Файл: 1 Билет Биохимия наука, изучающая вещества, входящие в состав живых организмов, их превращения, а также взаимосвязь этих превращений с деятельностью органов и тканей..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 140
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
120
Сфингомиелины образуются в результате присоединения к гидроксильной группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином. Обладают полярными свойствами.
В больших количествах содержатся в нервной ткани, входя в состав миелина, в легких, печени, почках, селезенке.
2. Гликолипиды а) Цереброзиды - содержат гексозу, реже глюкозу. Входят в белое вещество мозга и миелиновых оболочек, участвуют в функционировании биологических мембран. Они относятся к нейтральным сфинголипидам, так как не содержат заряженных групп. б) Сульфатиды - производные цереброзидов, содержат остаток серной кислоты (цереброзидсульфат). Связанные с моносахаридом, содержатся в белом веществе ткани мозга. Обладают резко выраженными кислыми свойствами, участвуют в транспорте катионов через мембраны нервных кислот и волокон. в) Ганглиозиды - производные церамида, содержащие несколько углеводных остатков, включая глюкозу, производны аминосахаров - N-ацетилглюкозамин и N-ацитилнейраминовую кислоту, находятся преимущественно в сером веществе мозга в плазматических мембранах нервных и глиальных клеток,в эритроцитах, клетках других органов.
Ганглиозиды обеспечивают специфичность и индивидуальность клеточной поверхности, межклеточные, межмолекулярные контакты.
3. Витамин B1, тиамин, антиневритный
Картина авитаминоза
Развивается бери-бери, нарушение функций:
· Нервно-мышечной системы
· ССС
· Пищеварительной системы
Заболевание распространено в странах Юго-Восточной Азии, где большая часть населения питается в основном рисом.
Причины:
·Употребление «полированного» риса, хлебных продуктов из муки только высшего качества;
·Кипячение, выпечка, добавление в выпечку гидрокарбоната натрия (снижение активности при высокой температуре, а в щелочной среде тиамин разрушается практически полностью)
Биологическая роль
Тиаминдифосфат входит в состав пируватдегидрогеназного и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, обеспечивающих окислительное декарбоксилирование кетокислот. Участвует в регуляции углеводного обмена, способствует утилизации глюкозы, пировиноградной и молочной кислот, кетоновых тел, ликвидации метаболического ацидоза. Является коферментом траскетолазы – ключевого фермента неокислительной фазы пентозофосфатного пути, который служит источником рибозо-5-фосфата и НАДФ.Н2. Незаменим в синтезе нуклеотидов, нуклеиновых кислот, высших жирных кислот, стероидов, фосфолипидов. Является естественным ингибитором ацетилхолинэстеразы. Поддерживает оптимальное количество
Источники: оболочки и зародыши семян злаков, отруби, хлеб грубого помола, горох, фасоль. Печень, почки, сердце.
Суточная потребность 1,5-2 мг.
121 4. Хроматогрфические методы основаны на распределение веществ между двумя фазами, одна из которых подвижна, а другая нет
А)Адсорбционная хроматогафия
Метод основан на различной сорбируемости белков на твердом сорбенте
Б)Распределительная хроматография
Может осуществляться на бумаге, колонках. В качестве жидкой фазы- влажный крахмал или силикагель. Образец растворяют в подходящем растворителе, наносят на колонку. Разделяемые белки с разной скоростью перемещаются ко дну колонки.
В)Гель-хроматография
Метод основан на том, что вещества, отличающиеся по молекулярной массе, распределяются между неподвижной и подвижной фазами различным образом. Колонка заполняется гранулами пористого полисахаридного вещества.
Разделение белков основано на том, что большие молекулы не проникают во внутреннюю водную фазу геля и остаются снаружи, двигаясь вместе с подвижной фазой вниз вдоль колонки; а небольшие молекулы свободно диффундируют внутрь гранул, и соответственно с меньшей скоростью движутся вдоль колонки.
В)Аффинная х.
Основана на принципе избирательного взаимодействия белка с закрепленным на носителе специфическими веществами-лигандами, которыми м.б. субстраты, коферменты или антигены. Благодаря высокой специфичности белков к иммобилизованному лиганду, связанному с носителем, на колонке остается только один белок из смеси
,остальные-выходят с элюатом. Метод позволяет выделить заданный белок с высокой степенью чистоты.
Из хроматографических методов, основанных на распределении веществ между двумя фазами, одна из которых подвижна, а другая неподвижна, для распределения белков используются:
1. Адсорбционная хроматография, при которой разделение компонентов смеси белков основано на их различной сорбируемости на твердом сорбенте.
Разновидностью адсорбционной хроматографии является ионообменная хроматография. В этом случае в качестве неподвижной фазы используются ионообменники – полимерные органические вещества, содержащие заряженные функциональные группы. Различают анионообменники (положительно заряженные), например, ДЭАЭ-целлюлоза, и катионообменники (отрицательно заряженные) – КМ-целлюлоза. Исходя из заряда выделяемого белка определяют вид ионообменника. Для выделения отрицательно заряженного белка используют анионообменник, а для положительно заряженного – катионообменник. При прохождении раствора белка через ионообменную колонку прочность связывания белка зависит от количества заряженных групп в молекуле. После проведения хроматографии белки, адсорбированные на ионообменнике, можно удалить (элюировать) буферными растворами с различными значениями ρН. Отбор проб проводят с помощью коллектора фракций.
2. Распределительная хроматография может осуществляться на бумаге и на колонках. При ее проведении, в отличии от адсорбционной, твердая фаза служит только опорой для стационарной жидкой фазы. В качестве стационарной фазы применяют влажный крахмал или силикагель. Образец растворяют в подходящем растворителе, наносят на колонку. Разделяемые белки, подвергающиеся многократному распределению между неподвижной стационарной фазой (водный слой) и движущейся фазой (органического растворителя), с разной скоростью перемещаются ко дну колонки.
3. Гель-хроматография (гель – фильтрация). Метод основан на том, что вещества, отличающиеся по молекулярной массе, распределяются между неподвижной и подвижной фазами различным образом. В этом случае хроматографическая колонка заполняется гранулами пористого полисахаридного вещества (сефадекс, тойоперл и др.), в структуре которого имеются поперечные связи и формируются сферические гранулы с различной величиной пор (через них могут легко проходить вода и низкомолекулярные вещества), что находит отражение в соответствующей маркировке. Разделение белков основано на том, что большие молекулы не проникают во внутреннюю водную фазу геля, являющуюся стационарной, и
122 остаются снаружи, двигаясь вместе с подвижной фазой вниз вдоль колонки; небольшие молекулы, напротив, свободно диффундируют внутрь гранул, и соответственно с меньшей скоростью движутся вдоль колонки. Разница во времени выхода белка с колонки определяется его молекулярной массой, в силу чего данный вид хроматографии обозначают как метод молекулярных сит.
4. Аффинная хроматография (хроматография по сродству). Основана на принципе избирательного взаимодействия белка с закрепленными на носителе специфическими веществами – лигандами, которыми могут быть субстраты или коферменты (в случае выделения ферментативного белка), антигены (или антитела), гормоны или рецепторы и т.д.
При этом благодаря высокой специфичности белков к иммобилизованному лиганду, связанному с носителем, на колонке остается только один белок из смеси, остальные – выходят с элюатом. Белок, адсорбированный на колонке, можно снять, промыв ее буферным раствором с измененным pH или ионной силой, а также введением в состав элюента веществ, ослабляющих связи между белками и лигандами. Метод позволяет выделить заданный белок с высокой степенью чистоты.
1 ... 17 18 19 20 21 22 23 24 ... 38
Билет 36
1. Углеводные резервы организма. Строение, биологические функции гликогена. Биосинтез, локализация и регуляция процесса. Мобилизация гликогена, последовательность реакций. Механизм регуляции гормонами гликогенеза и распада гликогена в зависимости от потребностей организма и обеспеченности нутриентами.
Врожденные энзимопатии, связанные с нарушением синтеза и мобилизации гликогена.
Одной из функций углеводов является резервная. Углеводы накапливаются в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена.
Гликоген – резервный гомополисахарид животных и человека. По своей структуре подобен амилопектину, т.е. в основной цепи остатки связаны альфа-1,4-гликозидной связью, а в точках разветвления- альфа-1,6-гликозидной связью. Но в отличие от амилопектина, в гликогене больше разветвлений, это способствует выполнению гликогеном энергетической функции, т.к. только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы. Гликоген печени является небольшим резервом организма, так голодание в течение 24 ч полностью истощает его.
Биосинтез гликогена происходит спустя пару часов после приема углеводсодержащей пищи. Гликогенез состоит из нескольких стадий. На первой стадии образуется УДФ-глюкоза: глюкоза под действием гексокиназы превращается в глюкозо-6-фосфат; глюкоза-6-фосфат под действием фосоглюкомутазы превращается в глюкозо-1-фосфат; глюкозо-
1-фосфат соединяется с УТФ и образует УДФ-глюкозу. На второй стадии происходит перенос глюкозного остатка с молекулы УДФ-глюкозы на затравочное количество гликогена под действием гликогенсинтетазы. За счет последовательного присоединения глюкозы к гликогену происходит удлинение уже имеющейся молекулы полисахарида. Ветвление гликогена обеспечивает амило-1,4-1,6-глюкозилтрансфераза.
Гликогенолиз-распад гликогена до глюкозы. Это регулируемый, гормонозависимый процесс. Адреналин, глюкагон активируют аденилатциклазу, которая переводит АТФ в цАМФ. цАМФ активирует протеинкиназу, которая переводит фосфорилазу в активную форму. Фосфорилаза отщепляет глюкозу от гликогена, при этом образуется глюкозо-1-фосфат, которая под действием фосфоглюкомутазы переходит в глюкозо-6-фосфат. В печени глюкоза-6- фосфат дефосфорилируется с образованием глюкозы.
Наследственные нарушения обмена гликогена, вызванные недостаточностью какого-либо из ферментов, участвующих в синтезе или распаде гликогена, называются гликогеновыми болезнями. Гликогенозы- патология, связанная с нарушением распада гликогена. В результате гликоген накапливается в больших количествах в клетках.
Клинически наиболее часто наблюдаются увеличение печени, мышечная слабость, гипогликемия натощак.
Агликогенозы- патология, связанная с нарушением синтеза гликогена. В результате содержание гликогена в клетках уменьшено. Характерным симптомом является резкая гипогликемия натощак, в результате которой может возникнуть рвота, судороги, потеря сознания. Наблюдается отставание в умственном развитии.
2. Окисление высших жирных кислот. Локализация процесса. Последовательность реакций β -окисления. Связь окисления жирных кислот с цитратным циклом и дыхательной цепью. Физиологическое значение. Изменения скорости использования жирных кислот в зависимости от ритма питания и мышечной активности.
Окисление жирных кислот осуществляется исключительно в митохондриях и называется бета-окислением.
Окисление жирных кислот протекает в печени, почках, скелетной и сердечной мышцах.
По современным представлениям бета-окисление жирных кислот складывается из следующих этапов:
1) Активация жирной кислоты на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима-А и ионов магния
- образуется активная форма жирной кислоты
- ацил-Коа
2) Транспорт жирных кислот внутрь митохондрий возможен при присоединении активной формы жирной кислоты к карнитину, находящемус я на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий. Образуется ацил- карнитин, обладающий способностью проходить через мембрану. На внутренней поверхности комплекс распадается
123 и карнитин возвращается на наружную поверхность мембраны.
3) Внутримитохондриальное окисление жирных кислот состоит из последовательных ферментативных реакций.
В результате одного завершенного цикла окисления происходит отщепление от жирной кислоты одной молекулы ацетил-КоА, то есть укорочение жирно-кислотной цепи на два углеродных атома. При этом в результате двух дегидрогеназных реакций восстанавливается ФАД до ФАДН2 и НАД+ до НАДН2. Каждая молекула НАДН2 дает 3 молекулы АТФ, молекула ФДАДН2 дает 2 молекулы АТФ, ацетил-КоА- 12 молекул АТФ
Ключевой фермент регуляции – карнитинацилтрансфераза, аллостерический фермент, в печени его аллостерический ингибитор – малонилКоА. Активируют: катехоламины, СТГ, глюкагон. Ингибирует: инсулин.
Мобилизация триацилглицеролов и окисление жирных кислот активируется при нормальных физиологических стрессовых ситуациях – эмоциональный стресс, мышечная работа, голодание, при патологических состояниях – сахарный диабет I типа. В результате липолиза в адипоцитах образуются свободный глицерол и жирные кислоты.
Глицерол с кровью доставляется в печень и почки, здесь фосфорилируется и окисляется в метаболит гликолиза диоксиацетонфосфат. В зависимости от условий ДАФ может включаться в реакции глюконеогенеза (при голодании, мышечной нагрузке) или окисляться в гликолизе до пировиноградной кислоты.
Жирные кислоты транспортируютсяв крови в комплексе с альбуминами плазмы:
-при физической нагрузке – в мышцы,
-в обычных условиях и при голодании – в мышцы и большинство тканей, однако при этом около 30% жирных кислот захватывается печенью.
При голодании и физической нагрузке после проникновения в клетки жирные кислоты вступают на путь β- окисления.
3. Липиды и углеводы мозга: представители, биологическая роль. Особенности обмена.
Липидный спектр мозговой ткани
Общее содержание липидов в процентах от сухой массы в сером веществе составляет 32,7%, в белом – 54,9%. В липидном спектре серого вещества головного мозга фосфоглицериды составляют более 60% от всех липидов, в белом веществе - около 40%. Напротив, в белом веществе выше, чем в сером веществе, содержание холестерина, сфингомиелинов, ганглеозидов и особенно цереброзидов.
Ткань головного мозга взрослого человека содержит около 25 г холестерина, у новорожденных всего 2 г, количество его возрастает примерно в 3 раза в первый год жизни. При этом биосинтез холестерина происходит в самой мозговой ткани. У взрослых же людей синтез холестерина в головном мозге резко снижается вплоть до полного прекращения.
Энергетический обмен в мозге
Нейроны коры мозга потребляют ежеминутно 350-450 МКЛ кислорода. Хотя масса мозга составляет 2,5% общей массы тела, он утилизирует 20-25% всего потребляемого кислорода. Снижение потребляемого кислорода на 20% может у человека вызвать потерю сознания. Исчезновение импульсной активности нейронов мозга возникает уже в первые секунд ишемии. Через 5-10 минут наступают глубокие, необратимые изменения в мозге.
Основной путь энергообеспечения мозга - окислительное фосфорилирование. Основным субстратом дыхания мозговой ткани является глюкоза. В расчете на всю массу мозга в нем содержится 750 мг глюкозы. За 1 мин тканью мозга окисляется 75 мг глюкозы. Следовательно, количество глюкозы, имеющееся в ткани головного мозга, могло быть достаточным только на 10 минут жизни человека. Содержание гликогена составляет 0.1%. то есть в мозге практически нет резервов углеводов. Нейроны коры не имеют запасов глюкозы и потребляют ее непосредственно из крови. Глюкоза по градиенту концентрации свободно проходит через гематоэнцефалический барьер. Мозг потребляет до 20% глюкозы, содержащейся в крови.
Более 90% утилизируемой глюкозы в ткани мозга окисляются до углекислого газа и воды. При нарушении окислительного фосфорилирования источником энергии становится гликолиз. В ткани мозга имеется лактатдегидрогеназа, однако мозг не выделяет молочную кислоту. Более того, при мышечной работе мозг поглощает молочную кислоту из крови. В мозге функционирует и пентозофосфатный путь, обеспечивая его НАДФН
2
, используемый на синтез высших жирных кислот и стероидов.
4.
Белки плазмы крови, референтные значения.
Методы количественного определения.
В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 - 80 г/л. Белки плазмы крови участвуют в поддержании осмотического давления, так как белки связывают воду и удерживают её в кровеносном русле.
Белки плазмы образуют буферную систему крови и поддерживают рН крови в пределах 7,37 - 7,43.
Альбумин, транстиретин, транскортин, трансферрин и некоторые другие белки вьшолняют транспортную функцию.
124
Белки плазмы определяют вязкость крови и играют важную роль в гемодинамике.
Белки плазмы крови являются резервом аминокислот для организма.
Иммуноглобулины, белки свёртывающей системы крови, α
1
-антитрипсин и белки системы комплемента осуществляют защитную функцию.
Методом электрофореза белки плазмы крови можно разделить на альбумины, α
1
-глобулины, α
2
-глобулины, β- глобулины и γ-глобулины. Метод иммуноэлектрофореза, сочетающий электрофоретический и иммунологический способы анализа, позволяет разделить белки плазмы крови более чем на 30 фракций.
Альбумины – играют важную роль в поддержании онкотического давления крови и регуляции обмена жидкостей между кровью и тканями. Выполняют транспортную функцию: осуществляют перенос свободных жирных кислот, желчных пигментов, стероидных гормонов, ионов Са2+, многих лекарств. Альбумины также служат богатым и быстро реализуемым резервом аминокислот.
α1-Глобулины:
Кислый α1-гликопротеин – на ранних стадиях воспалительного процесса этот белок способствует образованию коллагеновых волокон в очаге воспаления.
α1-Антитрипсин – ингибитор ряда протеаз. Врождённое снижение может быть фактором предрасположенности к бронхо-лёгочным заболеваниям, так как эластические волокна лёгочной ткани особенно чувствительны к действию протеолитических ферментов.
Ретинолсвязывающий белок осуществляет транспорт жирорастворимого витамина А.
Тироксинсвязывающий белок – связывает и транспортирует иодсодержащие гормоны щитовидной железы.
Транскортин – связывает и транспортирует глюкокортикоидные го рмоны (кортизол, кортикостерон).
α2-Глобулины:
Гаптоглобины – образуют стабильный комплекс с гемоглобином, появляющимся в плазме в результате внутрисосудистого гемолиза эритроцитов. Тем самым предотвращается потеря железа организмом и повреждение почек гемоглобином.
Церулоплазмин – белок, содержащий ионы меди. Является транспортной формой ионов меди в организме.
Обладает оксидазной активностью: окисляет Fe2+ в Fe3+, что обеспечивает связывание железа трансферрином.
β-Глобулины:
Трансферрин – главный белок β-глобулиновой фракции, участвует в связывании и транспорте трёхвалентного железа в различные ткани, особенно в кроветворные.
Гемопексин – связывает гем и предотвращает его потерю почками.
С-реактивный белок (С-РБ) – белок, способный активировать фагоцитоз и ингибировать процесс агрегации тромбоцитов. При остром воспалительном процессе концентрация увеличивается, в этом случае С-РБ обнаруживается в крови. Данный показатель более чувствителен, его увеличение происходит раньше и после выздоровления быстрее возвращается к норме.
γ-Глобулины:
Иммуноглобулины) представляют собой антитела, вырабатываемые организмом в ответ на введение чужеродных веществ с антигенной активностью.
Билет 37
1.Транспорт липидов.
ЛИПИДЫ - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, эфире, бензоле), дающих при гидролизе
высокомолекулярные жирные кислоты. функции:
1. энергетическая - При окислении 1 г нейтральных жиров - 38 кДж энергии;
2. регуляторная – липидами являются жирорастворимые которые участвуют в обмене веществ.
3. структурная - главными структурными компонентами клеточных мембран
4. защитная функция:
Ø защищает органы от механических повреждений;
Ø участвует в терморегуляции.
По структуре липиды можно подразделит на три группы:
125
Ø простые липиды – к ним относятся только эфиры жирных кислот и спиртов. Сюда относятся: жиры, воски и стериды;
Ø сложные липиды – в их состав входят жирные кислоты, спирты и другие компоненты различного химического строения. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды
Ø производные липидов – это в основном жирорастворимые витамины и их предшественники.
По химическому составу, строению и функции, выполняемой в живой клетке липиды подразделяются на:
1. Простые липиды – соединения, состоящие только из жирных кислот и спиртов. Они делятся на нейтральные ацилглицериды (жиры) и воска.
1. Ацилглицерины – эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. относят к резервным липидам.
Жирные кислоты, входящие в ацилглицерины животных тканей, могут быть:
● насыщенными, то есть не содержащими двойных связей, например, пальмитиновая;
● мононенасыщенными, содержащими двойную связь, например, олеиновая;
● полиненасыщенными, в составе которых содержится более двух двойных связей, например, линолевая
2. Воски – смесь простых и сложных эфиров высших атомных спиртов и высших жирных кислот с числом углеродных атомов от 20 до 70. Они обладают высокой гидрофобностью, поэтому входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть.
2. Сложные липиды
1. Фосфолипиды. а) Глицерофосфолипиды – производные фосфатидной кислоты. б) Сфинголипиды.
сфингомиелины - самые распространенные сфинголипиды, образуются в результате присоединения к гидроксильной группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином. содержатся в нервной ткани, в легких, печени, почках, селезенке.
2. Гликолипиды- являются производными церамида, в которых к гидроксильной группе присоединяются различные углеводы. а) Цереброзиды б) Сульфатиды в) Ганглиозиды
3.
Стероиды- производные циклопентан-пергидро-фенантрена.
Они содержат три конденсированных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо. Представителем является холестерин.
В организме человека с массой тела 70 кг находится около 140 г холестерина. Человек с пищей получает в среднем
0,4-0,5 г холестерина в день, синтезируется ежедневно в организме 1,5-4,2 г.
Биологическая роль- входит в состав клеточных мембран в качестве структурного элемента и выполняет там функцию антиоксиданта, придает жесткость мембране, способствует упорядоченному расположению структурных компонентов биомембран.
1. Ферменты, свойства
1. Зависимость скорости реакции от температуры
При понижении температуры активность ферментов понижается.
2. Зависимость скорости реакции от рН
Для каждого фермента существует определенный узкий интервал рН среды, который является оптимальным для проявления его высшей активности. Например, оптимальные значения рН для пепсина 1,5-2,5, трипсина 8,0-8,5, амилазы слюны 7,2
126
Для большинства людей сдвиги величины рН крови за пределы 6,8-7,8 (при норме 7,35-7,45) несовместимы с жизнью из-за дисбаланса скорости ферментативных реакций.
3. Зависимость от количества фермента
При увеличении количества молекул фермента скорость реакции возрастает непрерывно и прямо пропорционально количеству фермента, т.к. большее количество молекул фермента производит большее число молекул продукта.
4. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата
При увеличении концентрации субстрата скорость реакции сначала возрастает, т.к. к катализу добавляемых молекул субстрата подключаются новые и новые молекулы фермента. Затем наблюдается эффект насыщения (плато на кривой), когда все молекулы фермента заняты молекулами субстрата и непрерывно ведут катализ, здесь скорость реакции максимальна.
Сходство
ферментов
и
неорганических катализаторов
Отличие ферментов от неорганических катализаторов
1.
Ускоряют только термодинамически возможные реакции
1. Для ферментов характерна высокая специфичность: • субстратная
специфичность: ▪ абсолютная (1 фермент - 1 субстрат), ▪ групповая (1 фермент – несколько похожих субстратов) • каталитическая специфичность
2. Не изменяют состояние равновесия реакций, а только ускоряют его достижение.
2. Высокая эффективность действия: ферменты ускоряют реакции в 10 8
-
10 14
раз.
3. В реакциях не расходуются
3. Ферменты действуют только в мягких условиях (t = 36-37ºС, рН 7,4, атмосферное давление
4. Действуют в малых количествах
4. В организме действие ферментов регулируется специфически
(катализаторы только неспецифически)
5. Чувствительны к активаторам и ингибиторам
5. Широкий диапазон действия (большинство процессов катализируют ферменты).
2. Состав костной ткани
Основными белками внеклеточного матрикса костной ткани являются коллагеновые белки I типа, которые составляют около 90% органического матрикса кости. Наряду с коллагеном I типа присутствуют другие типы: V, XI,
XII. коллаген V типа обычно обнаруживается в сосудах, которые пронизывают кость. Коллаген XI типа находится в хрящевой. Неколлагеновые белки костной ткани Остеокальцин: 1) связывает Са 2+ ; 2) прочно связан с апатитом; 3) участвует в росте кристаллов.
Костный сиалопротеин: 1) содержит трипептид АРГ-ГЛИ-АСП (R-G-D) → способен связываться с другими клетками, макромолекулами и рецепторами клеточных мембран; 2) присоединяет остеобласты к кости в период ее синтеза.
Остеопонтин: 1) содержит трипептид R-G-D; 2) связывается с Са 2+
Остеонектин: 1)связывается с коллагеном и апатитом.
Тромбоспондин: 1) содержит трипептид R-G-D; 2) связывается с поверхностями клеток и другими белками костной ткани.
Костный кислый гликопротеин: участвует в минерализации костной ткани.
КАЛЬЦИЙ-СВЯЗЫВАЮЩИЕ БЕЛКИ. Ионы кальция являются важным вторичным мессенджером, участвующим в большом количестве сигнальных процессов в нейронах. Ca2+-связывающие белки выполняют две функции: буферную функцию для ограничения концентрации свободного внутриклеточного Ca2+, и Ca2+- сенсибилизирующую для модуляции активности энзимов, ионных каналов или рецепторов клеточной поверхности.
1 ... 18 19 20 21 22 23 24 25 ... 38
123 и карнитин возвращается на наружную поверхность мембраны.
3) Внутримитохондриальное окисление жирных кислот состоит из последовательных ферментативных реакций.
В результате одного завершенного цикла окисления происходит отщепление от жирной кислоты одной молекулы ацетил-КоА, то есть укорочение жирно-кислотной цепи на два углеродных атома. При этом в результате двух дегидрогеназных реакций восстанавливается ФАД до ФАДН2 и НАД+ до НАДН2. Каждая молекула НАДН2 дает 3 молекулы АТФ, молекула ФДАДН2 дает 2 молекулы АТФ, ацетил-КоА- 12 молекул АТФ
Ключевой фермент регуляции – карнитинацилтрансфераза, аллостерический фермент, в печени его аллостерический ингибитор – малонилКоА. Активируют: катехоламины, СТГ, глюкагон. Ингибирует: инсулин.
Мобилизация триацилглицеролов и окисление жирных кислот активируется при нормальных физиологических стрессовых ситуациях – эмоциональный стресс, мышечная работа, голодание, при патологических состояниях – сахарный диабет I типа. В результате липолиза в адипоцитах образуются свободный глицерол и жирные кислоты.
Глицерол с кровью доставляется в печень и почки, здесь фосфорилируется и окисляется в метаболит гликолиза диоксиацетонфосфат. В зависимости от условий ДАФ может включаться в реакции глюконеогенеза (при голодании, мышечной нагрузке) или окисляться в гликолизе до пировиноградной кислоты.
Жирные кислоты транспортируютсяв крови в комплексе с альбуминами плазмы:
-при физической нагрузке – в мышцы,
-в обычных условиях и при голодании – в мышцы и большинство тканей, однако при этом около 30% жирных кислот захватывается печенью.
При голодании и физической нагрузке после проникновения в клетки жирные кислоты вступают на путь β- окисления.
3. Липиды и углеводы мозга: представители, биологическая роль. Особенности обмена.
Липидный спектр мозговой ткани
Общее содержание липидов в процентах от сухой массы в сером веществе составляет 32,7%, в белом – 54,9%. В липидном спектре серого вещества головного мозга фосфоглицериды составляют более 60% от всех липидов, в белом веществе - около 40%. Напротив, в белом веществе выше, чем в сером веществе, содержание холестерина, сфингомиелинов, ганглеозидов и особенно цереброзидов.
Ткань головного мозга взрослого человека содержит около 25 г холестерина, у новорожденных всего 2 г, количество его возрастает примерно в 3 раза в первый год жизни. При этом биосинтез холестерина происходит в самой мозговой ткани. У взрослых же людей синтез холестерина в головном мозге резко снижается вплоть до полного прекращения.
Энергетический обмен в мозге
Нейроны коры мозга потребляют ежеминутно 350-450 МКЛ кислорода. Хотя масса мозга составляет 2,5% общей массы тела, он утилизирует 20-25% всего потребляемого кислорода. Снижение потребляемого кислорода на 20% может у человека вызвать потерю сознания. Исчезновение импульсной активности нейронов мозга возникает уже в первые секунд ишемии. Через 5-10 минут наступают глубокие, необратимые изменения в мозге.
Основной путь энергообеспечения мозга - окислительное фосфорилирование. Основным субстратом дыхания мозговой ткани является глюкоза. В расчете на всю массу мозга в нем содержится 750 мг глюкозы. За 1 мин тканью мозга окисляется 75 мг глюкозы. Следовательно, количество глюкозы, имеющееся в ткани головного мозга, могло быть достаточным только на 10 минут жизни человека. Содержание гликогена составляет 0.1%. то есть в мозге практически нет резервов углеводов. Нейроны коры не имеют запасов глюкозы и потребляют ее непосредственно из крови. Глюкоза по градиенту концентрации свободно проходит через гематоэнцефалический барьер. Мозг потребляет до 20% глюкозы, содержащейся в крови.
Более 90% утилизируемой глюкозы в ткани мозга окисляются до углекислого газа и воды. При нарушении окислительного фосфорилирования источником энергии становится гликолиз. В ткани мозга имеется лактатдегидрогеназа, однако мозг не выделяет молочную кислоту. Более того, при мышечной работе мозг поглощает молочную кислоту из крови. В мозге функционирует и пентозофосфатный путь, обеспечивая его НАДФН
2
, используемый на синтез высших жирных кислот и стероидов.
4.
Белки плазмы крови, референтные значения.
Методы количественного определения.
В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 - 80 г/л. Белки плазмы крови участвуют в поддержании осмотического давления, так как белки связывают воду и удерживают её в кровеносном русле.
Белки плазмы образуют буферную систему крови и поддерживают рН крови в пределах 7,37 - 7,43.
Альбумин, транстиретин, транскортин, трансферрин и некоторые другие белки вьшолняют транспортную функцию.
124
Белки плазмы определяют вязкость крови и играют важную роль в гемодинамике.
Белки плазмы крови являются резервом аминокислот для организма.
Иммуноглобулины, белки свёртывающей системы крови, α
1
-антитрипсин и белки системы комплемента осуществляют защитную функцию.
Методом электрофореза белки плазмы крови можно разделить на альбумины, α
1
-глобулины, α
2
-глобулины, β- глобулины и γ-глобулины. Метод иммуноэлектрофореза, сочетающий электрофоретический и иммунологический способы анализа, позволяет разделить белки плазмы крови более чем на 30 фракций.
Альбумины – играют важную роль в поддержании онкотического давления крови и регуляции обмена жидкостей между кровью и тканями. Выполняют транспортную функцию: осуществляют перенос свободных жирных кислот, желчных пигментов, стероидных гормонов, ионов Са2+, многих лекарств. Альбумины также служат богатым и быстро реализуемым резервом аминокислот.
α1-Глобулины:
Кислый α1-гликопротеин – на ранних стадиях воспалительного процесса этот белок способствует образованию коллагеновых волокон в очаге воспаления.
α1-Антитрипсин – ингибитор ряда протеаз. Врождённое снижение может быть фактором предрасположенности к бронхо-лёгочным заболеваниям, так как эластические волокна лёгочной ткани особенно чувствительны к действию протеолитических ферментов.
Ретинолсвязывающий белок осуществляет транспорт жирорастворимого витамина А.
Тироксинсвязывающий белок – связывает и транспортирует иодсодержащие гормоны щитовидной железы.
Транскортин – связывает и транспортирует глюкокортикоидные го рмоны (кортизол, кортикостерон).
α2-Глобулины:
Гаптоглобины – образуют стабильный комплекс с гемоглобином, появляющимся в плазме в результате внутрисосудистого гемолиза эритроцитов. Тем самым предотвращается потеря железа организмом и повреждение почек гемоглобином.
Церулоплазмин – белок, содержащий ионы меди. Является транспортной формой ионов меди в организме.
Обладает оксидазной активностью: окисляет Fe2+ в Fe3+, что обеспечивает связывание железа трансферрином.
β-Глобулины:
Трансферрин – главный белок β-глобулиновой фракции, участвует в связывании и транспорте трёхвалентного железа в различные ткани, особенно в кроветворные.
Гемопексин – связывает гем и предотвращает его потерю почками.
С-реактивный белок (С-РБ) – белок, способный активировать фагоцитоз и ингибировать процесс агрегации тромбоцитов. При остром воспалительном процессе концентрация увеличивается, в этом случае С-РБ обнаруживается в крови. Данный показатель более чувствителен, его увеличение происходит раньше и после выздоровления быстрее возвращается к норме.
γ-Глобулины:
Иммуноглобулины) представляют собой антитела, вырабатываемые организмом в ответ на введение чужеродных веществ с антигенной активностью.
Билет 37
1.Транспорт липидов.
ЛИПИДЫ - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, эфире, бензоле), дающих при гидролизе
высокомолекулярные жирные кислоты. функции:
1. энергетическая - При окислении 1 г нейтральных жиров - 38 кДж энергии;
2. регуляторная – липидами являются жирорастворимые которые участвуют в обмене веществ.
3. структурная - главными структурными компонентами клеточных мембран
4. защитная функция:
Ø защищает органы от механических повреждений;
Ø участвует в терморегуляции.
По структуре липиды можно подразделит на три группы:
125
Ø простые липиды – к ним относятся только эфиры жирных кислот и спиртов. Сюда относятся: жиры, воски и стериды;
Ø сложные липиды – в их состав входят жирные кислоты, спирты и другие компоненты различного химического строения. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды
Ø производные липидов – это в основном жирорастворимые витамины и их предшественники.
По химическому составу, строению и функции, выполняемой в живой клетке липиды подразделяются на:
1. Простые липиды – соединения, состоящие только из жирных кислот и спиртов. Они делятся на нейтральные ацилглицериды (жиры) и воска.
1. Ацилглицерины – эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. относят к резервным липидам.
Жирные кислоты, входящие в ацилглицерины животных тканей, могут быть:
● насыщенными, то есть не содержащими двойных связей, например, пальмитиновая;
● мононенасыщенными, содержащими двойную связь, например, олеиновая;
● полиненасыщенными, в составе которых содержится более двух двойных связей, например, линолевая
2. Воски – смесь простых и сложных эфиров высших атомных спиртов и высших жирных кислот с числом углеродных атомов от 20 до 70. Они обладают высокой гидрофобностью, поэтому входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть.
2. Сложные липиды
1. Фосфолипиды. а) Глицерофосфолипиды – производные фосфатидной кислоты. б) Сфинголипиды.
сфингомиелины - самые распространенные сфинголипиды, образуются в результате присоединения к гидроксильной группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином. содержатся в нервной ткани, в легких, печени, почках, селезенке.
2. Гликолипиды- являются производными церамида, в которых к гидроксильной группе присоединяются различные углеводы. а) Цереброзиды б) Сульфатиды в) Ганглиозиды
3.
Стероиды- производные циклопентан-пергидро-фенантрена.
Они содержат три конденсированных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо. Представителем является холестерин.
В организме человека с массой тела 70 кг находится около 140 г холестерина. Человек с пищей получает в среднем
0,4-0,5 г холестерина в день, синтезируется ежедневно в организме 1,5-4,2 г.
Биологическая роль- входит в состав клеточных мембран в качестве структурного элемента и выполняет там функцию антиоксиданта, придает жесткость мембране, способствует упорядоченному расположению структурных компонентов биомембран.
1. Ферменты, свойства
1. Зависимость скорости реакции от температуры
При понижении температуры активность ферментов понижается.
2. Зависимость скорости реакции от рН
Для каждого фермента существует определенный узкий интервал рН среды, который является оптимальным для проявления его высшей активности. Например, оптимальные значения рН для пепсина 1,5-2,5, трипсина 8,0-8,5, амилазы слюны 7,2
126
Для большинства людей сдвиги величины рН крови за пределы 6,8-7,8 (при норме 7,35-7,45) несовместимы с жизнью из-за дисбаланса скорости ферментативных реакций.
3. Зависимость от количества фермента
При увеличении количества молекул фермента скорость реакции возрастает непрерывно и прямо пропорционально количеству фермента, т.к. большее количество молекул фермента производит большее число молекул продукта.
4. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата
При увеличении концентрации субстрата скорость реакции сначала возрастает, т.к. к катализу добавляемых молекул субстрата подключаются новые и новые молекулы фермента. Затем наблюдается эффект насыщения (плато на кривой), когда все молекулы фермента заняты молекулами субстрата и непрерывно ведут катализ, здесь скорость реакции максимальна.
Сходство
ферментов
и
неорганических катализаторов
Отличие ферментов от неорганических катализаторов
1.
Ускоряют только термодинамически возможные реакции
1. Для ферментов характерна высокая специфичность: • субстратная
специфичность: ▪ абсолютная (1 фермент - 1 субстрат), ▪ групповая (1 фермент – несколько похожих субстратов) • каталитическая специфичность
2. Не изменяют состояние равновесия реакций, а только ускоряют его достижение.
2. Высокая эффективность действия: ферменты ускоряют реакции в 10 8
-
10 14
раз.
3. В реакциях не расходуются
3. Ферменты действуют только в мягких условиях (t = 36-37ºС, рН 7,4, атмосферное давление
4. Действуют в малых количествах
4. В организме действие ферментов регулируется специфически
(катализаторы только неспецифически)
5. Чувствительны к активаторам и ингибиторам
5. Широкий диапазон действия (большинство процессов катализируют ферменты).
2. Состав костной ткани
Основными белками внеклеточного матрикса костной ткани являются коллагеновые белки I типа, которые составляют около 90% органического матрикса кости. Наряду с коллагеном I типа присутствуют другие типы: V, XI,
XII. коллаген V типа обычно обнаруживается в сосудах, которые пронизывают кость. Коллаген XI типа находится в хрящевой. Неколлагеновые белки костной ткани Остеокальцин: 1) связывает Са 2+ ; 2) прочно связан с апатитом; 3) участвует в росте кристаллов.
Костный сиалопротеин: 1) содержит трипептид АРГ-ГЛИ-АСП (R-G-D) → способен связываться с другими клетками, макромолекулами и рецепторами клеточных мембран; 2) присоединяет остеобласты к кости в период ее синтеза.
Остеопонтин: 1) содержит трипептид R-G-D; 2) связывается с Са 2+
Остеонектин: 1)связывается с коллагеном и апатитом.
Тромбоспондин: 1) содержит трипептид R-G-D; 2) связывается с поверхностями клеток и другими белками костной ткани.
Костный кислый гликопротеин: участвует в минерализации костной ткани.
КАЛЬЦИЙ-СВЯЗЫВАЮЩИЕ БЕЛКИ. Ионы кальция являются важным вторичным мессенджером, участвующим в большом количестве сигнальных процессов в нейронах. Ca2+-связывающие белки выполняют две функции: буферную функцию для ограничения концентрации свободного внутриклеточного Ca2+, и Ca2+- сенсибилизирующую для модуляции активности энзимов, ионных каналов или рецепторов клеточной поверхности.
1 ... 18 19 20 21 22 23 24 25 ... 38
3. Хроматография
Для исследования обычно берут: венозную кровь, мочу, слюну.
127
С помощью Х. в исследуемом материале обнаруживают низко- (органические соли, глюкозу, креатинин, мочевину) и высокомолекулярные химические молекулы (белки, гормоны, ферменты, иммуноглобулины).
Хроматография основана на явлении адсорбции, т.е. поглощении вещества сорбентом (неподвижной фазой), и десорбции — перехода вещества обратно в подвижную фазу. Неподвижной фазой является твердое вещество, реже
— жидкость на носителе, подвижной — жидкость или газ. Изучаемое соединение находится в подвижной фазе в растворенном состоянии, реже — в виде взвешенных частиц (суспензии). Вместе с фазой это соединение либо неподвижно окружает сорбент либо перемещается вдоль него в потоке газа или жидкости. В процессе часть молекул изучаемого вещества из подвижной фазы переходит в неподвижную и осаждается. В результате на неподвижной фазе образуется цветное пятно. Каждая молекула уникальна и осаждается особым образом, что и позволяет идентифицировать ее ( диаметр, площадь, интенсивности окраски пятна).
Виды хроматографии
По технике проведения выделяют:
- колоночную
- плоскостную хроматографию (Х). Последняя в зависимости от типа неподвижной фазы разделяется на бумажную и тонкослойную. В тонкослойном методе используется мелкодисперсный сорбент, нанесенный на стеклянный или пластиковый носитель. Способ бумажной Х. предъявляет высокие требования к качеству бумаги (фильтра). В зависимости от гидрофильности определяемой субстанции бумажные полоски пропитывают различными составами.
По физическому состоянию подвижной фазы Х. разделяют на:
- Жидкостную
- Газовую
Примерами смесей, которые можно разделить при помощи жидкостной хроматографии, являются растворы витаминов, антиоксидантов, пептидов. Такой способ применяют для диагностики гипо- и гипервитаминозов, остеопороза, некоторых видов опухолей. Газовая хроматография используется для определения степени очистки лекарственного сырья и определения характеристик микросреды (выдыхаемого воздуха), диагностики инфекционных заболеваний, вызванных анаэробной микрофлорой.
В зависимости от физико-химического состояния неподвижной фазы выделяют адсорбционную (неподвижная фаза
— твёрдое вещество) и разделительную Х. (неподвижная фаза — жидкость на носителе).
Билет 38
1.Биосинтез липидов
Синтез жиров происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани. Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат.
Синтез жиров в печени и жировой ткани идёт через образование промежуточного продукта - фосфатидной кислоты.
Предшественник фосфатидной кислоты - глицерол-3-фосфат, образующийся в печени двумя путями:
1) восстановлением дигидроксиацетонфосфата - промежуточного метаболита гликолиза;
2) фосфорилированием глицеролкиназой свободного глицерола, поступающего в печень из крови (продукт действия ЛП-липазы на жиры ХМ и ЛПОНП).
В жировой ткани для синтеза жиров используются в основном жирные кислоты, освободившиеся при гидролизе жиров хиломикроны и ЛПОНП. Жирные кислоты поступают в адипоциты, превращаются в производные КоА и взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом, образуя сначала лизофосфатидную кислоту, а затем фосфатидную.
Фосфатидная кислота после дефосфорилирования превращается в диацилглицерол, который ацилируется с образованием триацилглицерола. В адипоцитах для обеспечения реакций синтеза жира распад глюкозы идёт по двум путям: гликолиз, обеспечивающий образование глицерол-3-фосфата и ацетил-КоА, и пентозофосфатный путь, окислительные реакции которого обеспечивают образование NADPH, служащего донором водорода в реакциях синтеза жирных кислот.
Печень - основной орган, где идёт синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. В гладком ЭПР гепатоцитов жирные кислоты активируются и сразу же используются для синтеза жиров, взаимодействуя с глицерол-3- фосфатом. Синтезированные в печени жиры упаковываются в ЛПОНП и сек-ретируются в кровь, где на них, как и на ХМ, действует ЛП-липаза. Жирные кислоты поступают в ткани, в частности в адипоциты, и используются для синтеза жиров. В процессе удаления жиров из ЛПОНП под действием ЛП-липазы ЛПОНП в ЛПНП. Глицерол,