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: 177
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
15
билет
1. Биологические функции белков. Типы лигандов
Биологические функции белков
Ферментативная, или каталитичеcкая
Одна из наиболее распространенных функций белков, которая состоит в ускорении химических превращений
(синтез и распад веществ; перенос отдельных групп атомов, электронов от одного вещества к другому)
( диктовать этот пример, если спросят)
Фумаратгидратаза
- катализирует обратимое превращение фумарат +
Н
2
О -> малат
Цитохромоксидаза
- участвует в транспорте электронов на кислород
Гормональная, или регуляторная
Регуляция обмена веществ внутри клеток и интеграция обмена в разных клетках целого организма
Инсулин - участвует в регуляции углеводного, белкового, жирового и других обменов
Лютропин - участвует в регуляции синтеза прогестерона в желтом теле яичников
Рецепторная
Избирательное связывание различных регуляторов (гормонов, медиаторов, циклических нуклеотидов) на поверхности клеточных мембран или внутри клетки
(цитозольные рецепторы)
Цитозольный рецептор эстрадиола - связывает эстрадиол внутри клеток, например слизистой матки
Глюкагоновый рецептор - связывает гормон глюкагон на поверхности клеточной мембраны, например печени
Регуляторная субъединица протеинкиназы - связывает
Циклический аденозинмонофосфат внутри клеток
53
Транспортная
Связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки
Липопротеиды - участвуют в переносе липидов между тканями организма
Транскортин - переносит кортикостероиды
(гормоны коры надпочечников в крови)
Миоглобин - переносит кислород в мышечной ткани
Структурная
Участвуют в построении различных мембран
Структурные белки митохондрий, плазматической мембраны и т. д.
Опорная, или механическая
Близкая по назначению к структурной.
Обеспечивает прочность опорных тканей, участвуя в построении внеклеточных структур
Коллаген - структурный элемент опорного каркаса костной ткани, сухожилий
Фиброин - участвует в построении оболочки кокона шелкопряда в-Кератин - структурная основа шерсти, ногтей, копыт
Резервная, или трофическая
Использование белков как запасного материала для питания развивающихся клеток
Проламины и глютелины - запасной материал семян пшеницы
Овальбумин - запасной белок куриного яйца
(используется при развитии зародыша)
Субстратно-энергетическая
Близка к резервной.
Белок используется как субстрат (при распаде) для образования энергии.
При распаде 1 г белка выделяется
17,1 кДж энергии
Все белки (поступающие или с пищей, или внутриклеточные), которые распадаются до конечных продуктов (СО
2
,
Н
2
О, мочевина)
Механохимическая, или сократительная
Сокращение (механический процесс) с использованием химической энергии
Миозин - закрепленные нити в миофибриллах
Актин - движущиеся нити в миофибриллах
Электроосмотическая
Участие в образовании разницы электрических зарядов и градиента концентрации ионов на мембране
Na
+
, К
+
АТФаза - фермент, участвующий в создании разницы концентраций ионов
Na
+
и
К
+
и электрического заряда на клеточной мембране
54
Энерготрансформирующая
Трансформация электрической и осмотической энергии в химическую энергию (Аденозинтрифосфа́т)
АТФ-синтетаза
- осуществляет синтез АТФ за счет разности электрических потенциалов или градиента осмотической концентрации ионов на сопрягающей мембране
Когенетическая
Вспомогательная генетическая функция белков . Сами белки не являются генетическим
(наследственным) материалом, но помогают нуклеиновым кислотам реализовывать способность к самовоспроизведению и переносу информации
ДНК-полимераза
- фермент, участвующий в репликации ДНК
ДНК-зависимая
РНК- полимераза - фермент, участвующий в переносе информации от ДНК к
РНК
Генно-регуляторная
Способность некоторых белков участвовать в регуляции матричных функций нуклеиновых кислот и переноса генетической информации
Гистоны
- белки, участвующие в регуляции репликации и частично транскрипции участков
ДНК
Кислые белки - участвуют в регуляции процесса транскрипции отдельных участков ДНК
Иммунологичеcкая, или антитоксическая
Антитела участвуют в обезвреживании чужеродных антигенов микроорганизмов
(токсинов, выделяемых ими) путем образования комплекса антиген – антитело
Иммуноглобулины А, М,
G и др. - выполняют защитную функцию
Комплемент
- белок, способствующий образованию комплекса - антиген-антитело
Токсигенная
Некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами
(в основном микроорганизмами), являются ядовитыми для других живых организмов
Ботулинический токсин - пептид, выделяемый палочкой ботулизма
Обезвреживающая
Благодаря функциональным группам белки связывают токсические соединения
(тяжелые металлы, алкалоиды), обезвреживая их
Альбумины - связывают тяжелые металлы, алкалоиды
Гемостатическая
Участвуют в образовании тромба и остановке кровотечения
Фибриноген
- белок сыворотки крови, полимеризуется в виде сетки, составляющей структурную основу тромба
55
2.
Обмен
кальция
и
фосфора
в
организме.
Роль
витамина
д
Паратгормон - гормон паращитовидной железы, действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижении концентрации фосфатов в плазме крови.
Органы мишени для ПТГ - кости и почки. В клетках почек и костной ткани локализованы специфические рецепторы, которые взаимодействуют с паратгормоном, в результате чего активируется аденилатциклаза. Внутри клетки возрастает концентрация цАМФ, действие которых стимулирует мобилизацию ионов кальция из внутренних запасов.
В костной ткани рецепторы ПТГ локализованы на остеобластах и остеоцитах. При действии паратгормона остеобласты начинают секретировать инсулиноподобный фактор роста 1 и цитокины. Эти вещества стимулируют метаболическую активность остеокластов, в результате чего происходит мобилизация кальция и фосфатов из кости во внеклеточную жидкость.
В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция и снижает выведение кальция с мочой, уменьшает реабсорбцию фосфатов.
Паратгормон индуцирует синтез кальцитриола (D3 предшественник), который усиливает всасывание кальция в кишечнике.
Т. о., паратгормон и витамин D
3
- синергисты в отношении мобилизации кальция из костей и повышения его концентрации в крови.
При недостатке витамина D у детей развивается рахит. Рахит обычно излечивается витамином D. Однако есть формы рахита, связанные с нарушением превращения витамина D
3
в организме в кальцитриол. В данном случае введение витамина D неэффективно.
Продолжительное поступление избыточного количества витамина D (в несколько раз больше нормы) приводит к деминерализации костей, к повышению концентрации кальция в крови. Параллельно интенсивно всасывается кальций из кишечника – это приводит к общей гиперкальциемии, отложению кальция в мягких тканях, образованию камней в мочевых путях.
Общий кальций в крови – это концентрация свободной (ионизированной) и связанной его форм. Только свободный кальций может быть использован организмом.
Часть кальция ежедневно уходит из организма, фильтруясь из крови почками и выделяясь с мочой. Для поддержания равенства между выделением и использованием этого минерала его должно поступать около 1 г в сутки.
При повышении концентрации кальция в крови уровень фосфата снижается, когда же содержание фосфата повышается – снижается доля кальция.
Механизмы фосфорно-кальциевого обмена:
паращитовидные железы при высоком содержании фосфата (при низком уровне кальция) выделяют паратгормон, разрушающий костную ткань, тем самым увеличивая концентрацию кальция,
при высоком уровне кальция в крови щитовидная железа вырабатывает кальцитонин, который вызывает перемещение кальция из крови в кости,
гормон паращитовидных желез активирует витамин D, увеличивая всасывание кальция в ЖКТ и обратное всасывание катиона в почках.
3. Конечные продукты азотистого обмена. Мочевина, содержание в крови, способы определения
Конечные продукты обмена белков:
C, H, O, N, S. – CO2, H2O, NH3, H2S.
Соли аммония выводятся с мочой:
В почках также происходит гидролиз глутамина под действием глутаминазы с образованием аммиака. Этот процесс является одним из механизмов регуляции кислотно щелочного равновесия в организме и сохранения важнейших катионов для поддержания осмотического давления. Глутаминаза почек значительно индуцируется при ацидозе, образующийся аммиак нейтрализует кислые продукты обмена и в виде аммонийных солей экскретируется с мочой.
56
Эта реакция защищает организм от излишней потери ионов Na+ и К+, которые также могут использоваться для выведения анионов и утрачиваться. При алкалозе количество глутаминазы в почках снижается.
В почках образуется и выводится около 0,5 г солей аммония в сутки.
В печени – синтез мочевины
Креатинин – один из конечных продуктов азотистого обмена в организме, он выводится с мочой. Суточное выделение креатинина у здорового человека пропорционально его мышечной массе. Креатинин не реабсорбируется в почечных канальцах, поэтому его суточная экскреция является показателем фильтрационной функции почек.
Содержание креатинина в крови снижается при заболеваниях мышц и увеличивается при нарушении функции почек. Выделение креатинина с мочой снижается в обоих случаях.
Мочевина – это один из конечных продуктов распада белков. Мочевина выделяется из организма через почки, вместе с мочой, поэтому содержание мочевины в крови и в моче позволяет судить о функции почек. Мочевина входит в группу веществ, относящихся к остаточному азоту крови. Остаточный азот крови – это вещества (продукты обмена белков), которые содержат азот, но не являются белками. К остаточному азоту относят также креатинин, креатин, аммиак, мочевую кислоту и др. Повышение уровня мочевины в крови обычно наблюдается при острых или хронических заболеваниях почек. Как правило, на фоне болезней почек, одновременно с повышением уровня мочевины в крови ее концентрация в моче снижается (из-за плохой работы почек мочевина накапливается в крови).
Обмен белков – это довольно сложный цикл превращений, в результате которого часть белков организма распадается, а другая часть переходит в новую форму. При распаде белков выделяется аммиак – токсичное
(ядовитое) для организма вещество. В печени из аммиака образуется мочевина
, которая затем выделяется через почки вместе с мочой. Мочевина является одним из основных компонентов остаточного азота крови. В зависимости от концентрации мочевины в крови, а также скорости ее выведения с мочой судят о выделительной функции почек.
Определение концентрации мочевины осуществляется с помощью биохимического анализа крови.
Для получения достоверных результатов анализа кровь для исследования рекомендуется сдавать в утренние часы, натощак (не менее чем через 8 часов после последнего приема пищи). Как правило, для биохимического анализа кровь берут из вены.
Нормальное содержание мочевины в крови для взрослых составляет от 2,5 до 6,4 ммоль/л.
Мочевина является важным показателем выделительной способности почек (способность почек выделять ненужные организму вещества с мочой).
Так как мочевина синтезируется в печени, снижение ее концентрации в крови указывает на некоторые заболевания печени
(например, цирроз).
Мочевина является продуктом распада белков, которые в организме человека содержатся преимущественно в мышцах.
При повышенном распаде белков в мышцах уровень мочевины в крови повышается.
Таким образом, по уровню мочевины в крови можно судить о состоянии почек, печени и мышечной системы.
4. ПВК и ацетил-КоА
Пируваты (соли пировиноградной кислоты) — являются конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты.
Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями — аэробным и анаэробным.
В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А, являющийся основным субстратом для цикла
Кребса.
Пируват также может быть превращён в оксалоацетат. Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды.
Если кислорода недостаточно, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты при помощи фермента лактатдегидрогеназы и NADP.
Пируват может быть превращён обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза, или в жирные кислоты или энергию через ацетил-КоА, в аминокислоту аланин, или в этанол. ацетил-КоА. Его главная функция — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. Ацетил-КоА образуется во время второго шага кислородного клеточного дыхания, декарбоксилирования пирувата, который происходит в матриксе митохондрии. Ацетил-КоА
57 затем поступает в цикл трикарбоновых кислот.
Ацетил-КоА — важный компонент биологического синтеза ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холинацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим
А.
ацетил-КоА — важное соединение в обмене веществ, используемое во многих биохимических реакциях. Его главная функция — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. По своей химической структуре ацетил-КоА — тиоэфир между коферментом
А (тиолом) и уксусной кислотой (носителем ацильной группы). Ацетил-КоА образуется во время второго шага кислородногоклеточного дыхания, декарбоксилирования пирувата, который происходит в матриксе митохондрии.
Ацетил-КоА затем поступает в цикл трикарбоновых кислот.
Ацетил-КоА — важный компонент биологического синтеза нейротрансмиттера ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холинацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим А.
Ф-И
Кислородное преобразование пирувата в ацетил-КоА называют реакцией дегидрогеназа пирувата. Она катализируется пируватдегидрогеназным комплексом. Другие преобразования между пируватом и ацетил-
КоА возможны. Например, пируват формиат лиазы преобразуют пируват в ацетил-КоА и муравьиную кислоту
У животных ацетил-КоА является основой баланса между углеводным обменом и жировым обменом.
Обычно ацетил-КоА из метаболизма жирных кислот поступает в цикл трикарбоновых кислот, содействуя энергетическому обеспечению клеток. В печени, когда уровень циркуляции жирных кислот высок, производство ацетил-КоА от разрыва жиров превышает энергетические потребности клетки. Чтобы использовать энергию, доступную из лишних ацетил-КоА, создаются кетоновые тела, которые затем могут циркулировать в крови. В некоторых обстоятельствах это может привести к высокому уровню кетоновых тел в крови, состоянию, называемому кетозом
, которое отличается от кетоацидоза
, опасного состояния, способного повлиять на диабетиков
. У растений синтез новых жирных кислот происходит в пластидах
Многие семена запасают большие количества масел в семенах, чтобы поддерживать прорастание и ранний рост саженцов, пока они не перешли на питание от фотосинтеза. Жирные кислоты включены в липиды мембраны, главнейший компонент большинства мембран.
Также:
Две молекулы ацетил-КоА могут быть соединены, чтобы создать ацетоацетил-КоА, что будет первым шагом в ГМГ-КоА/биосинтезе холестерина, предшествующем синтезу изопреноидов. У животных ГМГ-КоА — это жизненный предшественник синтеза холестерина и кетоновых тел.
Ацетил-КоА — также источник ацетил-группы, включённой в определённые лизиновые остатки гистоновых и негистоновых белков в посттрансляционной модификации ацетилирования, реакции, катализируемой ацетилтрансферазой.
У растений и животных цитозольный ацетил-КоА синтезируется АТФ цитратлиазой. Когда глюкоза изобилует в крови животных, она преобразуется посредством гликолиза в цитозоле в пируват, а затем в ацетил-КоА в митохондрии. Избыток ацетил-КоА вызывает производство избыточных цитратов, которые переносятся в цитозоль, чтобы дать начало цитозольному ацетил-КоА.
Ацетил-КоА может быть карбоксилирован в цитозоле в ацетил-КоА карбоксилазу, давая начало малонил-
КоА, необходимого для синтеза флавоноидов и родственных поликетидов, для удлинения жирных кислот
(образование восков), для образования кутикулы и масла в семенах у членов рода Капуста, а также для малонации протеинов и других фитохимических соединений.
У растений они включают в себя сесквитерпены
, брассиностероиды
(гормоны) и мембранные стиролы
Пировиноградная кислота — химическое соединение с формулой СН
3
СОСООН, органическая кетокислота
Пируваты (соли пировиноградной кислоты) — важные химические соединения в биохимии
. Они являются конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза
. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты. Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями — аэробным и анаэробным.
В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил- кофермент А
, являющийся основным субстратом для серии реакций, известных как цикл Кребса
, или дыхательный цикл, цикл трикарбоновых кислот
Пируват также может быть превращён в анаплеротической реакции в оксалоацетат
Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды. Эти реакции названы по имени
Ханса
58
Адольфа
Кребса
, биохимика, получившего вместе с
Фрицем
Липманном
Нобелевскую премию по физиологии в
1953 году за исследования биохимических процессов клетки. Цикл Кребса называют также циклом лимонной кислоты
, поскольку лимонная кислота является одним из промежуточных продуктов цепи реакций цикла Кребса.
Если кислорода недостаточно, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты у животных и этанола
[1]
у растений
[2]
При анаэробном дыхании в клетках пируват, полученный при гликолизе, преобразуется в лактат при помощи ферменталактатдегидрогеназы и
NADP
в процессе лактатной ферментации, либо в ацетальдегид и затем в этанол в процессе алкогольной ферментации.
Пировиноградная кислота является «точкой пересечения» многих метаболических путей. Пируват может быть превращён обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза
, или в жирные кислоты или энергию через ацетил-
КоА
, в аминокислоту аланин
, или в этанол.
билет
1. Биологические функции белков. Типы лигандов
Биологические функции белков
Ферментативная, или каталитичеcкая
Одна из наиболее распространенных функций белков, которая состоит в ускорении химических превращений
(синтез и распад веществ; перенос отдельных групп атомов, электронов от одного вещества к другому)
( диктовать этот пример, если спросят)
Фумаратгидратаза
- катализирует обратимое превращение фумарат +
Н
2
О -> малат
Цитохромоксидаза
- участвует в транспорте электронов на кислород
Гормональная, или регуляторная
Регуляция обмена веществ внутри клеток и интеграция обмена в разных клетках целого организма
Инсулин - участвует в регуляции углеводного, белкового, жирового и других обменов
Лютропин - участвует в регуляции синтеза прогестерона в желтом теле яичников
Рецепторная
Избирательное связывание различных регуляторов (гормонов, медиаторов, циклических нуклеотидов) на поверхности клеточных мембран или внутри клетки
(цитозольные рецепторы)
Цитозольный рецептор эстрадиола - связывает эстрадиол внутри клеток, например слизистой матки
Глюкагоновый рецептор - связывает гормон глюкагон на поверхности клеточной мембраны, например печени
Регуляторная субъединица протеинкиназы - связывает
Циклический аденозинмонофосфат внутри клеток
53
Транспортная
Связывание и транспорт веществ между тканями и через мембраны клетки
Липопротеиды - участвуют в переносе липидов между тканями организма
Транскортин - переносит кортикостероиды
(гормоны коры надпочечников в крови)
Миоглобин - переносит кислород в мышечной ткани
Структурная
Участвуют в построении различных мембран
Структурные белки митохондрий, плазматической мембраны и т. д.
Опорная, или механическая
Близкая по назначению к структурной.
Обеспечивает прочность опорных тканей, участвуя в построении внеклеточных структур
Коллаген - структурный элемент опорного каркаса костной ткани, сухожилий
Фиброин - участвует в построении оболочки кокона шелкопряда в-Кератин - структурная основа шерсти, ногтей, копыт
Резервная, или трофическая
Использование белков как запасного материала для питания развивающихся клеток
Проламины и глютелины - запасной материал семян пшеницы
Овальбумин - запасной белок куриного яйца
(используется при развитии зародыша)
Субстратно-энергетическая
Близка к резервной.
Белок используется как субстрат (при распаде) для образования энергии.
При распаде 1 г белка выделяется
17,1 кДж энергии
Все белки (поступающие или с пищей, или внутриклеточные), которые распадаются до конечных продуктов (СО
2
,
Н
2
О, мочевина)
Механохимическая, или сократительная
Сокращение (механический процесс) с использованием химической энергии
Миозин - закрепленные нити в миофибриллах
Актин - движущиеся нити в миофибриллах
Электроосмотическая
Участие в образовании разницы электрических зарядов и градиента концентрации ионов на мембране
Na
+
, К
+
АТФаза - фермент, участвующий в создании разницы концентраций ионов
Na
+
и
К
+
и электрического заряда на клеточной мембране
54
Энерготрансформирующая
Трансформация электрической и осмотической энергии в химическую энергию (Аденозинтрифосфа́т)
АТФ-синтетаза
- осуществляет синтез АТФ за счет разности электрических потенциалов или градиента осмотической концентрации ионов на сопрягающей мембране
Когенетическая
Вспомогательная генетическая функция белков . Сами белки не являются генетическим
(наследственным) материалом, но помогают нуклеиновым кислотам реализовывать способность к самовоспроизведению и переносу информации
ДНК-полимераза
- фермент, участвующий в репликации ДНК
ДНК-зависимая
РНК- полимераза - фермент, участвующий в переносе информации от ДНК к
РНК
Генно-регуляторная
Способность некоторых белков участвовать в регуляции матричных функций нуклеиновых кислот и переноса генетической информации
Гистоны
- белки, участвующие в регуляции репликации и частично транскрипции участков
ДНК
Кислые белки - участвуют в регуляции процесса транскрипции отдельных участков ДНК
Иммунологичеcкая, или антитоксическая
Антитела участвуют в обезвреживании чужеродных антигенов микроорганизмов
(токсинов, выделяемых ими) путем образования комплекса антиген – антитело
Иммуноглобулины А, М,
G и др. - выполняют защитную функцию
Комплемент
- белок, способствующий образованию комплекса - антиген-антитело
Токсигенная
Некоторые белки и пептиды, выделяемые организмами
(в основном микроорганизмами), являются ядовитыми для других живых организмов
Ботулинический токсин - пептид, выделяемый палочкой ботулизма
Обезвреживающая
Благодаря функциональным группам белки связывают токсические соединения
(тяжелые металлы, алкалоиды), обезвреживая их
Альбумины - связывают тяжелые металлы, алкалоиды
Гемостатическая
Участвуют в образовании тромба и остановке кровотечения
Фибриноген
- белок сыворотки крови, полимеризуется в виде сетки, составляющей структурную основу тромба
55
2.
Обмен
кальция
и
фосфора
в
организме.
Роль
витамина
д
Паратгормон - гормон паращитовидной железы, действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижении концентрации фосфатов в плазме крови.
Органы мишени для ПТГ - кости и почки. В клетках почек и костной ткани локализованы специфические рецепторы, которые взаимодействуют с паратгормоном, в результате чего активируется аденилатциклаза. Внутри клетки возрастает концентрация цАМФ, действие которых стимулирует мобилизацию ионов кальция из внутренних запасов.
В костной ткани рецепторы ПТГ локализованы на остеобластах и остеоцитах. При действии паратгормона остеобласты начинают секретировать инсулиноподобный фактор роста 1 и цитокины. Эти вещества стимулируют метаболическую активность остеокластов, в результате чего происходит мобилизация кальция и фосфатов из кости во внеклеточную жидкость.
В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция и снижает выведение кальция с мочой, уменьшает реабсорбцию фосфатов.
Паратгормон индуцирует синтез кальцитриола (D3 предшественник), который усиливает всасывание кальция в кишечнике.
Т. о., паратгормон и витамин D
3
- синергисты в отношении мобилизации кальция из костей и повышения его концентрации в крови.
При недостатке витамина D у детей развивается рахит. Рахит обычно излечивается витамином D. Однако есть формы рахита, связанные с нарушением превращения витамина D
3
в организме в кальцитриол. В данном случае введение витамина D неэффективно.
Продолжительное поступление избыточного количества витамина D (в несколько раз больше нормы) приводит к деминерализации костей, к повышению концентрации кальция в крови. Параллельно интенсивно всасывается кальций из кишечника – это приводит к общей гиперкальциемии, отложению кальция в мягких тканях, образованию камней в мочевых путях.
Общий кальций в крови – это концентрация свободной (ионизированной) и связанной его форм. Только свободный кальций может быть использован организмом.
Часть кальция ежедневно уходит из организма, фильтруясь из крови почками и выделяясь с мочой. Для поддержания равенства между выделением и использованием этого минерала его должно поступать около 1 г в сутки.
При повышении концентрации кальция в крови уровень фосфата снижается, когда же содержание фосфата повышается – снижается доля кальция.
Механизмы фосфорно-кальциевого обмена:
паращитовидные железы при высоком содержании фосфата (при низком уровне кальция) выделяют паратгормон, разрушающий костную ткань, тем самым увеличивая концентрацию кальция,
при высоком уровне кальция в крови щитовидная железа вырабатывает кальцитонин, который вызывает перемещение кальция из крови в кости,
гормон паращитовидных желез активирует витамин D, увеличивая всасывание кальция в ЖКТ и обратное всасывание катиона в почках.
3. Конечные продукты азотистого обмена. Мочевина, содержание в крови, способы определения
Конечные продукты обмена белков:
C, H, O, N, S. – CO2, H2O, NH3, H2S.
Соли аммония выводятся с мочой:
В почках также происходит гидролиз глутамина под действием глутаминазы с образованием аммиака. Этот процесс является одним из механизмов регуляции кислотно щелочного равновесия в организме и сохранения важнейших катионов для поддержания осмотического давления. Глутаминаза почек значительно индуцируется при ацидозе, образующийся аммиак нейтрализует кислые продукты обмена и в виде аммонийных солей экскретируется с мочой.
56
Эта реакция защищает организм от излишней потери ионов Na+ и К+, которые также могут использоваться для выведения анионов и утрачиваться. При алкалозе количество глутаминазы в почках снижается.
В почках образуется и выводится около 0,5 г солей аммония в сутки.
В печени – синтез мочевины
Креатинин – один из конечных продуктов азотистого обмена в организме, он выводится с мочой. Суточное выделение креатинина у здорового человека пропорционально его мышечной массе. Креатинин не реабсорбируется в почечных канальцах, поэтому его суточная экскреция является показателем фильтрационной функции почек.
Содержание креатинина в крови снижается при заболеваниях мышц и увеличивается при нарушении функции почек. Выделение креатинина с мочой снижается в обоих случаях.
Мочевина – это один из конечных продуктов распада белков. Мочевина выделяется из организма через почки, вместе с мочой, поэтому содержание мочевины в крови и в моче позволяет судить о функции почек. Мочевина входит в группу веществ, относящихся к остаточному азоту крови. Остаточный азот крови – это вещества (продукты обмена белков), которые содержат азот, но не являются белками. К остаточному азоту относят также креатинин, креатин, аммиак, мочевую кислоту и др. Повышение уровня мочевины в крови обычно наблюдается при острых или хронических заболеваниях почек. Как правило, на фоне болезней почек, одновременно с повышением уровня мочевины в крови ее концентрация в моче снижается (из-за плохой работы почек мочевина накапливается в крови).
Обмен белков – это довольно сложный цикл превращений, в результате которого часть белков организма распадается, а другая часть переходит в новую форму. При распаде белков выделяется аммиак – токсичное
(ядовитое) для организма вещество. В печени из аммиака образуется мочевина
, которая затем выделяется через почки вместе с мочой. Мочевина является одним из основных компонентов остаточного азота крови. В зависимости от концентрации мочевины в крови, а также скорости ее выведения с мочой судят о выделительной функции почек.
Определение концентрации мочевины осуществляется с помощью биохимического анализа крови.
Для получения достоверных результатов анализа кровь для исследования рекомендуется сдавать в утренние часы, натощак (не менее чем через 8 часов после последнего приема пищи). Как правило, для биохимического анализа кровь берут из вены.
Нормальное содержание мочевины в крови для взрослых составляет от 2,5 до 6,4 ммоль/л.
Мочевина является важным показателем выделительной способности почек (способность почек выделять ненужные организму вещества с мочой).
Так как мочевина синтезируется в печени, снижение ее концентрации в крови указывает на некоторые заболевания печени
(например, цирроз).
Мочевина является продуктом распада белков, которые в организме человека содержатся преимущественно в мышцах.
При повышенном распаде белков в мышцах уровень мочевины в крови повышается.
Таким образом, по уровню мочевины в крови можно судить о состоянии почек, печени и мышечной системы.
4. ПВК и ацетил-КоА
Пируваты (соли пировиноградной кислоты) — являются конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты.
Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями — аэробным и анаэробным.
В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А, являющийся основным субстратом для цикла
Кребса.
Пируват также может быть превращён в оксалоацетат. Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды.
Если кислорода недостаточно, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты при помощи фермента лактатдегидрогеназы и NADP.
Пируват может быть превращён обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза, или в жирные кислоты или энергию через ацетил-КоА, в аминокислоту аланин, или в этанол. ацетил-КоА. Его главная функция — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. Ацетил-КоА образуется во время второго шага кислородного клеточного дыхания, декарбоксилирования пирувата, который происходит в матриксе митохондрии. Ацетил-КоА
57 затем поступает в цикл трикарбоновых кислот.
Ацетил-КоА — важный компонент биологического синтеза ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холинацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим
А.
ацетил-КоА — важное соединение в обмене веществ, используемое во многих биохимических реакциях. Его главная функция — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. По своей химической структуре ацетил-КоА — тиоэфир между коферментом
А (тиолом) и уксусной кислотой (носителем ацильной группы). Ацетил-КоА образуется во время второго шага кислородногоклеточного дыхания, декарбоксилирования пирувата, который происходит в матриксе митохондрии.
Ацетил-КоА затем поступает в цикл трикарбоновых кислот.
Ацетил-КоА — важный компонент биологического синтеза нейротрансмиттера ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холинацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим А.
Ф-И
Кислородное преобразование пирувата в ацетил-КоА называют реакцией дегидрогеназа пирувата. Она катализируется пируватдегидрогеназным комплексом. Другие преобразования между пируватом и ацетил-
КоА возможны. Например, пируват формиат лиазы преобразуют пируват в ацетил-КоА и муравьиную кислоту
У животных ацетил-КоА является основой баланса между углеводным обменом и жировым обменом.
Обычно ацетил-КоА из метаболизма жирных кислот поступает в цикл трикарбоновых кислот, содействуя энергетическому обеспечению клеток. В печени, когда уровень циркуляции жирных кислот высок, производство ацетил-КоА от разрыва жиров превышает энергетические потребности клетки. Чтобы использовать энергию, доступную из лишних ацетил-КоА, создаются кетоновые тела, которые затем могут циркулировать в крови. В некоторых обстоятельствах это может привести к высокому уровню кетоновых тел в крови, состоянию, называемому кетозом
, которое отличается от кетоацидоза
, опасного состояния, способного повлиять на диабетиков
. У растений синтез новых жирных кислот происходит в пластидах
Многие семена запасают большие количества масел в семенах, чтобы поддерживать прорастание и ранний рост саженцов, пока они не перешли на питание от фотосинтеза. Жирные кислоты включены в липиды мембраны, главнейший компонент большинства мембран.
Также:
Две молекулы ацетил-КоА могут быть соединены, чтобы создать ацетоацетил-КоА, что будет первым шагом в ГМГ-КоА/биосинтезе холестерина, предшествующем синтезу изопреноидов. У животных ГМГ-КоА — это жизненный предшественник синтеза холестерина и кетоновых тел.
Ацетил-КоА — также источник ацетил-группы, включённой в определённые лизиновые остатки гистоновых и негистоновых белков в посттрансляционной модификации ацетилирования, реакции, катализируемой ацетилтрансферазой.
У растений и животных цитозольный ацетил-КоА синтезируется АТФ цитратлиазой. Когда глюкоза изобилует в крови животных, она преобразуется посредством гликолиза в цитозоле в пируват, а затем в ацетил-КоА в митохондрии. Избыток ацетил-КоА вызывает производство избыточных цитратов, которые переносятся в цитозоль, чтобы дать начало цитозольному ацетил-КоА.
Ацетил-КоА может быть карбоксилирован в цитозоле в ацетил-КоА карбоксилазу, давая начало малонил-
КоА, необходимого для синтеза флавоноидов и родственных поликетидов, для удлинения жирных кислот
(образование восков), для образования кутикулы и масла в семенах у членов рода Капуста, а также для малонации протеинов и других фитохимических соединений.
У растений они включают в себя сесквитерпены
, брассиностероиды
(гормоны) и мембранные стиролы
Пировиноградная кислота — химическое соединение с формулой СН
3
СОСООН, органическая кетокислота
Пируваты (соли пировиноградной кислоты) — важные химические соединения в биохимии
. Они являются конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза
. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты. Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями — аэробным и анаэробным.
В условиях достаточного поступления кислорода пировиноградная кислота превращается в ацетил- кофермент А
, являющийся основным субстратом для серии реакций, известных как цикл Кребса
, или дыхательный цикл, цикл трикарбоновых кислот
Пируват также может быть превращён в анаплеротической реакции в оксалоацетат
Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды. Эти реакции названы по имени
Ханса
58
Адольфа
Кребса
, биохимика, получившего вместе с
Фрицем
Липманном
Нобелевскую премию по физиологии в
1953 году за исследования биохимических процессов клетки. Цикл Кребса называют также циклом лимонной кислоты
, поскольку лимонная кислота является одним из промежуточных продуктов цепи реакций цикла Кребса.
Если кислорода недостаточно, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты у животных и этанола
[1]
у растений
[2]
При анаэробном дыхании в клетках пируват, полученный при гликолизе, преобразуется в лактат при помощи ферменталактатдегидрогеназы и
NADP
в процессе лактатной ферментации, либо в ацетальдегид и затем в этанол в процессе алкогольной ферментации.
Пировиноградная кислота является «точкой пересечения» многих метаболических путей. Пируват может быть превращён обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза
, или в жирные кислоты или энергию через ацетил-
КоА
, в аминокислоту аланин
, или в этанол.
1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 38