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: 155
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
128 освободившийся из липопротеинов, кровью транспортируется в печень, где опять может использоваться для синтеза жиров.
1.1. Высшие жирные кислоты могут быть синтезированы в организме из метаболитов углеводного обмена.
Исходным соединением для этого биосинтеза является ацетил-КоА, образующийся в митохондриях из пирувата.
Место синтеза жирных кислот – цитоплазма клеток, где имеется мультиферментный комплекс синтетаза высших
жирных кислот.
1.2. Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 1). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент –цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза).
1.3. Начальной реакцией синтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-
КоА (рисунок 2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот.
Рисунок 2. .
Затем ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют с SH-группами ацилпереносящего белка (рисунок 3).
Рисунок 3.
Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта (рисунок 4).
129
Рисунок 4.
Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.
1.4. особенности биосинтеза жирных кислот по сравнению с β-окислением:
синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитоплазме клетки, а окисление – в митохондриях;
участие в процессе связывания СО2 с ацетил-КоА;
в синтезе жирных кислот принимает участие ацилпереносящий белок, а в окислении – коэнзим А; для биосинтеза жирных кислот необходимы окислительно-восстановительные коферменты НАДФН, а для β- окисления – НАД+ и ФАД
Ацетил-КоА играет важную роль в ауторегуляции цикла трикарбоновых кислот как мощный активатор пируваткарбоксилазы; поскольку ацетил-КоА является облигатным аллостерическим модификатором этого фермента, в отсутствие ацетил-КоА в тканях образуется лишь ничтожно малое количество оксалоацетата. Эта система контролей и балансировок обеспечивает регулирование биохимических превращений цикла так, чтобы не было ни избытка, ни недостатка промежуточных продуктов.
1.
Пентозофосфатный путь
Пентозофосфатный путь представляет собой прямое окисление глюкозы и протекает в цитоплазме клеток.
Наибольшая активность ферментов пентозофосфатного пути обнаружена в клетках печени, жировой ткани,
коры надпочечников, зрелых эритроцитах. Низкий уровень этого процесса выявлен в скелетных и сердечной
мышцах, мозге, легких.
Пентозофосфатный путь выполняет в организме две метаболические функции:
130
он является главным источником НАДФН для синтеза жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, микросомального окисления
он является главным источником пентоз для синтеза нуклеотидов, нуклеиновых кислот, коферментов (АТФ,
НАД, НАДФ, КоА-SН и др.).
В пентозофосфатном пути можно выделить две фазы - окислительную и неокислительную.
Исходным субстратом окислительной фазы является глюкозо-6-фосфат, который непосредственно подвергается дегидрированию с участием НАДФ-зависимой дегидрогеназы (рисунок 16.1, реакция 1). Продукт реакции гидролизуется (реакция 2), а образующийся 6-фосфоглюконат дегидрируется и декарбоксилируется (реакция 3).
Таким образом, происходит укорочение углеродной цепи моносахарида на один углеродный атом («апотомия»), и образуется рибулозо-5-фосфат.
Суммарное уравнение окислительного этапа:
Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP+ + Н2О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н+ + СО2.
Неокислительный этап (в классе мы не писали реакции этого этапа типо сложно поэтому тупо прочти то что
ниже)
Три молекулы пентозофосфатов в результате реакций неокислительной стадии превращаются в две молекулы фруктозо-6-фосфата и одну молекулу глицеральдегид-3-фосфата.
Полное окисление 1 молекулы глюкозы в пентозофосфатном пути сопровождается восстановлением 12 молекул
НАДФ.
Роль пентозофосфатного пути в анаболических процессах организма:
Частью анаболических процессов являются - восстановительные синтезы. В этих реакциях синтез вещества сопровождается потреблением восстановительных эквивалентов- НАДФН+Н+. Роль донора данной формы восстановительных эквивалентов выполняет пентозофосфатный путь.
Неокисл этап подробнее пентозофосфатного пути начинается с реакций изомеризации. В ходе этих реакций одна
часть рибулозо-5-фосфата изомеризуется в рибозо-5-фосфат, другая - в ксилулозо-5-фосфат ( реакции 4 и 5).
Следуюшая реакция протекает при участии фермента транскетолазы, коферментом которой является тиаминдифосфат (производное витамина B1). В этой реакции происходит перенос двухуглеродного фрагмента с ксилулозо-5-фосфата на рибозо-5-фосфат:
131
Образовавшиеся продукты взаимодействуют между собой в реакции, которая катализируется трансальдолазой и заключается а переносе остатка дигидроксиацетона на глицеральдегид-3-фосфат.
Продукт этой реакции эритрозо-
4-фосфат участвует во второй транскетолазной реакции вместе со следующей молекулой ксилулозо-5-фосфата:
Реакции окислительного пути протекают только в том случае, если восстановленный кофермент NADPH
возвращается в исходное окисленное состояние NADP+ при участии NADPH-зависимых дегидрогеназ (т.е.
при условии использования гидрированного NADPH в восстановительных процессах).
Роль пентозофосфатного пути в анаболических процессах организма:
В тканях, где интенсивно протекают данные реакции, активны и ферменты пентозофосфатного пути. К таким тканям относятся: надпочечники, печень, жировая ткань, лактирующая молочная железа. Особую функцию несет пентозофосфатный путь в эритроцитах, где водороды НАДФН+Н+ используется для защиты этих клеток от повреждающего действия активными формами кислорода (супероксидным анион-радикалом и пероксидом водорода).
2.
Соединительная ткань
В соединительной ткани различают: межклеточное вещество, клеточные элементы, волокнистые структуры
(коллагеновые волокна).
Межклеточное (основное) вещество - это сильно гидратированный гель, который образован высокомолекулярными соединениями, составляющими до 30 % массы межклеточного вещества. Оставшиеся 70 % - это вода.
Высокомолекулярные компоненты представлены белками и углеводами.
Коллаген — фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани организма (сухожилие, кость, хрящ) и обеспечивающий её прочность и эластичность. Молекула коллагена представляет собой правозакрученную спираль из трёх α-цепей. Один виток спирали α-цепи содержит три аминокислотных остатка.
Коллагеновые волокна образуются путём агрегации микрофибрилл.
Эластин - основной белок эластических волокон, которые в больших количествах содержатся в межклеточном веществе таких тканей, как кожа, стенки кровеносных сосудов, связки, лёгкие
В межклеточном веществе стенок кровеносных сосудов, тканей периодонта, корня языка, лёгких, кожи присутствуют эластиновые волокна. Эти ткани могут растягиваться в несколько раз по сравнению с исходной длиной, сохраняя при этом высокую прочность и возвращаться в первоначальное состояние после снятия нагрузки.
Эластин содержит глицин, аланин, валин, лейцин.
При цинге - заболевании, вызванном недостатком витамина С, нарушается гидроксилирование остатков пролина и лизина. В результате этого образуются менее прочные и стабильные коллагеновые волокна, что приводит к большой хрупкости и ломкости кровеносных сосудов с развитием цинги. Клиническая картина цинги характеризуется возникновением множественных точечных кровоизлияний под кожу и слизистые оболочки, кровоточивостью дёсен, выпадением зубов, анемией.
3.
Методы очистки белков: электрофорез, высаливание
132 1. Высаливание - метод осаждения нативного белка, основанный на различной растворимости белков при разной концентрации в растворе солей щелочных и щелочноземельных металлов. Для разделения белков используют сульфат аммония, при воздействии различных концентраций которого , происходит обратимое осаждение белков.
После его удаления белки вновь переходят в растворенное состояние, сохраняя при этом свои нативные свойства.
2.Хроматогрфические методы основаны на распределение веществ между двумя фазами, одна из которых подвижна, а другая
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.
3.Электрофорез
Метод основан на том, что при определенном значении pH и ионной силы раствора белки двигаются в электрическом поле со скоростью, пропорциональной заряду. Белки, имеющие суммарный отрицательный заряд, двигаются к аноду, а положительно к катоду.
Билет
39
1.Глюконеогенез, роль, ферменты, последовательность реакций, как связан с процессом трансаминирования
Глюконеогенез - синтез глюкозы из неуглеводных компонентов(аминокислот, пировиноградной и щавелевоуксусной кислот, глицерина) Биологическая роль глюконеогенеза - поддержание постоянства уровня глюкозы в крови в период голодания или интенсивной мышечной нагрузки. Протекает в порядке обратном гликолизу, в основном в печени, менее значительно в почках и кишечнике.
Субстраты глюконеогенеза: пируват, оксалоацетат, лактат, глицерол и аминокислоты.
1-я необратимая реакция глюконеогенеза:
Пируват превращается в фосфоенолпируват в результате двух последовательных реакций. Сначала пируват поступает в митохондрии, там превращается в оксалоацетат под действием пируваткарбоксилазы. Оксалоацетат восстанавливается малатдегидрогеназой в малат. Малат поступает в цитоплазму, там окисляется малатдегидрогеназой в оксалоацетат.
2-я необратимая реакция: в цитоплазме оксалоацетат под действием фосфоенолпируваткарбоксикиназы превращается в фосфоенолпируваткарбоксикиназы превращается в фосфоенолпируват, при этом затрачивается 1 молекула ГТФ
Дальше фосфоенол пируват под действием енолазы переходит в
2-фосфоглицерат.
2-фосфоглицерат под действием фосфоглицератмутазы переходит в
3-фосфоглицерат
3-фосфоглицерат под действием фосфоглицераткиназы переходит в
1,3-бисфосфоглицерат
1,3-бисфосфат под действием глицеральдегидфосфатдегидрогеназы переходит в глицералдьгид-3-фосфат (ГАФ)
ГАФ под действием триозофосфатизомеразы превращается в дигидрооксиацетонфосфат под действием альдолазы эти двое
(ГАФ и
ДАФ) превращаются в фруктозо-1,6-бисфосфат
3-я необратимая реакция глюконеогенеза дефосфорилирование фруктозо-1,6-бисфосфата под действием фруктозо-1,6-бисфосфатазы, получается фруктозо-6-
133 фосфат под действием фосфоглюкоизомеразы превращается в глюкозо-6-фосфат
4-я необратимая реакция глюконеогенеза дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата под действием фермента глюкозо-6-фосфатазы превращается в глюкозу, отщепляется фосфорная кислота
Для синтеза 1 молекулы глюкозы из 2 молекул пирувата необходимо 4АТФ и 2ГТФ(всего 6 атф)
2. Транспортная форма липидов. Липопротеины, классификация, состав, функции. Гетерогенность и атерогенность.
Транспортной формой липидов в организме являются липопротеины, которые представляют собой надмолекулярные комплексы липидов с белками. Они осуществляют перенос липидов пищевого (экзогенного) происхождения и синтезированных в печени, стенке тонкой кишки (эндогенного происхождения) в систему циркуляции и к местам утилизации или депонирования.
Все липопротеины содержат в себе одновременно ацилглицеролы, фосфолипиды и холестерин, но в разных соотношениях. Гидрофильный слой образован белками, которые называются апопротеинами. Они формируют структуру липопротеидов, служат векторами, обеспечивающими адресность доставки липопротеинов за счет взаимодействия с соответствующими рецепторами, выполняют ферментативную функцию, участвуют в обмене липидных компонентов липопротеинов. Различают структурные (APO A, B) и регуляторные (APO C, D, E) апопротеины. Липопротеины различаются между собой по размерам комплексов, по плотности, измеряемой методом ультрацентрифугирования и величине электрического заряда апопротеинов, что лежит в основе их разделения с помощью электрофореза.
Хиломикроны (ХМ) осуществляют транспорт экзогенных липидов из клеток кишечника. Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) обеспечивают транспорт синтезированных в печени эндогенных липидов, а липопротеины низкой плотности (ЛПНП) – транспорт в ткани холестерина. Липопротеины высокой плотности
(ЛПВП) удаляют из траканей избыток холестерина, других липидов, транспортируют их в печень.
В крови здорового человека, взятой натощак, содержится только ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП. ХМ отсутствуют. Они появляются только при нарушениях липидного обмена. В ряде патологических состояний в крови может обнаруживаться пятый класс – липопротеины промежуточной плотности (ЛППП). Они представляют собой промежуточные продукты превращения ЛПОНП в ЛПНП. ЛПВП и ЛПОНП синтезируются в печени, а ЛПНП – в плазме крови из ЛПОНП.
Гиперлипопротеинемия – повышение содержания определенных классов липопротеинов в плазме крови.
Все классы липопротеинов содержат холестерин. Максимально его количество в ЛПНП. ЛПНП и ЛПОНП, богатые ацилглицеролами, относятся к атерогенным. Увеличение их содержания расценивается как фактор риска развития атеросклероза.
ЛПВП – антиатерогенный класс. Они активно участвуют в выведении холестерина из клеток путем этерификации его, что облегчает доставку холестерина в печень, откуда он в составе желчи выводится в кишечник и удаляется из организма. Все другие липопротеины, наоборот, транспортируют холестерин в клетки.
3.
Ферменты трансаминирования, их роль в диагностике
1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 38
Трансаминирование – процесс переноса аминогруппы с любой аминокислоты на α – кетокислоту без промежуточного образования аммиака. В процессе трансаминирования принимают участие 3 кетокислоты: пировиноградная, щавелевоуксусная и 2-оксоглутаровая. Ферменты, принимающие участие в процессах трансаминирования, называются трансаминазами или аминотрансферазами. В результате трансаминирвания образуется α-кетоаналог исходной аминокислоты, а α-кетокислота превращается в соответствующую α- аминокислоту.
Известны 3 важные трансаминазы: аланинаминотрансфераза(АЛАТ), аспартатаминотрансфераза(АСАТ), и глутаматаминотрансфераза
(ГЛАТ)
Общий итог трансаминирования различных кислот в том, что всех их аминогруппы собираются в общий фон в виде одной аминокислоты
- глутаминовой.
Значение трансаминирования: унификация аминокислот, синтез заменимых аминокислот.
Активность АСАТ повышается при инфаркте миокарда, активность АЛАТ - при заболеваниях печени. Коэф де
Ритиса - отношение активности АСАТ к АЛАТ, в норме равен 1,33 4. Билирубин в крови
Билирубин - продукт распад гема, желчный пигмент
Билирубин свободный образуется в клетках ретикуло-эндотелиальной системы, транспортируется в гепатоциты.
Билирубин нерастворим в воде и растворим в жирах, токсичен, в крови присутствует в виде комплекса с альбумином, не проникает через почечный фильтр. Эта фракция билирубина в плазме крови называется непрямым
билирубином, так как взаимодействует с диазореактивом только после осаждения альбуминов.
Билирубин связанный образуется в гепатоцитах под действием фермента билирубин-глюкуронилтрансферазы, путём активного транспорта выводится в желчные канальцы. Он хорошо растворим в воде и не растворим в жирах, малотоксичен, в крови не связан с белками плазмы, может проникать через почечный фильтр. Эта фракция
134 билирубина в плазме крови называется прямым билирубином, так как непосредственно может взаимодействовать с диазореактивом.
Общее содержание билирубина в крови здорового человека составляет 8 – 20 мкмоль/л, из них 6 – 15 мкмоль/л приходится на непрямой билирубин, 2 – 5 мкмоль/л – на прямой билирубин. Увеличение общего билирубина в крови (более 27 мкмоль/л) приводит к окрашиванию кожи, слизистых оболочек, склеры глаз в жёлтый цвет
(желтуха). Определение содержания желчных пигментов в крови используют при выяснении происхождения желтух. Желтуха бывает надпечёночная (гемолитическая), печёночная (паренхиматозная), подпечёночная
(обтурационная или механическая).
Билет 40
1. . Терминальная фаза окисления- тканевое дыхание, ЦПЭ- цепь переноса электронов (дыхательная цепь).
Окисление органических веществ в клетках, сопровождающееся потреблением кислорода и синтезом воды, называют тканевым дыханием, а цепь переноса электронов (ЦПЭ) – дыхательной цепью.
Дыхательная цепь
Дыхательная цепь - часть процесса окислительного фосфорилирования. Ее компоненты катализируют перенос электронов от НАДН + Н
+
или восстановленного убихинона (QH
2
) на молекулярный кислород. Из-за большой разности окислительно-восстановительных потенциалов донора(НАДН + Н
+ и, соответственно, QH
2
) и акцептора (О
2
) реакция является высокоэкзергонической .
Большая часть выделяющейся при этом энергии используется для создания градиента протонов и, наконец, для образования АТФ с помощью АТФ-синтазы.
А. Компоненты дыхательной цепи
Три белковых комплекса (комплексы I, III и IV), встроенных во внутреннюю митохондриальную мембрану, и две подвижные молекулы-переносчики — убихинон (кофермент Q) ицитохром с. Сукцинатдегидрогеназа, принадлежащая к цитратному циклу, также может рассматриваться как комплекс II дыхательной цепи.
Комплексы построены из множества полипептидов и содержат ряд различных окислительно-восстановительных
коферментов, связанных с белками. К ним принадлежат флавин [ФМН (FMN) или ФАД (FAD), в комплексах I и II], железо-серные центры (в I, II и III) и группы гема (в II, III и IV). Детальная структура большинства комплексов еще не установлена.
Электроны поступают в
ДЦ различными путями.
При окислении НАДН
+
Н
+ комплекс
I переносит электроны через ФМН и Fe/S-центры на убихинон. Образующиеся при окислении сукцината, ацил-
КоА и других субстратов электроны переносятся на убихинон комплексом
II или другой митохондриальной дегидрогеназой через связанный с ферментом ФАДН
2
или флавопротеин,
При этом окисленная форма кофермента Q восстанавливается в ароматический убигидрохинон. Последний переносит электроны в комплекс III, который поставляет их через два гема b, один Fe/S-центр и гем с
1
на небольшой гемсодержащий белок цитохром с. Последний переносит электроны к комплексу IV, цитохром с- оксидазе. Цитохром с-оксидаза содержит для осуществления окислительно-восстановительных реакций два медьсодержащих центра (Cu
A
и Cu
B
) и гемы а и а
3
, через которые электроны, наконец, поступают ккислороду.
При восстановлении О
2
образуется сильный основной анион О
2-
, который связывает два протонаи переходит а воду. Поток электронов сопряжен с образованным комплексами I, III и IV протонным градиентом.
Б. Организация дыхательной цепи
Перенос протонов комплексами I, III и IV протекает векторно из матрикса в межмембранное пространство. При переносе электронов в дыхательной цепи
концентрация ионов H
+
, т. е.
значение рН. В интактных митохондриях только АТФ-синтаза позволяет осуществить обратное движение протонов в матрикс.
На этом основано важное в регуляторном отношении сопряжение электронного переноса с образованием АТФ
Все комплексы с I по V интегрированы во внутренней мембране митохондрий, но обычно они не контактируют друг с другом, так как электроны переносятся убихиноном и цитохромом с. Убихинон благодаря неполярной боковой цепи свободно перемещается в мембране. Водорастворимый цитохром с находится на внешней стороне внутренней мембраны.
Окисление НАДН (NADH) комплексом I происходит на внутренней стороне мембраны, а также в матриксе, где происходит также цитратный цикл и β-окисление — самые важные источники НАДН. В матриксе протекают еще восстановление O
2
и образование АТФ (ATP). Полученный АТФ переносится по механизму антипорта
(против АДФ) в межмембранное пространство, откуда через порины проникает в цитоплазму.
В ДЦ электроны переносятся от НАДН или убихинона (QH
2
) на О
2
. Выделяющаяся энергия используется для создания протонного градиента на внутренней митохондриальной мембране . Синтез АТФ сопряжен с обратным потоком протонов из межмембранного пространства в матрикс.
135
IV этап БО Тканевое дыхание представляет собой полиферментную цепь. Переноса электронов и протонов от субстрата - донора водорода к кислороду, заключительному акцептору восстановленных эквивалентов. Эта цепь переносчиков называется дыхательной цепью. Она встроена поперёк внутренней мембраны митохондрий и состоит из следующих переносчиков протонов и электронов: флавопротеида, содержащего в качестве кофермента ФМН, кофермента Q (или убихиона), двухжелезосерных белков, содержащих негеминовое железо, и цитохромов b,c
1
, c, a+a
3
НАДН
2
служит субстратом НАДН
2
- дегидрогеназа (флавопротеида). В результате его окисления первым акцептором водорода служит ФМН. В случае, если субстратам окисления служит не НАДН
2
, а ФАДН
2
, образуемый в частности, при b- окислении высших жирных кислот и окислении сукцината в цикле трикарбоновых кислот, то водород в составе ФАДН
2
подключается на том участке дыхательной цепи, где находится КоQ. Участок дыхательной цепи от НАДН
2
до КоQ представлен переносчиками и протонов, и электронов. Начиная с цитохромов b и до кислорода потоки протонов водорода и электронов разделаются, так как этот участок дыхательной цепи содержит только переносчики электронов.
2. 1.1. Высшие жирные кислоты могут быть синтезированы в организме из метаболитов углеводного обмена.
Исходным соединение - ацетил-КоА, образующийся в митохондриях из пирувата – продукта гликолитического распада глюкозы. Место синтеза ЖК – цитоплазма клеток, где имеется мультиферментный комплекс синтетаза
высших жирных кислот. Этот комплекс состоит из шести ферментов, связанных с ацилпереносящим белком, который содержит две свободные SH-группы (АПБ-SH). Синтез происходит путём полимеризации двууглеродных фрагментов, конечным продуктом его является пальмитиновая кислота – насыщенная жирная кислота, содержащая
16 атомов углерода. Обязательными компонентами, участвующими в синтезе, являются НАДФН (кофермент, образующийся в реакциях пентозофосфатного пути окисления углеводов) и АТФ.
1.2. Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 1). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент –цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза).
1.3. Начальной реакцией синтеза ЖК является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА
(рисунок 2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот. (ЕСЛИ ВРЕМЕНИ НЕТ ДИКТОВАТЬ БЕЗ ФОРМУЛ)
Рисунок 2. Реакция карбоксилирования ацетил-КоА.
Затем ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют с SH-группами ацилпереносящего белка (рисунок 3).
136
Рисунок 3. Взаимодействие ацетил-КоА и малонил-КоА с ацилпереносящим белком.
Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта (рисунок 4).
Рисунок 4. Реакции одного цикла биосинтеза жирных кислот.
Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.
3. Изоферменты — ферменты, в которых различия генетически детерминированы
Классификация изоферментов: а) по органной локализации — ферменты гликолиза в мышцах и печени; б) по внутриклеточной локализации — малатдегидрогеназа митохондриальная и цитоплазматическая; в) изоферменты, образующиеся в результате мутаций структурных генов; г) гибридные формы, образующиеся путем нековалентного связывания нескольких одинаковых или разных полипептидных цепей. Так, ЛДГ состоит из 4-х цепей 2-х видов — H и M. Из них возможно образование пяти изоферментов — Н
4
, Н
3
М, Н
2
М
2
, М
3
Н и М
4
Н
4
и Н
3
М преобладают в миокарде, а М
4
— в скелетной мускулатуре и печени.
Изоферменты выполняют одинаковую функцию, т.к. катализируют одну и ту же реакцию. Но по ряду свойств могут различаться, например, по максимальной активности, по термостабильности и т.д. Основа особенностей изоферментов - генетически обусловленные различия их первичной структуры. Формы ферментов, образующиеся в
137 результате модификации их молекул уже после синтеза, не называют изоферментами, например, не являются изоферментами фосфорилированная и дефосфорилированная формы тканевой липазы.
Если ферменты имеют олигомерную структуру и построены из неидентичных протомеров, то изоферменты могут получаться в результате различных комбинаций протомеров. Например, ЛДГ представляет собой тетрамер, в котором могут быть представлены протомеры двух типов – Н (heart – сердечный) – обнаруживается преимущественно в сердце, и М (muscle – мышечный) – обнаруживается преимущественно в мышцах и печени.
Различные комбинации этих протомеров образуют 5 изоферментов ЛДГ: Н
4
(ЛДГ
1
), Н
3
М (ЛДГ
2
), Н
2
М
2
(ЛДГ
3
),
НМ
3
(ЛДГ
4
), М
4
(ЛДГ
5
). У больных с Иифарктом миокарда сывороточный уровень Н-содержащих изоферментов, особенно Н
4
, возрастает. Повышение Н
4
, так что отношение Н
4
/Н
3
М становится больше 1 подтверждает диагноз:
“ИМ”.
4. Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерина и секретируются в 12-перстную кишку вместе с желчью. Есть свободные желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая и хенодезоксихолевая) и конъюгированные или парные (гликохолевая).
Роль в переваривании липидов:
-Эмульгирование липидов
-Активирование пролипазы
-Всасывание продуктов гидролиза липидов
Их поверхностно-активные свойства обеспечивают образование устойчивой эмульсии. Мыла, образуемые из высших ЖК в щелочной среде бикарбонатов, поступающих из поджелудочной железы, являются эмульгаторами жиров.
Липаза панкреатического сока (оптимум рН 8-9), поступает в виде неактивной пролипазы и активируется желчными кислотами, расщепляет триацилглицеролы до глицерина, моноглицеринов и свободных ЖК.
В моче определяется два типа желчный пигментов: билирубин и уробилиноиды. Желчные пигменты образуются в печени при физиологическом распаде гемоглобина. Далее из печени пигменты попадают в желчный пузырь, затем в кишечник. Из кишечника часть пигмента выделяется с калом, а часть всасывается в кровь. С током крови попадает в почки, из которых выводится вместе с мочой. Пигменты окрашивают мочу и кал в темный цвет.
Билирубин присутствует в моче в небольшом количестве, его увеличение свидетельствует о заболеваниях печени (гепатите) или застойных явлениях, например при желчекаменной болезни. В таких случаях, билирубин не может «выйти» из печени в кишечник, сразу всасывается в кровоток и попадает в мочу через почки.
При гепатитах (из-за нарушения функции печени) уробилиноиды не перерабатываются и их количество в крови возрастает. Следовательно, и увеличивается их количество в моче. Повышение уробилиноидов в моче возникает на несколько дней раньше, чем билирубина, что помогает предположить гепатит на ранних стадиях еще до появления желтухи.
Во время разгара желтухи функция печени нарушается настолько, что пигменты не поступают в кровь, и в моче практически не обнаруживаются. Когда они снова появляются – то это является свидетельством о выздоровлении
Билет 41
1. Вода эндогенная и экзогенная
Потребление экзогенной воды регулируется чувством жажды, возникающим вследствие повышения осмотического давления плазмы крови и лимфы при усиленном выведении воды из организма, либо при ограничении поступления ее с пищей, а также при избыточном потреблении минеральных солей. Эндогенная вода образуется внутри организма при окислении биологических молекул. При окислении различных веществ синтезируется разное количество эндогенной воды: при окислении 100 г жира образуется 107 г воды; 100 г белка - 41 г; 100 г углеводов - 55 г. Образование эндогенной воды увеличивается во время мышечной работы, а также при охлаждении организма.Перераспределение воды внутри организма происходит постоянно.
Изменение распределения воды между плазмой крови, лимфой, меж- и внутриклеточными жидкостями происходит при интенсивной мышечной работе, требующей большого количества энергии в виде АТФ.
Биологическое значение воды
Вода
– это универсальный растворитель.
Вода
– участница химических реакций.
Вода
– это терморегуляция.
Вода
– это уникальный транспорт.
138
Вода
– это упругость клеток и организмов.
Как наполнитель. Человек очень быстро ощущает нарушение водного баланса. Если количество воды в человеческом организме уменьшится на 1-2% (0,5-1л) против нормы, человек испытывает жажду; при уменьшении на 5-8% (2-3 л) его кожа сморщивается, во рту пересыхает, сознание затемняется, могут появиться галлюцинации; потеря 10% влаги (5 л) вызывает расстройство психического аппарата, нарушение глотательного рефлекса; при потере
14-15%
(7-8 л) человек умирает.
Общий объём обмениваемой жидкости для взрослого человека равен 2-2,5 литра в сутки. Для взрослого человека характерен водный баланс, т.е. поступление жидкости равно её выведению. Вода поступает в организм в виде жидких напитков, в составе твёрдых продуктов. 500 мл составляет эндогенная вода, образующаяся в результате окислительных процессов в тканях,
Выделение воды из организма происходит с мочой, потом, выдыхаемым воздухом, калом. Потери воды с потом и выдыхаемым воздухом значительно увеличиваются при длительной мышечной работе. На состояние организма пагубно влияет как недостаток, так и избыток воды. При излишке воды увеличивается нагрузка на сердце и почки, происходит вымывание из организма необходимых органических и минеральных веществ.
При недостатке воды повышается вязкость крови, что затрудняет работу сердца, может задерживаться выведение продуктов обмена, высокая концентрация которых приводит к нарушению метаболизма.
Почки - орган, на уровне которого происходит гормональная регуляция водного обмена. С одной стороны, диуретический гормон, выделяемый передней долей гипофиза, способствует усиленному выведению воды из организма с мочой, с другой - антидиуретический гормон, образуемый задней долей гипофиза, повышает всасывание воды в почечных канальцах, сокращая тем самым диурез.Регуляция водно-солевого обмена.
Регуляция обмена воды и солей осуществляется при участии центральной нервной системы, вегетативной нервной системы и эндокринной системы.В центральной нервной системе при уменьшении количества жидкости в организме формируется чувство жажды. Возбуждение питьевого центра, находящегося в гипоталамусе, приводит к потреблению воды и восстановлению её количества в организме.Вегетативная нервная система участвует в регуляции водного обмена путём регуляции процесса потоотделения.К гормонам, участвующим в регуляции водно–солевого обмена, относятся антидиуретический гормон, минералокортикоиды, натрийуретический гормон.Антидиуретический гормон синтезируется в гипоталамусе, перемещается в заднюю долю гипофиза, откуда выделяется в кровь. Данный гормон задерживает воду в организме путём усиления обратной реабсорбции воды в почках, за счёт активации синтеза в них белка аквапорина.Альдостерон способствует задержке натрия в организме и потере ионов калия через почки.
Считается, что данный гормон способствует синтезу белков натриевых каналов, определяющих обратную реабсорбцию натрия. Он также активирует цикл Кребса и синтез АТФ, необходимого для процессов реабсорбции натрия. Альдостерон активирует синтез белков - транспортёров калия, что сопровождается повышенным выведением калия из организма.
2. гормональная регуляция мышечных сокращений
Гормональная регуляция мышечных сокращенийНепосредственно мышечное сокращение происходит за счет энергии АТФ, однако запасы АТФ в миоцитах невелик и и расходуютсяв течение 1–2 секунд, в это время включаются резервные источники АТФ: креатинкиназная и аденилаткиназная реакции, использующие креатинфосфат и АДФ. Непосредственный источник энергии — АТФ1. АТФ+Н2О=АДФ+Ф+энергия (под действием АТФаза миозина)2. Резервные формы энергии: креатинфосфат и АДФа) креатинфосфат+АДФ
=АТФ+креатин
(под действием
Креатинкиназа)б)
АДФ+АДФ=АТФ+АМФ
( под действием
(Аденилаткиназа)Регуляция сокращения мышц1. Мышечное сокращение начинается с нервного импульса. Под воздействием ацетилхолина развивается возбуждение клеточной мембраны и резко повышается ее проницаемость для Са2+ 2. Са2+ поступает в цитоплазму мышечной клетки (саркоплазму) из депо-цистерн цитоплазматического ретикулума. Концентрация Са2+в саркоплазме мгновенно увеличивается в 100 раз.3. Кальций связывается с ТнС.
Это приводит к конформационным изменениям молекулы тропонина, в результате устраняется пространственное препятствие в виде ТнI, в результате конформационныхизменений ТнТ молекула тропомиозина оттягивается в сторону и открывает на поверхности актина миозинсвязывающие центры.
3. Кетонурия
Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА, а затем с током крови доставляются к клеткам тканей, где окисляются с освобождением энергии. Содержание кетоновых тел колеблется в крови в пределах 100-600 мкмоль/л.
В моче в норме не обнаруживаются. Процесс образования кетовых тел (кетогенез) усиливается при недостатке в организме углеводов, когда главным источником энергии являются тканевые резервы жиров. Кетонемия – повышение содержания кетоновых тел в крови, кетонурия – появление их в моче, характерны для голодания, сахарного диабета. Кетоновые тела обеспечивают энергией все ткани организма кроме печени, а для головного мозга
(в отсутствии глюкозы) являются важным источником энергии.
139
При высокой концентрации ацетоацетата часть его неферментативно декарбоксилируется, превращаясь в ацетон.
Ацетон не утилизируется тканями, но выделяется с выдыхаемым воздухом и мочой. Таким путём организм удаляет избыточное количество кетоновых тел, которые не успевают окисляться, но, являясь водорастворимыми кислотами, вызывают ацидоз.
Длительная чрезмерная продукция кетоновых тел (кетоз) приводит к развитию метаболического ацидоза, сдвигу рН, нарушению нормального течения всех видов обмена веществ.
Проба
Легаля на ацетон.
-Внести 5 капель исследуемого раствора+5 капель NaOH + 5 капель нитропруссида натрия – появляется оранжевое окрашивание.
-Добавить 3 капли ледяной уксусной кислоты – наблюдается появление вишнево-красного окрашивания.
2.
Проба
Либена на ацетон
-Прибавить к
1 мл мочи
0,5-1 мл
NaOH и
5-6 капель раствора йода в
KI
-Перемешать. В присутствии ацетона появляется желтоватый осадок, имеющий характерный запах йодоформа.
1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 ... 38
134 билирубина в плазме крови называется прямым билирубином, так как непосредственно может взаимодействовать с диазореактивом.
Общее содержание билирубина в крови здорового человека составляет 8 – 20 мкмоль/л, из них 6 – 15 мкмоль/л приходится на непрямой билирубин, 2 – 5 мкмоль/л – на прямой билирубин. Увеличение общего билирубина в крови (более 27 мкмоль/л) приводит к окрашиванию кожи, слизистых оболочек, склеры глаз в жёлтый цвет
(желтуха). Определение содержания желчных пигментов в крови используют при выяснении происхождения желтух. Желтуха бывает надпечёночная (гемолитическая), печёночная (паренхиматозная), подпечёночная
(обтурационная или механическая).
Билет 40
1. . Терминальная фаза окисления- тканевое дыхание, ЦПЭ- цепь переноса электронов (дыхательная цепь).
Окисление органических веществ в клетках, сопровождающееся потреблением кислорода и синтезом воды, называют тканевым дыханием, а цепь переноса электронов (ЦПЭ) – дыхательной цепью.
Дыхательная цепь
Дыхательная цепь - часть процесса окислительного фосфорилирования. Ее компоненты катализируют перенос электронов от НАДН + Н
+
или восстановленного убихинона (QH
2
) на молекулярный кислород. Из-за большой разности окислительно-восстановительных потенциалов донора(НАДН + Н
+ и, соответственно, QH
2
) и акцептора (О
2
) реакция является высокоэкзергонической .
Большая часть выделяющейся при этом энергии используется для создания градиента протонов и, наконец, для образования АТФ с помощью АТФ-синтазы.
А. Компоненты дыхательной цепи
Три белковых комплекса (комплексы I, III и IV), встроенных во внутреннюю митохондриальную мембрану, и две подвижные молекулы-переносчики — убихинон (кофермент Q) ицитохром с. Сукцинатдегидрогеназа, принадлежащая к цитратному циклу, также может рассматриваться как комплекс II дыхательной цепи.
Комплексы построены из множества полипептидов и содержат ряд различных окислительно-восстановительных
коферментов, связанных с белками. К ним принадлежат флавин [ФМН (FMN) или ФАД (FAD), в комплексах I и II], железо-серные центры (в I, II и III) и группы гема (в II, III и IV). Детальная структура большинства комплексов еще не установлена.
Электроны поступают в
ДЦ различными путями.
При окислении НАДН
+
Н
+ комплекс
I переносит электроны через ФМН и Fe/S-центры на убихинон. Образующиеся при окислении сукцината, ацил-
КоА и других субстратов электроны переносятся на убихинон комплексом
II или другой митохондриальной дегидрогеназой через связанный с ферментом ФАДН
2
или флавопротеин,
При этом окисленная форма кофермента Q восстанавливается в ароматический убигидрохинон. Последний переносит электроны в комплекс III, который поставляет их через два гема b, один Fe/S-центр и гем с
1
на небольшой гемсодержащий белок цитохром с. Последний переносит электроны к комплексу IV, цитохром с- оксидазе. Цитохром с-оксидаза содержит для осуществления окислительно-восстановительных реакций два медьсодержащих центра (Cu
A
и Cu
B
) и гемы а и а
3
, через которые электроны, наконец, поступают ккислороду.
При восстановлении О
2
образуется сильный основной анион О
2-
, который связывает два протонаи переходит а воду. Поток электронов сопряжен с образованным комплексами I, III и IV протонным градиентом.
Б. Организация дыхательной цепи
Перенос протонов комплексами I, III и IV протекает векторно из матрикса в межмембранное пространство. При переносе электронов в дыхательной цепи
концентрация ионов H
+
, т. е.
значение рН. В интактных митохондриях только АТФ-синтаза позволяет осуществить обратное движение протонов в матрикс.
На этом основано важное в регуляторном отношении сопряжение электронного переноса с образованием АТФ
Все комплексы с I по V интегрированы во внутренней мембране митохондрий, но обычно они не контактируют друг с другом, так как электроны переносятся убихиноном и цитохромом с. Убихинон благодаря неполярной боковой цепи свободно перемещается в мембране. Водорастворимый цитохром с находится на внешней стороне внутренней мембраны.
Окисление НАДН (NADH) комплексом I происходит на внутренней стороне мембраны, а также в матриксе, где происходит также цитратный цикл и β-окисление — самые важные источники НАДН. В матриксе протекают еще восстановление O
2
и образование АТФ (ATP). Полученный АТФ переносится по механизму антипорта
(против АДФ) в межмембранное пространство, откуда через порины проникает в цитоплазму.
В ДЦ электроны переносятся от НАДН или убихинона (QH
2
) на О
2
. Выделяющаяся энергия используется для создания протонного градиента на внутренней митохондриальной мембране . Синтез АТФ сопряжен с обратным потоком протонов из межмембранного пространства в матрикс.
135
IV этап БО Тканевое дыхание представляет собой полиферментную цепь. Переноса электронов и протонов от субстрата - донора водорода к кислороду, заключительному акцептору восстановленных эквивалентов. Эта цепь переносчиков называется дыхательной цепью. Она встроена поперёк внутренней мембраны митохондрий и состоит из следующих переносчиков протонов и электронов: флавопротеида, содержащего в качестве кофермента ФМН, кофермента Q (или убихиона), двухжелезосерных белков, содержащих негеминовое железо, и цитохромов b,c
1
, c, a+a
3
НАДН
2
служит субстратом НАДН
2
- дегидрогеназа (флавопротеида). В результате его окисления первым акцептором водорода служит ФМН. В случае, если субстратам окисления служит не НАДН
2
, а ФАДН
2
, образуемый в частности, при b- окислении высших жирных кислот и окислении сукцината в цикле трикарбоновых кислот, то водород в составе ФАДН
2
подключается на том участке дыхательной цепи, где находится КоQ. Участок дыхательной цепи от НАДН
2
до КоQ представлен переносчиками и протонов, и электронов. Начиная с цитохромов b и до кислорода потоки протонов водорода и электронов разделаются, так как этот участок дыхательной цепи содержит только переносчики электронов.
2. 1.1. Высшие жирные кислоты могут быть синтезированы в организме из метаболитов углеводного обмена.
Исходным соединение - ацетил-КоА, образующийся в митохондриях из пирувата – продукта гликолитического распада глюкозы. Место синтеза ЖК – цитоплазма клеток, где имеется мультиферментный комплекс синтетаза
высших жирных кислот. Этот комплекс состоит из шести ферментов, связанных с ацилпереносящим белком, который содержит две свободные SH-группы (АПБ-SH). Синтез происходит путём полимеризации двууглеродных фрагментов, конечным продуктом его является пальмитиновая кислота – насыщенная жирная кислота, содержащая
16 атомов углерода. Обязательными компонентами, участвующими в синтезе, являются НАДФН (кофермент, образующийся в реакциях пентозофосфатного пути окисления углеводов) и АТФ.
1.2. Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 1). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент –цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза).
1.3. Начальной реакцией синтеза ЖК является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА
(рисунок 2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот. (ЕСЛИ ВРЕМЕНИ НЕТ ДИКТОВАТЬ БЕЗ ФОРМУЛ)
Рисунок 2. Реакция карбоксилирования ацетил-КоА.
Затем ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют с SH-группами ацилпереносящего белка (рисунок 3).
136
Рисунок 3. Взаимодействие ацетил-КоА и малонил-КоА с ацилпереносящим белком.
Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта (рисунок 4).
Рисунок 4. Реакции одного цикла биосинтеза жирных кислот.
Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.
3. Изоферменты — ферменты, в которых различия генетически детерминированы
Классификация изоферментов: а) по органной локализации — ферменты гликолиза в мышцах и печени; б) по внутриклеточной локализации — малатдегидрогеназа митохондриальная и цитоплазматическая; в) изоферменты, образующиеся в результате мутаций структурных генов; г) гибридные формы, образующиеся путем нековалентного связывания нескольких одинаковых или разных полипептидных цепей. Так, ЛДГ состоит из 4-х цепей 2-х видов — H и M. Из них возможно образование пяти изоферментов — Н
4
, Н
3
М, Н
2
М
2
, М
3
Н и М
4
Н
4
и Н
3
М преобладают в миокарде, а М
4
— в скелетной мускулатуре и печени.
Изоферменты выполняют одинаковую функцию, т.к. катализируют одну и ту же реакцию. Но по ряду свойств могут различаться, например, по максимальной активности, по термостабильности и т.д. Основа особенностей изоферментов - генетически обусловленные различия их первичной структуры. Формы ферментов, образующиеся в
137 результате модификации их молекул уже после синтеза, не называют изоферментами, например, не являются изоферментами фосфорилированная и дефосфорилированная формы тканевой липазы.
Если ферменты имеют олигомерную структуру и построены из неидентичных протомеров, то изоферменты могут получаться в результате различных комбинаций протомеров. Например, ЛДГ представляет собой тетрамер, в котором могут быть представлены протомеры двух типов – Н (heart – сердечный) – обнаруживается преимущественно в сердце, и М (muscle – мышечный) – обнаруживается преимущественно в мышцах и печени.
Различные комбинации этих протомеров образуют 5 изоферментов ЛДГ: Н
4
(ЛДГ
1
), Н
3
М (ЛДГ
2
), Н
2
М
2
(ЛДГ
3
),
НМ
3
(ЛДГ
4
), М
4
(ЛДГ
5
). У больных с Иифарктом миокарда сывороточный уровень Н-содержащих изоферментов, особенно Н
4
, возрастает. Повышение Н
4
, так что отношение Н
4
/Н
3
М становится больше 1 подтверждает диагноз:
“ИМ”.
4. Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерина и секретируются в 12-перстную кишку вместе с желчью. Есть свободные желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая и хенодезоксихолевая) и конъюгированные или парные (гликохолевая).
Роль в переваривании липидов:
-Эмульгирование липидов
-Активирование пролипазы
-Всасывание продуктов гидролиза липидов
Их поверхностно-активные свойства обеспечивают образование устойчивой эмульсии. Мыла, образуемые из высших ЖК в щелочной среде бикарбонатов, поступающих из поджелудочной железы, являются эмульгаторами жиров.
Липаза панкреатического сока (оптимум рН 8-9), поступает в виде неактивной пролипазы и активируется желчными кислотами, расщепляет триацилглицеролы до глицерина, моноглицеринов и свободных ЖК.
В моче определяется два типа желчный пигментов: билирубин и уробилиноиды. Желчные пигменты образуются в печени при физиологическом распаде гемоглобина. Далее из печени пигменты попадают в желчный пузырь, затем в кишечник. Из кишечника часть пигмента выделяется с калом, а часть всасывается в кровь. С током крови попадает в почки, из которых выводится вместе с мочой. Пигменты окрашивают мочу и кал в темный цвет.
Билирубин присутствует в моче в небольшом количестве, его увеличение свидетельствует о заболеваниях печени (гепатите) или застойных явлениях, например при желчекаменной болезни. В таких случаях, билирубин не может «выйти» из печени в кишечник, сразу всасывается в кровоток и попадает в мочу через почки.
При гепатитах (из-за нарушения функции печени) уробилиноиды не перерабатываются и их количество в крови возрастает. Следовательно, и увеличивается их количество в моче. Повышение уробилиноидов в моче возникает на несколько дней раньше, чем билирубина, что помогает предположить гепатит на ранних стадиях еще до появления желтухи.
Во время разгара желтухи функция печени нарушается настолько, что пигменты не поступают в кровь, и в моче практически не обнаруживаются. Когда они снова появляются – то это является свидетельством о выздоровлении
Билет 41
1. Вода эндогенная и экзогенная
Потребление экзогенной воды регулируется чувством жажды, возникающим вследствие повышения осмотического давления плазмы крови и лимфы при усиленном выведении воды из организма, либо при ограничении поступления ее с пищей, а также при избыточном потреблении минеральных солей. Эндогенная вода образуется внутри организма при окислении биологических молекул. При окислении различных веществ синтезируется разное количество эндогенной воды: при окислении 100 г жира образуется 107 г воды; 100 г белка - 41 г; 100 г углеводов - 55 г. Образование эндогенной воды увеличивается во время мышечной работы, а также при охлаждении организма.Перераспределение воды внутри организма происходит постоянно.
Изменение распределения воды между плазмой крови, лимфой, меж- и внутриклеточными жидкостями происходит при интенсивной мышечной работе, требующей большого количества энергии в виде АТФ.
Биологическое значение воды
Вода
– это универсальный растворитель.
Вода
– участница химических реакций.
Вода
– это терморегуляция.
Вода
– это уникальный транспорт.
138
Вода
– это упругость клеток и организмов.
Как наполнитель. Человек очень быстро ощущает нарушение водного баланса. Если количество воды в человеческом организме уменьшится на 1-2% (0,5-1л) против нормы, человек испытывает жажду; при уменьшении на 5-8% (2-3 л) его кожа сморщивается, во рту пересыхает, сознание затемняется, могут появиться галлюцинации; потеря 10% влаги (5 л) вызывает расстройство психического аппарата, нарушение глотательного рефлекса; при потере
14-15%
(7-8 л) человек умирает.
Общий объём обмениваемой жидкости для взрослого человека равен 2-2,5 литра в сутки. Для взрослого человека характерен водный баланс, т.е. поступление жидкости равно её выведению. Вода поступает в организм в виде жидких напитков, в составе твёрдых продуктов. 500 мл составляет эндогенная вода, образующаяся в результате окислительных процессов в тканях,
Выделение воды из организма происходит с мочой, потом, выдыхаемым воздухом, калом. Потери воды с потом и выдыхаемым воздухом значительно увеличиваются при длительной мышечной работе. На состояние организма пагубно влияет как недостаток, так и избыток воды. При излишке воды увеличивается нагрузка на сердце и почки, происходит вымывание из организма необходимых органических и минеральных веществ.
При недостатке воды повышается вязкость крови, что затрудняет работу сердца, может задерживаться выведение продуктов обмена, высокая концентрация которых приводит к нарушению метаболизма.
Почки - орган, на уровне которого происходит гормональная регуляция водного обмена. С одной стороны, диуретический гормон, выделяемый передней долей гипофиза, способствует усиленному выведению воды из организма с мочой, с другой - антидиуретический гормон, образуемый задней долей гипофиза, повышает всасывание воды в почечных канальцах, сокращая тем самым диурез.Регуляция водно-солевого обмена.
Регуляция обмена воды и солей осуществляется при участии центральной нервной системы, вегетативной нервной системы и эндокринной системы.В центральной нервной системе при уменьшении количества жидкости в организме формируется чувство жажды. Возбуждение питьевого центра, находящегося в гипоталамусе, приводит к потреблению воды и восстановлению её количества в организме.Вегетативная нервная система участвует в регуляции водного обмена путём регуляции процесса потоотделения.К гормонам, участвующим в регуляции водно–солевого обмена, относятся антидиуретический гормон, минералокортикоиды, натрийуретический гормон.Антидиуретический гормон синтезируется в гипоталамусе, перемещается в заднюю долю гипофиза, откуда выделяется в кровь. Данный гормон задерживает воду в организме путём усиления обратной реабсорбции воды в почках, за счёт активации синтеза в них белка аквапорина.Альдостерон способствует задержке натрия в организме и потере ионов калия через почки.
Считается, что данный гормон способствует синтезу белков натриевых каналов, определяющих обратную реабсорбцию натрия. Он также активирует цикл Кребса и синтез АТФ, необходимого для процессов реабсорбции натрия. Альдостерон активирует синтез белков - транспортёров калия, что сопровождается повышенным выведением калия из организма.
2. гормональная регуляция мышечных сокращений
Гормональная регуляция мышечных сокращенийНепосредственно мышечное сокращение происходит за счет энергии АТФ, однако запасы АТФ в миоцитах невелик и и расходуютсяв течение 1–2 секунд, в это время включаются резервные источники АТФ: креатинкиназная и аденилаткиназная реакции, использующие креатинфосфат и АДФ. Непосредственный источник энергии — АТФ1. АТФ+Н2О=АДФ+Ф+энергия (под действием АТФаза миозина)2. Резервные формы энергии: креатинфосфат и АДФа) креатинфосфат+АДФ
=АТФ+креатин
(под действием
Креатинкиназа)б)
АДФ+АДФ=АТФ+АМФ
( под действием
(Аденилаткиназа)Регуляция сокращения мышц1. Мышечное сокращение начинается с нервного импульса. Под воздействием ацетилхолина развивается возбуждение клеточной мембраны и резко повышается ее проницаемость для Са2+ 2. Са2+ поступает в цитоплазму мышечной клетки (саркоплазму) из депо-цистерн цитоплазматического ретикулума. Концентрация Са2+в саркоплазме мгновенно увеличивается в 100 раз.3. Кальций связывается с ТнС.
Это приводит к конформационным изменениям молекулы тропонина, в результате устраняется пространственное препятствие в виде ТнI, в результате конформационныхизменений ТнТ молекула тропомиозина оттягивается в сторону и открывает на поверхности актина миозинсвязывающие центры.
3. Кетонурия
Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА, а затем с током крови доставляются к клеткам тканей, где окисляются с освобождением энергии. Содержание кетоновых тел колеблется в крови в пределах 100-600 мкмоль/л.
В моче в норме не обнаруживаются. Процесс образования кетовых тел (кетогенез) усиливается при недостатке в организме углеводов, когда главным источником энергии являются тканевые резервы жиров. Кетонемия – повышение содержания кетоновых тел в крови, кетонурия – появление их в моче, характерны для голодания, сахарного диабета. Кетоновые тела обеспечивают энергией все ткани организма кроме печени, а для головного мозга
(в отсутствии глюкозы) являются важным источником энергии.
139
При высокой концентрации ацетоацетата часть его неферментативно декарбоксилируется, превращаясь в ацетон.
Ацетон не утилизируется тканями, но выделяется с выдыхаемым воздухом и мочой. Таким путём организм удаляет избыточное количество кетоновых тел, которые не успевают окисляться, но, являясь водорастворимыми кислотами, вызывают ацидоз.
Длительная чрезмерная продукция кетоновых тел (кетоз) приводит к развитию метаболического ацидоза, сдвигу рН, нарушению нормального течения всех видов обмена веществ.
Проба
Легаля на ацетон.
-Внести 5 капель исследуемого раствора+5 капель NaOH + 5 капель нитропруссида натрия – появляется оранжевое окрашивание.
-Добавить 3 капли ледяной уксусной кислоты – наблюдается появление вишнево-красного окрашивания.
2.
Проба
Либена на ацетон
-Прибавить к
1 мл мочи
0,5-1 мл
NaOH и
5-6 капель раствора йода в
KI
-Перемешать. В присутствии ацетона появляется желтоватый осадок, имеющий характерный запах йодоформа.
1 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 ... 38