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: 154
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
3. Витамин Р
Витамин Р, рутин, витамин проницаемости
Витамин Р – группа биофлаваноидов со сходной биологической активности.
Картина недостаточности:
Геморрагический синдром
Общая слабость, утомляемость.
Биологическая роль:
Снижает проницаемость и ломкость капилляров, стабилизируя основное вещество соединительной ткани путѐм ингибирования гиалуронидазы
Увеличивает содержание аскорбиновой кислоты в тканях, ограничивает еѐ элиминацию
Активирует тканевое дыхание
Участвует вместе с аскорбиновой кислотой в ОВ процессах
Источники: овощи, фрукты, плоды шиповника, ягоды рябины и черной смородины, гречиха.
Суточная потребность 25-50 мг
4. Желудочный сок
Желудочный сок — сложный по составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. В сутки-2 литра
Главные компоненты желудочного сока:
1.) Соляная кислота
Париетальные клетки фундальных желёз желудка секретируют ее.
Основные биологические функции:
• Активация пепсиногена
• Создает оптимальные значения pH для действия пепсина;
• Способствует денатурации пищевых белков;
• Обладает антимикробным действием;
• Способствует выработке местных гормонов (секретина), т.е. принимает участие в регуляции пищеварения;
2.) Бикарбонаты
Бикарбонаты НСО3− необходимы для нейтрализации соляной кислоты у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в целях защиты слизистой от воздействия кислоты.
Продуцируются поверхностными добавочными (мукоидными) клетками. Концентрация бикарбонатов в желудочном соке — 45 ммоль/л.
3.) Пепсиноген и пепсин
Пепсин является основным ферментом, с помощью которого происходит расщепление белков.
4.) Слизь
Слизь — важнейший фактор защиты слизистой оболочки желудка. Продуцируется поверхностными добавочными клетками.
5.) Внутренний фактор
151
Внутренний фактор (фактор Касла) — фермент, переводящий неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, усваиваемую.
Характеристика протеиназ желудочного сока:
- Пепсин- фосфопротеин
- Гастриксин – пепсиноподобный фермент
- Ренин – содержится в желудочном соке детей грудного возраста, Действует на казеиноген молока, створаживая его в казеин.
Регуляция гормональная- гастрин
В результате действия ферментов в желудке из белка образуются пептиды, поступающие в двенадцатиперстную кишку, где происходит их дальнейшее переваривание.
Химический состав желудочного сока
Основные химические компоненты желудочного сока:
1) вода (995 г/л);
2) хлориды (5—6 г/л);
3) сульфаты (10 мг/л);
4) фосфаты (10—60 мг/л);
5) гидрокарбонаты натрия, калия, кальция, магния;
6) аммиак (20—80 мг/л).
Физические свойства желудочного сока
Желудочный сок практически бесцветен и не имеет запаха. В норме в желудочном соке имеется лишь небольшое количество слизи. Заметное количество слизи в желудочном соке говорит о воспалении слизистой желудка.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ, СВЯЗАННОЙ,
ОБЩЕЙ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ОБЩЕЙ КИСЛОТНОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА
Кислая реакция желудочного сока обусловлена присутствием соляной кислоты, гидрофосфатов, а при патологических процессах - молочной кислоты и жирных кислот. Совокупность всех веществ желудочного сока, способных быть донорами протонов, составляют общую кислотность. Соляную кислоту, связанную с белками и продуктами их переваривания, называют связанной соляной кислотой, а находящуюся в несвязанном виде - свободной соляной кислотой. Содержание последней подвержено значительным колебаниям, тогда как количество связанной соляной кислоты достаточно постоянно.
В характере секреции желудочного сока различают следующие патологические изменения: 1) гиперхлоргидрию - увеличение содержания свободной соляной кислоты и общей кислотности. Такое состояние преимущественно наблюдается при язвенной болезни желудка; 2) гипохлоргидрию - уменьшение количества свободной соляной кислоты и общей кислотности; 3) ахлоргидрию - полное отсутствие соляной кислоты, общая кислотность при этом значительно снижена; 4) ахилию - отсутствие секреции желудочного сока.
Уменьшение или отсутствие соляной кислоты в желудке может наблюдаться при хроническом гастрите, раке желудка, злокачественном малокровии.
В клинике используют рН-метрию желудочного сока, однако полезную информацию можно получить более простым способом
Пользуясь различными индикаторами (диметиламиноазобензол и фенолфталеин), в одной и той же пробе желудочного сока определяют как общую кислотность, так и содержание общей, свободной и связанной соляной кислоты.
152
Билет 45
1. Организм в сутки потребляет около 600 л кислорода. Основное количество (90%) клеточного кислорода используется в митохондриях в системе окислительного фосфорилирования и 10% в системе микросомального окисления. Если к молекуле О
2
присоединяется 4 протона и 4 электрона, происходит полное восстановление кислорода с образованием воды.
При одноэлектронном восстановлении образуется супероксид (: О2) - родоначальник свободных радикалов, активных форм кислорода.
Активные формы кислорода - молекулы, в которых О
2
не полностью восстановлен и обладает дополнительной энергией. Наличие одного или нескольких неспаренных электронов (свободные радикалы) наделяет систему очень высокой реакционноспособностью.
Токсическое действие кислорода и радиоактивное облучение имеют общий биологический механизм, обусловленный образованием свободно-радикальных молекул.
Представители активных форм кислорода образуются в процессе неполного восстановления кислорода: супероксидный анион, диоксид О2* - родоначальник активных форм кислорода; гидроксильный радикал *ОН; синглетный кислород 1О2 ; гипохлорит ОСl; оксид азота N0*.
Свободно-радикальные процессы протекают в организме и в норме.
Роль процессов свободно-радикального окисления в норме:
• инициация перекисного окисления липидов в биомембранах служит механизмом выбраковки отработанных молекул липидов и таким образом регулирует липидный состав мембран;
• регулирует проницаемость и транспорт веществ через мембрану;
• регулирует биосинтез биологически активных веществ из полиненасыщенных жирных кислот: простагландинов и лейкотриенов;
• участвует в дифференцировке и делении клеток;
• участвует в метаболизме катехоламинов и стероидов;
• усиливает пролиферацию клеток.
Усиление свободнорадикальных процессов происходи под влиянием физических (ультразвуковое, радиоактивное облучение) и химических (экотоксиканты, смог и др.) факторов. Активация свободнорадикального окисления наблюдается при патологических процессах и служит одним из звеньев патогенеза.
Защита от избытка кислорода биологических структур совершается с помощью антиокислительных механизмов, обеспечивающих «отведение» окислительной энергии свободного кислорода в безопасное русло. К ним относятся специализированные ферментные системы – антиокислительные ферменты и химические буферные системы, способные поддерживать прооксидантно-антиоксидантное равновесие, проаксидантно-антиоксидантный гомеостаз во внутриклеточных и внеклеточных и межклеточных жидкостях, и липидных структурах мембран. Эффекторные компоненты антиоксидантной системы называются антиоксидантами.
Ферментативные компоненты антиоксидантной системы:
1) каталаза — геминовый фермент, содержащий Fe:3+, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода. При этом образуются вода и молекулярный кислород: 2Н2О2 ——> H2O + O2. Большое количество каталазы содержится в эритроцитах для защиты гема гемоглобина от окисления;
2) супероксиддисмутаза (СОД ) катализирует реакцию обезвреживания двух молекул супероксиданиона, превращая одну из них в молекулярный кислород, а другую — в перекись водорода (менее сильный окислитель, чем супероксиданион): О2. + О2.+ 2Н^+ ——> H2O2 + O2. Работает в паре с каталазой и содержится во всех тканях;
3) пероксидаза (глутатионпероксидаза) — геминовый фермент, восстанавливает перекись водорода до воды, но при этом идет окисление другого вещества — восстановителя. В организме человека это глутатион — трипептид: g- глутамил-цистеил-глицин. SH-группа цистеина, входящего в состав глутатиона, может отдавать всего 1 атом водорода, а для пероксидазной реакции необходимы 2 атома. Поэтому молекулы глутатиона работают парами.
Реакция: 2Н2О2 + 2Г-SH ——> H2O + Г-S-S-Г, где Г-SH — глутатион, -S-S- дисульфидный мостик.
Регенерация глутатиона идет с участием НАДФН2 и глутатионредуктазы.
153
Г-S-S-Г + НАДФН2 ——> 2Г-SH + НАДФ.
Глутатион постоянно поддерживается в восстановленном состоянии в эритроцитах для защиты гема гемоглобина от окисления.
Неферментативные компоненты антиоксидантной системы:
1) витамины Е (токоферол) и А (ретинол) в составе клеточных мембран;
2) церулоплазмин — белок плазмы крови, принимающий участие в транспорте меди;
3) мочевая кислота. Компоненты принимают неспаренные электроны от активных форм кислорода, при этом образуется радикал антиоксиданта, который малоактивен.
2. Этапы катаболизма:
1) образование мономеров из полимеров.
Полимеры ——> Мономеры;
Белки ——> Аминокислоты;
Крахмал ——> Глюкоза;
Жиры ——> Глицерин + Жирные кислоты;
2) превращение мономеров в ПВК (полимеры высокой концентрации) и Ацетил-КоА;
3) превращение Ацетил-КоА в конечные продукты катаболизма: СО2 и Н2О.
Для всех классов веществ последний этап катаболизма одинаков: на 3-м этапе образуется большинство субстратов митохондриального окисления — 4 вещества из 9 основных и 5-й субстрат — ПВК (полимеры высокой концентрации).
Аэробное окисление глюкозы — это процесс окисления глюкозы в присутствии кислорода до углекислого газа и воды. Процесс состоит из трех этапов (Ацетил-КоА участвует во 2 и 3 этапе)
2Этап:
Второй и третий этап протекает в митохондриях клетки.
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты с образованием ацетил-КоА и НАДН2;
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты происходит под действием пируватдегидрогеназного комплекса. Пируватдегидрогеназный комплекс состоит из трех ферментов
(пируватдегидрогеназы, дигидролипоилацетилтрансферазы, дигидролипоилдегидрогеназы) и пяти коферментов
(НАД+, ФАД+, амид липоевой кислоты, ТДФ, КоА). В результате реакции образуется ацетил-КоА, НАДН2, СО2.
3Этап:
Окисление ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот.
Третий этап - цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса. Состоит из 8 реакций.
Ключевые реrуляторные ферменты - цитратсинтетаза и изоцитратдегидрогеназа. Аллостерические активаторы процесса - АДФ, НАД+, аллостерические ингибиторы - АТФ, НАДН2.
Цикл трикарбоновых кислот - центр, в котором сходятся практически все метаболические пути. Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.
Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса.
Первая реакция катализируется ферментом цитратсинтазой, ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота:
154
В аэробных условиях глюкоза окисляется до СО
2
и Н
2
О. Суммарное уравнение:
С
6
Н
12
О
6
+ 6О
2
→ 6СО
2
+ 6Н
2
О + 2880 кДж/моль.
Этот процесс включает несколько стадий:
1. Аэробный гликолиз. В нем происходит окисления 1 глюкозы до 2 ПВК, с образованием 2 АТФ (сначала 2 АТФ затрачиваются, затем 4 образуются) и 2 НАДН
2
;
2. Превращение 2 ПВК в 2 ацетил-КоА с выделением 2 СО
2
и образованием 2 НАДН
2
;
3. ЦТК. В нем происходит окисление 2 ацетил-КоА с выделением 4 СО
2
, образованием 2 ГТФ (дают 2 АТФ), 6
НАДН
2
и 2 ФАДН
2
;
4. Цепь окислительного фосфорилирования. В ней происходит окисления 10 (8) НАДН
2
, 2 (4) ФАДН
2
с участием 6
О
2
, при этом выделяется 6 Н
2
О и синтезируется 34 (32) АТФ.
В результате аэробного окисления глюкозы образуется 38 (36) АТФ, из них: 4 АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования, 34 (32) АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования. КПД аэробного окисления составит 65
3. Глюкокортикоиды. Строение
Глюкокортикоиды - производные холестерола
– стероидные гормоны. Основным гормоном у человека является кортизол.
Синтез - в сетчатой и пучковой зонах коры надпочечников:
Активируют: АКТГ, обеспечивающий нарастание концентрации кортизола в утренние часы, к концу дня содержание кортизола снова снижается. Имеется нервная стимуляция секреции гормонов.
Уменьшают: кортизол - по механизму обратной отрицательной связи.
Механизм действия - Цитозольный.
Мишени: Мишень - мышечная, лимфоидная, эпителиальная (слизистые оболочки и кожа), жировая и костная
ткани, печень.
Белковый обмен
значительное повышение катаболизма белков в мишеневых тканях. Однако в печени в целом стимулирует анаболизм белков.
Углеводный обмен
В целом вызывают повышение концентрации глюкозы крови:
снижение проницаемости мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях.
стимуляция глюконеогенеза посредством увеличения синтеза фосфоенолпируват-карбоксикиназы и синтеза аминотрансфераз, обеспечивающих использование углеродного скелета аминокислот,
155
увеличение синтеза гликогена в печени за счет активации фосфатаз и дефосфорилирования
гликогенсинтазы.
Липидный обмен
стимуляция липолиза в жировой ткани благодаря увеличению синтеза ТАГ-липазы, что усиливает эффект
АКТГ, СТГ, глюкагона, катехоламинов (пермиссивное действие, англ. permission - позволение).
Водно-электролитный обмен
слабый минералокортикоидный эффект на канальцы почек вызывает реабсорбцию натрия и потерю калия,
потеря воды в результате подавления секреции вазопрессина и излишняя задержка натрия из-за увеличения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
Противовоспалительное и иммунодепрессивное действие
увеличение перемещения лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в лимфоидную ткань,
повышение уровня лейкоцитов в крови за счет их выброса из костного мозга и тканей,
подавление функций лейкоцитов и тканевых макрофагов через снижение синтеза эйкозаноидов посредством нарушения транскрипции ферментов фосфолипазы А
2
и циклооксигеназы.
Другие эффекты
Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам
, что обеспечивает нормальное функционирование сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем.
Патология
Гипофункция
Первичная
недостаточность –
болезнь Аддисона
проявляется:
гипогликемия,
повышенная чувствительность к инсулину,
анорексия и снижение веса,
слабость,
гипотензия,
гипонатриемия и гиперкалиемия,
усиление пигментации кожи и слизистых (компенсаторное увеличение количества АКТГ, обладающего небольшим меланотропным действием).
Вторичная
недостаточность возникает при дефиците АКТГ или снижении его эффекта на надпочечники – возникают все симптомы гипокортицизма, кроме пигментации.
Гиперфункция
Первичная
–
болезнь Кушинга
проявляется:
снижение толерантности к глюкозе – аномальная гипергликемия после сахарной нагрузки или после еды,
гипергликемия из-за активации глюконеогенеза,
ожирение лица и туловища (связано с повышенным влиянием инсулина при гипергликемии на жировую ткань) – буйволиный горбик, фартучный (лягушачий) живот, лунообразное лицо,
глюкозурия,
повышение катаболизма белков и повышение азота крови,
остеопороз и усиление потерь кальция и фосфатов из костной ткани,
снижение роста и деления клеток – лейкопения, иммунодефициты, истончение кожи, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,
нарушение синтеза коллагена и гликозаминогликанов,
156
гипертония благодаря активации ренин-ангиотензиновой системы.
Вторичная
– синдром
Иценко-Кушинга
(избыток АКТГ) проявляется схоже с первичной формой.
Минералокортикоиды
Минералокортикоиды - производные холестерола. Основным гормоном у человека является
альдостерон
Синтез - в клубочковой зоне коры надпочечников:
Активируют:
ангиотензин II
, выделяемый при активации ренин-ангиотензиновой системы,
повышение концентрации
ионов калия
в крови (связано с деполяризацией мембран, открытием кальциевых каналов и активацией аденилатциклазы).
Активация ренин-ангиотензиновой системы
1. Для активации этой системы существует два пусковых момента:
снижение давления
в приносящих артериолах почек, которое определяется барорецепторами клеток юкстагломерулярного аппарата. Причиной этого может быть любое нарушение почечного кровотока – атеросклероз почечных артерий, повышенная вязкость крови, обезвоживание, кровопотери и т.п.
снижение концентрации ионов Na
+
в первичной моче в дистальных канальцах почек, которое определяется осморецепторами клеток юкстагломерулярного аппарата. Возникает в результате бессолевой диеты, при длительном использовании диуретиков.
2. При выполнении одного или обоих пунктов клетки
юкстагломерулярного аппарата
активируются и из них в плазму крови секретируется фермент
Витамин Р, рутин, витамин проницаемости
Витамин Р – группа биофлаваноидов со сходной биологической активности.
Картина недостаточности:
Геморрагический синдром
Общая слабость, утомляемость.
Биологическая роль:
Снижает проницаемость и ломкость капилляров, стабилизируя основное вещество соединительной ткани путѐм ингибирования гиалуронидазы
Увеличивает содержание аскорбиновой кислоты в тканях, ограничивает еѐ элиминацию
Активирует тканевое дыхание
Участвует вместе с аскорбиновой кислотой в ОВ процессах
Источники: овощи, фрукты, плоды шиповника, ягоды рябины и черной смородины, гречиха.
Суточная потребность 25-50 мг
4. Желудочный сок
Желудочный сок — сложный по составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. В сутки-2 литра
Главные компоненты желудочного сока:
1.) Соляная кислота
Париетальные клетки фундальных желёз желудка секретируют ее.
Основные биологические функции:
• Активация пепсиногена
• Создает оптимальные значения pH для действия пепсина;
• Способствует денатурации пищевых белков;
• Обладает антимикробным действием;
• Способствует выработке местных гормонов (секретина), т.е. принимает участие в регуляции пищеварения;
2.) Бикарбонаты
Бикарбонаты НСО3− необходимы для нейтрализации соляной кислоты у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в целях защиты слизистой от воздействия кислоты.
Продуцируются поверхностными добавочными (мукоидными) клетками. Концентрация бикарбонатов в желудочном соке — 45 ммоль/л.
3.) Пепсиноген и пепсин
Пепсин является основным ферментом, с помощью которого происходит расщепление белков.
4.) Слизь
Слизь — важнейший фактор защиты слизистой оболочки желудка. Продуцируется поверхностными добавочными клетками.
5.) Внутренний фактор
151
Внутренний фактор (фактор Касла) — фермент, переводящий неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, усваиваемую.
Характеристика протеиназ желудочного сока:
- Пепсин- фосфопротеин
- Гастриксин – пепсиноподобный фермент
- Ренин – содержится в желудочном соке детей грудного возраста, Действует на казеиноген молока, створаживая его в казеин.
Регуляция гормональная- гастрин
В результате действия ферментов в желудке из белка образуются пептиды, поступающие в двенадцатиперстную кишку, где происходит их дальнейшее переваривание.
Химический состав желудочного сока
Основные химические компоненты желудочного сока:
1) вода (995 г/л);
2) хлориды (5—6 г/л);
3) сульфаты (10 мг/л);
4) фосфаты (10—60 мг/л);
5) гидрокарбонаты натрия, калия, кальция, магния;
6) аммиак (20—80 мг/л).
Физические свойства желудочного сока
Желудочный сок практически бесцветен и не имеет запаха. В норме в желудочном соке имеется лишь небольшое количество слизи. Заметное количество слизи в желудочном соке говорит о воспалении слизистой желудка.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ, СВЯЗАННОЙ,
ОБЩЕЙ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ОБЩЕЙ КИСЛОТНОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА
Кислая реакция желудочного сока обусловлена присутствием соляной кислоты, гидрофосфатов, а при патологических процессах - молочной кислоты и жирных кислот. Совокупность всех веществ желудочного сока, способных быть донорами протонов, составляют общую кислотность. Соляную кислоту, связанную с белками и продуктами их переваривания, называют связанной соляной кислотой, а находящуюся в несвязанном виде - свободной соляной кислотой. Содержание последней подвержено значительным колебаниям, тогда как количество связанной соляной кислоты достаточно постоянно.
В характере секреции желудочного сока различают следующие патологические изменения: 1) гиперхлоргидрию - увеличение содержания свободной соляной кислоты и общей кислотности. Такое состояние преимущественно наблюдается при язвенной болезни желудка; 2) гипохлоргидрию - уменьшение количества свободной соляной кислоты и общей кислотности; 3) ахлоргидрию - полное отсутствие соляной кислоты, общая кислотность при этом значительно снижена; 4) ахилию - отсутствие секреции желудочного сока.
Уменьшение или отсутствие соляной кислоты в желудке может наблюдаться при хроническом гастрите, раке желудка, злокачественном малокровии.
В клинике используют рН-метрию желудочного сока, однако полезную информацию можно получить более простым способом
Пользуясь различными индикаторами (диметиламиноазобензол и фенолфталеин), в одной и той же пробе желудочного сока определяют как общую кислотность, так и содержание общей, свободной и связанной соляной кислоты.
152
Билет 45
1. Организм в сутки потребляет около 600 л кислорода. Основное количество (90%) клеточного кислорода используется в митохондриях в системе окислительного фосфорилирования и 10% в системе микросомального окисления. Если к молекуле О
2
присоединяется 4 протона и 4 электрона, происходит полное восстановление кислорода с образованием воды.
При одноэлектронном восстановлении образуется супероксид (: О2) - родоначальник свободных радикалов, активных форм кислорода.
Активные формы кислорода - молекулы, в которых О
2
не полностью восстановлен и обладает дополнительной энергией. Наличие одного или нескольких неспаренных электронов (свободные радикалы) наделяет систему очень высокой реакционноспособностью.
Токсическое действие кислорода и радиоактивное облучение имеют общий биологический механизм, обусловленный образованием свободно-радикальных молекул.
Представители активных форм кислорода образуются в процессе неполного восстановления кислорода: супероксидный анион, диоксид О2* - родоначальник активных форм кислорода; гидроксильный радикал *ОН; синглетный кислород 1О2 ; гипохлорит ОСl; оксид азота N0*.
Свободно-радикальные процессы протекают в организме и в норме.
Роль процессов свободно-радикального окисления в норме:
• инициация перекисного окисления липидов в биомембранах служит механизмом выбраковки отработанных молекул липидов и таким образом регулирует липидный состав мембран;
• регулирует проницаемость и транспорт веществ через мембрану;
• регулирует биосинтез биологически активных веществ из полиненасыщенных жирных кислот: простагландинов и лейкотриенов;
• участвует в дифференцировке и делении клеток;
• участвует в метаболизме катехоламинов и стероидов;
• усиливает пролиферацию клеток.
Усиление свободнорадикальных процессов происходи под влиянием физических (ультразвуковое, радиоактивное облучение) и химических (экотоксиканты, смог и др.) факторов. Активация свободнорадикального окисления наблюдается при патологических процессах и служит одним из звеньев патогенеза.
Защита от избытка кислорода биологических структур совершается с помощью антиокислительных механизмов, обеспечивающих «отведение» окислительной энергии свободного кислорода в безопасное русло. К ним относятся специализированные ферментные системы – антиокислительные ферменты и химические буферные системы, способные поддерживать прооксидантно-антиоксидантное равновесие, проаксидантно-антиоксидантный гомеостаз во внутриклеточных и внеклеточных и межклеточных жидкостях, и липидных структурах мембран. Эффекторные компоненты антиоксидантной системы называются антиоксидантами.
Ферментативные компоненты антиоксидантной системы:
1) каталаза — геминовый фермент, содержащий Fe:3+, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода. При этом образуются вода и молекулярный кислород: 2Н2О2 ——> H2O + O2. Большое количество каталазы содержится в эритроцитах для защиты гема гемоглобина от окисления;
2) супероксиддисмутаза (СОД ) катализирует реакцию обезвреживания двух молекул супероксиданиона, превращая одну из них в молекулярный кислород, а другую — в перекись водорода (менее сильный окислитель, чем супероксиданион): О2. + О2.+ 2Н^+ ——> H2O2 + O2. Работает в паре с каталазой и содержится во всех тканях;
3) пероксидаза (глутатионпероксидаза) — геминовый фермент, восстанавливает перекись водорода до воды, но при этом идет окисление другого вещества — восстановителя. В организме человека это глутатион — трипептид: g- глутамил-цистеил-глицин. SH-группа цистеина, входящего в состав глутатиона, может отдавать всего 1 атом водорода, а для пероксидазной реакции необходимы 2 атома. Поэтому молекулы глутатиона работают парами.
Реакция: 2Н2О2 + 2Г-SH ——> H2O + Г-S-S-Г, где Г-SH — глутатион, -S-S- дисульфидный мостик.
Регенерация глутатиона идет с участием НАДФН2 и глутатионредуктазы.
153
Г-S-S-Г + НАДФН2 ——> 2Г-SH + НАДФ.
Глутатион постоянно поддерживается в восстановленном состоянии в эритроцитах для защиты гема гемоглобина от окисления.
Неферментативные компоненты антиоксидантной системы:
1) витамины Е (токоферол) и А (ретинол) в составе клеточных мембран;
2) церулоплазмин — белок плазмы крови, принимающий участие в транспорте меди;
3) мочевая кислота. Компоненты принимают неспаренные электроны от активных форм кислорода, при этом образуется радикал антиоксиданта, который малоактивен.
2. Этапы катаболизма:
1) образование мономеров из полимеров.
Полимеры ——> Мономеры;
Белки ——> Аминокислоты;
Крахмал ——> Глюкоза;
Жиры ——> Глицерин + Жирные кислоты;
2) превращение мономеров в ПВК (полимеры высокой концентрации) и Ацетил-КоА;
3) превращение Ацетил-КоА в конечные продукты катаболизма: СО2 и Н2О.
Для всех классов веществ последний этап катаболизма одинаков: на 3-м этапе образуется большинство субстратов митохондриального окисления — 4 вещества из 9 основных и 5-й субстрат — ПВК (полимеры высокой концентрации).
Аэробное окисление глюкозы — это процесс окисления глюкозы в присутствии кислорода до углекислого газа и воды. Процесс состоит из трех этапов (Ацетил-КоА участвует во 2 и 3 этапе)
2Этап:
Второй и третий этап протекает в митохондриях клетки.
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты с образованием ацетил-КоА и НАДН2;
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты происходит под действием пируватдегидрогеназного комплекса. Пируватдегидрогеназный комплекс состоит из трех ферментов
(пируватдегидрогеназы, дигидролипоилацетилтрансферазы, дигидролипоилдегидрогеназы) и пяти коферментов
(НАД+, ФАД+, амид липоевой кислоты, ТДФ, КоА). В результате реакции образуется ацетил-КоА, НАДН2, СО2.
3Этап:
Окисление ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот.
Третий этап - цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса. Состоит из 8 реакций.
Ключевые реrуляторные ферменты - цитратсинтетаза и изоцитратдегидрогеназа. Аллостерические активаторы процесса - АДФ, НАД+, аллостерические ингибиторы - АТФ, НАДН2.
Цикл трикарбоновых кислот - центр, в котором сходятся практически все метаболические пути. Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.
Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса.
Первая реакция катализируется ферментом цитратсинтазой, ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота:
154
В аэробных условиях глюкоза окисляется до СО
2
и Н
2
О. Суммарное уравнение:
С
6
Н
12
О
6
+ 6О
2
→ 6СО
2
+ 6Н
2
О + 2880 кДж/моль.
Этот процесс включает несколько стадий:
1. Аэробный гликолиз. В нем происходит окисления 1 глюкозы до 2 ПВК, с образованием 2 АТФ (сначала 2 АТФ затрачиваются, затем 4 образуются) и 2 НАДН
2
;
2. Превращение 2 ПВК в 2 ацетил-КоА с выделением 2 СО
2
и образованием 2 НАДН
2
;
3. ЦТК. В нем происходит окисление 2 ацетил-КоА с выделением 4 СО
2
, образованием 2 ГТФ (дают 2 АТФ), 6
НАДН
2
и 2 ФАДН
2
;
4. Цепь окислительного фосфорилирования. В ней происходит окисления 10 (8) НАДН
2
, 2 (4) ФАДН
2
с участием 6
О
2
, при этом выделяется 6 Н
2
О и синтезируется 34 (32) АТФ.
В результате аэробного окисления глюкозы образуется 38 (36) АТФ, из них: 4 АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования, 34 (32) АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования. КПД аэробного окисления составит 65
3. Глюкокортикоиды. Строение
Глюкокортикоиды - производные холестерола
– стероидные гормоны. Основным гормоном у человека является кортизол.
Синтез - в сетчатой и пучковой зонах коры надпочечников:
Активируют: АКТГ, обеспечивающий нарастание концентрации кортизола в утренние часы, к концу дня содержание кортизола снова снижается. Имеется нервная стимуляция секреции гормонов.
Уменьшают: кортизол - по механизму обратной отрицательной связи.
Механизм действия - Цитозольный.
Мишени: Мишень - мышечная, лимфоидная, эпителиальная (слизистые оболочки и кожа), жировая и костная
ткани, печень.
Белковый обмен
значительное повышение катаболизма белков в мишеневых тканях. Однако в печени в целом стимулирует анаболизм белков.
Углеводный обмен
В целом вызывают повышение концентрации глюкозы крови:
снижение проницаемости мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях.
стимуляция глюконеогенеза посредством увеличения синтеза фосфоенолпируват-карбоксикиназы и синтеза аминотрансфераз, обеспечивающих использование углеродного скелета аминокислот,
155
увеличение синтеза гликогена в печени за счет активации фосфатаз и дефосфорилирования
гликогенсинтазы.
Липидный обмен
стимуляция липолиза в жировой ткани благодаря увеличению синтеза ТАГ-липазы, что усиливает эффект
АКТГ, СТГ, глюкагона, катехоламинов (пермиссивное действие, англ. permission - позволение).
Водно-электролитный обмен
слабый минералокортикоидный эффект на канальцы почек вызывает реабсорбцию натрия и потерю калия,
потеря воды в результате подавления секреции вазопрессина и излишняя задержка натрия из-за увеличения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы
Противовоспалительное и иммунодепрессивное действие
увеличение перемещения лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в лимфоидную ткань,
повышение уровня лейкоцитов в крови за счет их выброса из костного мозга и тканей,
подавление функций лейкоцитов и тканевых макрофагов через снижение синтеза эйкозаноидов посредством нарушения транскрипции ферментов фосфолипазы А
2
и циклооксигеназы.
Другие эффекты
Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам
, что обеспечивает нормальное функционирование сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем.
Патология
Гипофункция
Первичная
недостаточность –
болезнь Аддисона
проявляется:
гипогликемия,
повышенная чувствительность к инсулину,
анорексия и снижение веса,
слабость,
гипотензия,
гипонатриемия и гиперкалиемия,
усиление пигментации кожи и слизистых (компенсаторное увеличение количества АКТГ, обладающего небольшим меланотропным действием).
Вторичная
недостаточность возникает при дефиците АКТГ или снижении его эффекта на надпочечники – возникают все симптомы гипокортицизма, кроме пигментации.
Гиперфункция
Первичная
–
болезнь Кушинга
проявляется:
снижение толерантности к глюкозе – аномальная гипергликемия после сахарной нагрузки или после еды,
гипергликемия из-за активации глюконеогенеза,
ожирение лица и туловища (связано с повышенным влиянием инсулина при гипергликемии на жировую ткань) – буйволиный горбик, фартучный (лягушачий) живот, лунообразное лицо,
глюкозурия,
повышение катаболизма белков и повышение азота крови,
остеопороз и усиление потерь кальция и фосфатов из костной ткани,
снижение роста и деления клеток – лейкопения, иммунодефициты, истончение кожи, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,
нарушение синтеза коллагена и гликозаминогликанов,
156
гипертония благодаря активации ренин-ангиотензиновой системы.
Вторичная
– синдром
Иценко-Кушинга
(избыток АКТГ) проявляется схоже с первичной формой.
Минералокортикоиды
Минералокортикоиды - производные холестерола. Основным гормоном у человека является
альдостерон
Синтез - в клубочковой зоне коры надпочечников:
Активируют:
ангиотензин II
, выделяемый при активации ренин-ангиотензиновой системы,
повышение концентрации
ионов калия
в крови (связано с деполяризацией мембран, открытием кальциевых каналов и активацией аденилатциклазы).
Активация ренин-ангиотензиновой системы
1. Для активации этой системы существует два пусковых момента:
снижение давления
в приносящих артериолах почек, которое определяется барорецепторами клеток юкстагломерулярного аппарата. Причиной этого может быть любое нарушение почечного кровотока – атеросклероз почечных артерий, повышенная вязкость крови, обезвоживание, кровопотери и т.п.
снижение концентрации ионов Na
+
в первичной моче в дистальных канальцах почек, которое определяется осморецепторами клеток юкстагломерулярного аппарата. Возникает в результате бессолевой диеты, при длительном использовании диуретиков.
2. При выполнении одного или обоих пунктов клетки
юкстагломерулярного аппарата
активируются и из них в плазму крови секретируется фермент
1 ... 23 24 25 26 27 28 29 30 ... 38