости.4) В париетальных клетках желез желудка диакарб нарушает образование соляной кислоты.Скорость и длительность действияМаксимальная концентрация в крови уже через 2 часа. Действие до 24 часов.Выраженность действия                                                              Слабый диуретик.Изменение  кислотно-основного состояния в крови               Гиперхлоремический ацидоз.

Основные  эффекты

1. Снижение внутриглазного и внутричерепного давления.2. Снижение возбудимости нейронов мозга.3. Увеличение экскреции калия с мочой.4. Незначительное увеличение диуреза.

Применение Самостоятельного значения в терапии отёков сейчас не имеет 

Внутрь. 1 раз в сутки. При длительном применении лучше через день.Вместе с гидрокарбонатом натрия для восполнения потерянных с мочой бикарбонатных анионов.1. Глаукома. Лечение глаукомы и купирование глаукоматозного криза.    Можно использовать местно в виде глазных капель.    Ингибирует карбоангидразу ресничного тела глаза, участвующую в секреции камерной влаги.2. Снижение внутричерепного давления.    Блокирует фермент сосудистых сплетений в желудочках мозга.3. Эпилепсия. (petit mal)                В нейронах мозга снижает содержание натрия и воды.       При этом заболевании  чаще применяют особый режим дозирования – препарат назначают     через каждые 8 часов для получения метаболического ацидоза, способствующего снижению     судорожной готовности нейронов.4. Отёки при лёгочно-сердечной недостаточности.    Препарат уменьшает накопление гидрокарбонатных анионов в крови и этим снижают    возбудимость дыхательного центра.5. Острая горная болезнь.    Патологическое состояние, развивающееся в условиях высокогорья в связи с пониженным    атмосферным давлением, гл. образом парциальным давлением кислорода.    Характеризуется сосудистыми, дыхательными и нервно-психическими нарушениями.7. Острое отравление барбитуратами для создания щелочной реакции мочи и усиления их     выведения из организма.Побочные  эффекты1. Гипокалиемия.2. Гиперхлоремический ацидоз.3. Остеопорз, гиперкальциурия, образование кальциевых конкрементов в мочевых путях за счёт   уменьшения выделения цитратов.4. Снижение секреции соляной кислоты в желудке (следствие ингибирования карбоангидразы).    Эффект может сохраняться после отмены препарата в течение 3-5 дней.5. Большие дозы вызывают диспепсию, парестезии, мышечную слабость, сонливость.

Взаимодействие

Для усиления диуретического эффекта их комбинируют с тиазидами, при этом резко возрастает  выведение калия и опасность развития гипокалиемии.Нельзя одновременно назначать  с калийсберегающими диуретиками из-за развития тяжёлого   системного ацидоза. Сдвигая реакцию мочи в щелочную сторону, препараты уменьшают экскрецию лекарственных средств, являющихся слабыми основаниями (хинидин, эфедрин). Действие  ингибиторов карбоангидразы усиливается при одновременном приёме солей калия.


Патогенез глаукомы независимо от ее разновидности включает два механизма.

Один из них действует в переднем отделе глаза и приводит в конечном итоге к повышению внутриглазного давления.

Другой механизм, локализующийся в заднем отделе глазного яблока, служит причиной атрофии зрительного нерва.

Глаукоматозный процесс начинается в переднем отделе глаза, изменения в зрительном нерве являются следствием действия на него повышенного ВГД.

Ведущим патогенетическим фактором, вызывающим повреждение зрительного нерва и ухудшение зрительных функций, является повышение офтальмотонуса.

Повышенное ВГД вызывает механическую деформацию решетчатой пластинки склеры, ущемление в ее канальцах пучков нервных волокон и нарушение микроциркуляции крови в этой зоне.

В связи с этим основные методы лечения направлены на снижение ВГД до уровня, который предотвращает дальнейшую атрофию волокон зрительного нерва.

Карбоангидраза – фермент, являющийся цинкопротеидом.

Наличие этого фермента дает организму возможность освобождаться от избытка СО2.

Как правило, КА сосредоточена в клеточных элементах, она не обнаруживается в тканевых жидкостях.

В организме человека данный фермент встречается в эритроцитах, клетках поджелудочной железы, слизистой оболочки желудка, околоушной слюнной железы, почек, ресничного тела глаза.

Карбоангидраза катализирует превращение карбоксида в угольную кислоту (СО2 + H2O = H2CO3). Угольная кислота впоследствии диссоциирует (H+ + HCO3–).

Эта реакция – ключ к секреторным физиологическим процессам во многих тканях, в том числе и в глазу.

В результате угнетения активности карбоангидразы в почках происходит уменьшение образования угольной кислоты и снижение реабсорбции бикарбоната и Na+ эпителием канальцев, в связи с чем значительно увеличивается выделение воды. При этом наблюдается повышение pH мочи и потеря ионов калия.

В процессе образования водянистой влаги глаза ионы бикарбоната активно транспортируются в заднюю камеру из цитоплазмы беспигментных клеток, чтобы компенсировать градиент положительных ионов, обусловленный активным транспортом ионов Na+. Ингибиторы КА блокируют образование угольной кислоты, таким образом снижая продукцию HCO3–. В отсутствие достаточного количества ионов HCO3– увеличивается позитивный ионный градиент, что вызывает снижение секреции водянистой влаги.

Однако применение пероральных ИКА, таких как ацетазоламид и метазоламид, сопровождается побочными явлениями. Побочные эффекты включают симптомы недомогания, парестезии, желудочно–кишечные расстройства (тошнота, рвота и другие симптомы), потерю веса, депрессию, анорексию и потерю либидо.

Возникновение побочных эффектов системного характера ограничивает применение пероральных ингибиторов карбоангидразы для длительного лечения глаукомы.

В основном они используются для лечения острого приступа глаукомы, купирования реактивного повышения ВГД после лазерных вмешательств или в течение короткого времени для подготовки больного перед антиглаукоматозной операцией.

Местные ингибиторы КА, специфически подавляя КА II цилиарного тела, не оказывают других значимых фармакологических эффектов.


  В настоящее время ЛС этой группы имеют ограниченное применение в качестве диуретических средств

Механизм действия, фармакологические эффекты и особенности фармакокинетики

  Ацетазоламид ингибирует мембранную и цитоплазматическую формы фермента карбоангидразы, которая катализирует реакцию образования водородных ионов в цитоплазме эпителиальных клеток канальцев. Водородные ионы, поступая в просвет канальца, обмениваются на ионы натрия, которые поступают из просвета канальцев внутрь эпителиальной клетки.

В просвете канальца карбоангидраза катализирует диссоциацию гидрокарбоната на углекислый газ и гидроксильный ион.

В результате ингибирования карбоангидразы снижается реабсорбция ионов натрия (из-за недостатка ионов водорода) и одновременно повышается выведение гидрокарбонатов (из-за блокады их диссоциации), сопровождающееся повышением рН мочи до 8 и развитием метаболического ацидоза.

   Дополнительным местом действия ацетазоламида является система собирательных трубочек, где ЛС блокирует карбоангидразу, участвующую в секреции титруемых кислот и аммония, что также вносит свой вклад в повышение рН мочи.

Снижение реабсорбции натрия уменьшает реабсорбцию воды, обратное всасывание которой в проксимальном отделе идет в соответствии с осмотическим градиентом концентраций.

Повышение концентрации натрия, а также ионов хлора в ультрафильтрате, поступающем в дистальные отделы канальца, стимулирует компенсаторное усиление реабсорбции электролитов в этих отделах, поэтому общие потери натрия и хлора невелики.

Повышенная концентрация ионов натрия в собирательных трубочках вызывает усиление его объема на ионы калия, что вторично приводит к значительным потерям калия с мочой. Ацетазоламид повышает экскрецию фосфатов, но мало влияет на экскрецию кальция и магния.

Диуретический эффект ингибиторов карбоангидразы носит самоограничивающийся характер: он снижается по мере нарастания метаболического ацидоза во внеклеточной жидкости. Это происходит примерно после 4 дней регулярного приема ЛС. При прекращении приема ацетазоламида щелочные резервы восстанавливаются через 1-2 дня. Такая особенность действия ингибиторов карбоангидразы обусловливает необходимость прерывистого лечения этими ЛС.

   Ингибиторы карбоангидразы повышают сопротивление афферентных артериол, снижают почечный кровоток и скорость клубочковой фильтрации.

   Фермент карбоангидраза имеется и в других тканях организма, но блокада ее действия имеет клиническое значение только (кроме почек) в тканях глаза и в ЦНС.

Снижение образования гидрокарбоната приводит к уменьшению секреции жидкости в передней камере глаза и уменьшению внутриглазного давления.

Эффективность ацетазоламида при эпилепсии частично обусловлена развитием метаболического ацидоза, а частично прямым противосудорожным действием.

   Ацетазоламид практически полностью всасывается из ЖКТ. В плазме крови до 95% ЛС связывается с белком. Ацетазоламид не метаболизируется в организме и полностью экскретируется почками в неизмененном виде. Его T 1/2 составляет 6-9 ч.

Место в терапии

  Хотя ингибиторы карбоангидразы можно применять для лечения отечного синдрома при застойной СН, основными показаниями к их применению является открытоугольная глаукома, вторичная глаукома и предоперационное снижение внутриглазного давления при острой форме закрытоугольной глаукомы.

При приеме внутрь действие ЛС начинается через 1-1,5 ч, достигает наибольшей выраженности через 2-4 ч и продолжается в течение 6-12 ч. Быстрое развитие толерантности ограничивает применение ацетазоламида в качестве противосудорожного средства.

Ацетазоламид может быть использован для коррекции метаболического алколоза, вызванного другими диуретиками.

Побочные эффекты, противопоказания и предостережения

  Большая часть побочных эффектов ингибиторов карбоангидразы вызваны ощелачиванием мочи и развитием метаболического ацидоза.

Среди них: усиление явлений энцефалопатии у больных с циррозом печени (снижение выведения аммония), камнеобразование и развитие почечной колики вследствие преципитации фосфатов в щелочной моче, усиление метаболического или дыхательного ацидоза у больных с гиперхлоремическим ацидозом или тяжелой дыхательной недостаточностью. ЛС могут вызывать гипокалиемию и гипонатриемию. Тяжелые токсические реакции (подавление костномозгового кроветворения, поражение почек) развиваются редко. Возможно появление кожной сыпи как реакции на сульфаниламидную структуру ЛС. Высокие дозы ацетазоламида могут вызывать парестезии и сонливость, что объясняется ингибированием карбоангидразы в тканях ЦНС.

   Основными противопоказаниями к назначению являются заболевания и патологические состояния, сопровождающиеся ацидозом (уремия, декомпенсированный СД, тяжелая дыхательная недостаточность).

Источник: //studizba.com/lectures/77-medicina/1152-mochegonnye-sredstva/21505-10-ingibitory-karboangidrazy.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Карбоангидраза

Cтраница 1

Карбоангидраза является цинкпротеидом, глобулярным белком с мол. Размеры глобулы фермента примерно 40 X 45 X 55 А.

Активный центр образован глубокой щелью, на дне которой в связанном состоянии находится атом Zn.

РќР° поверхности глобулы, РЅР° довольно большом расстоянии ( 14 Рђ) РѕС‚ атома Zn имеется SH-РіСЂСѓРїРїР°.  [1]

Карбоангидраза – первый металлофермент, РІ котором был обнаружен цинк.  [2]

Карбоангидраза играет важную роль Рё РІ РґСЂСѓРіРёС… тканях – РІ почках, глазах, поджелудочной железе, желудке, РіРґРµ РѕРЅР° косвенно участвует РІ транспорте РёРѕРЅРѕРІ.

Целью же этого раздела является суммирование физико-химических данных, непосредственно относящихся к механизму действия чистых препаратов фермента.

 [3]

Карбоангидраза принимает участие РІ механизме секреции водянистой влаги. Р�нгибиторы карбоангидразы уменьшают скорость образования влаги РІ среднем наполовину.  [4]

Карбоангидраза представляет собой другой фермент, действие которого удается смоделировать с помощью производного циклоамилозы.

Необходимо было создать соединение, которое связывало бы СО2, координировало ион цинка и вдобавок действовало как общее основание.

 [5]

Карбоангидраза существует РІ нескольких молекулярных формах ( изоферменты Рђ, Р’ Рё РЎ), которые можно разделить РїСЂРё помощи электрофореза.  [6]

Карбоангидраза – фермент, катализирующий реакцию образования Рё распада угольной кислоты.

Рљ, содержится только РІ животных тканях, обеспечивает удаление РёР· организма животного РЎРЎ2, образующегося РІ процессе тканевого дыхания.  [7]

Карбоангидраза катализирует гидратирование Рё дегидратирование РґРІСѓРѕРєРёСЃРё углерода.  [8]

Функции карбоангидразы связаны исключительно СЃ транспортом РЎРћ2 между разными частями тела или между организмом Рё окружающей средой.  [9]

Фермент карбоангидраза катализирует реакцию гидратации альдегидов, сложных эфиров, Р° также Рё РґРІСѓРѕРєРёСЃРё углерода. Для проявления ее ферментативной активности необходимо присутствие РёРѕРЅР° металла, например цинка.  [10]

�нгибиторы карбоангидразы при лечении хронической глаукомы используются редко.

РњС‹ назначаем РёС… РІ тех случаях, РєРѕРіРґР° СЃ помощью миотиков Рё симпатикотропных средств РЅРµ удается достигнуть полной компенсации, Р° больной РїРѕ тем или иным причинам РЅРµ может быть оперирован.  [11]

Влияние ингибиторов карбоангидразы на легкость оттока жидкости из глаза нуждается в дальнейшем изучении.

В здоровых глазах отмечена некоторая тенденция к уменьшению коэффициента легкости оттока после приема ацетазоламида.

Такая гипотеза кажется правильной, но она нуждается в доказательствах.

РЈ части больных глаукомой коэффициент легкости оттока после приема ацетазоламида увеличивается, РёРЅРѕРіРґР° весьма значительно. Улучшение оттока РЅРѕСЃРёС‚, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, вторичный характер.  [12]

Ранние исследования растительной карбоангидразы также свидетельствовали Рѕ наличии цинка Рё РѕР± ингибировании фермента анионами [14-18], хотя Рё РЅРµ так убедительно, как для фермента РёР· эритроцитов. Данные последних лет Рѕ растительной Рё бактериальной карбоангидразах обсуждаются РІ разд.  [13]

Аминокислотный состав карбоангидраз эритроцитов представлен в табл. 16.2.

Характерно наличие только одного остатка цис-теина у большинства изоферментов и отсутствие этой аминокислоты в ферменте быка. �меется один или два остатка метионина ( см.

ниже о расщеплении бромцианом) и небольшое число остатков тирозина и триптофана. С эволюционной точки зрения самой старой является карбоангидраза из эритроцитов акул.

Единственный остаток цистеина карбоангидра-Р·С‹ РЎ человека, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, РЅРµ участвует непосредственно РІ катализе.  [14]

Целесообразность использования ингибиторов карбоангидразы Рё корикостероидов является СЃРїРѕСЂРЅРѕР№.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: //www.ngpedia.ru/id76493p1.html

Ваш Недуг
Добавить комментарий