Понятие об обмене веществ. Процессы анаболизма и катаболизма, их характеристика и взаимосвязь. Виды метаболических путей. Центральные метаболиты.

Обмен веществ и энергии -совокупность процессов превращения веществ и энергии в живых организмах и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.

 

Обмен веществ включает 3 этапа:

1)поступление веществ в организм,

2)метаболизм, или промежуточный обмен,

3) выделение конечных продуктов обмена.

 

Основные функции метаболизма:

-извлечение энергии из окружающей среды (в форме химической энергии органических веществ),

-превращение экзогенных веществ в строительные блоки,

-Сборка белков, нуклеиновых кислот, жиров из строительных блоков,

-синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения различных специфических функций данной клетки.

 

Центральные метаболиты:

-ацетил-КоА,

-ПВК,

-ЩУК,

-ФГА.

Катаболизм - ферментативный распад высокомолекулярных соединений до составляющих их мономеров и дальнейший распад мономеров до конечных продуктов: углекислого газа, аммиака,

лактата.

Главные реакции катаболизма – реакции окисления, поставляющие клетке энергию.

 

Энергия может запасаться в двух формах:

1)АТФ,

2)НАДФН+Н - донор водорода в реакциях восстановления при синтезе ряда соединений.

 

Анаболизм -ферментативный синтез основных макромолекул клетки, а также образование биологически активных соединений,требует затраты свободной энергии (АТФ, НАДФН+Н).

Отличия катаболизма и анаболизма:

Катаболизм – распад, запасание АТФ / Анаболизм – синтез, но потребление АТФ.

Пути не совпадают, разное число реакций.

Отличаются по локализации.

Разная генетическая и аллостерическая регуляция.

 

Унификация питательных веществ идёт в три фазы:

I. Подготовительная фаза.

Высокомолекулярные соединения распадаются под действием гидролаз ЖКТ до мономеров.

Протекает в ЖКТ и лизосомах.

Не является поставщиком энергии (1%).

II фаза. Превращение мономеров в простые соединения - центральные метаболиты (ПВК, ацетилКоА)

эти продукты связывают 3 вида обмена,

до 2-3 с,

протекает в цитоплазме, завершается в митохондриях,

даёт 20-30% энергии, поставляемой анаэробно

III фаза. Цикл Кребса

аэробные условия,

полное окисление поступивших с пищей веществ,

выделяется большое количество энергии и аккумулируется она в АТФ.

Анаболический путь:

1 фаза. Синтез белков начинается с образования α-кетокислот.

2 фаза. Аминирование α-кетокислот, получение АМК.

3 фаза. Из АМК образуются белки

Общий путь катаболизма:

После образования ПВК дальнейший путь распада веществ до углекислого газа и воды происходит одинаково в общем пути катаболизма (ОПК).

ОПК включает реакции окислительного декарбоксилирования ПВК и ЦТК.

Реакции ОПК происходят в матриксе митохондрий и восстановленные коферменты передают водород на компоненты дыхательной цепи. Катаболические пути сходятся, вливаясь на третьей фазе в ЦТК.

На первой фазе белки дают 20 АМК.

На второй фазе 20 АМК дают ацетилКоА и аммиак.

На третьей фазе ЦТК даёт углекислый газ, воду и энергию

 

2) Витамины РР и В₂, структура, признаки витаминной недостаточности и участие в обмене веществ.

B₂ –Рибофлавин G 2-2,5 мг/сут

Флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД) являются производными

витамина В2 (диметилизоаллоксазинрибитола).

Пищевые источники витамина В2: капуста, горох, яблоки, зеленая фасоль, помидоры, репа, дрожжи, яйца, печень, мясо, молоко.

 

Дефицит витамина В2:

-расстройство пищеварения и нервной системы,

-хронические гастриты и колиты,

-общая слабость,

-кожные заболевания,

-снижает сопротивляемость болезням.

 

Биофункция: Входит в состав дыхательных флавиновых ферментов (ФМФ и ФАД). Осуществляет перенос H⁺ и e^–.

 

Авитоминоз/гипервитаминоз:

Поражение глаз, светобоязнь, поражение слизистой полости рта, глоссит, задержка роста.

 

PP Никотиновая кислота 15-25 мг/сут Кофермент оксидоредуктаз

 

Биороль: Участвует в процессах клеточного дыхания (перенос H⁺ и e^–). Регулирует секреторные и моторные функции желудочно-кишечного тракта и печени. Входит в состав НАД и НАДФ.

НАД и НАДФ:

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотин-амидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) - производные витамина РР -никотинамида (антипеллагрического витамина).

Пищевые источники: Мясо, печень, почки, рыба, дрожжи.

Авитоминоз/гипервитаминоз: Воспаление кожи (пеллагра), расстройства желудочно-кишечного тракта.

 

Авитаминоз РР – пеллагра(болезнь трех Д):

-дерматит,

- деменция,

- диарея.

Симптомы пеллагры наиболее резко выражены у больных с недостаточным белковым питанием. Это объясняется недостатком триптофана, который является предшественником никотинамида.

 

В моче больного найдено значительное количество гомогентизиновой кислоты. Как образуется гомогентизиновая кислота в организме. Содержится ли она в моче здоровых людей? Назовите заболевание, обнаруженное у выше указанного больного и причину его возникновения?

Алкаптонурия.

Образование гомогентизиновой кислоты:

У животных является промежуточным соединением в процессе катаболизма аминокислот фенилаланина и тирозина:

Фенилаланин → Тирозин ⇋ п-гидроксифенилпировиноградная кислота → Гомогентизиновая кислота → Малеилацетоуксусная кислота → Фумарилацетоуксусная кислота → Фумаровая кислота + Ацетоуксусная кислота

Гомогентизиновая кислота является предшественником токоферолов, пластохинона.

Медицина

При наследственном заболевании алкаптонурия, выражающемся в нарушении обмена аминокислот из-за отсутствия оксидазы гомогентизиновой кислоты, метаболизм аминокислот останавливается на стадии образования гомогентизиновой кислоты, которая выводится с мочой.

Билет 20