Основная роль ЦТК заключается в

· генерации атомов водорода для работы дыхательной цепи, а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН₂.

Кроме этого, в ЦТК образуется

· одна молекула ГТФ, которая равнозначна АТФ,

· сукцинил-SКоА, участвующий в синтезе гема,

· кетокислоты, являющиеся аналогами аминокислот – α-кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой.

 

2. Особенности метаболизма в эритроцитах и лейкоцитах.

Эритроциты:
1. Зрелые эритроциты лишены ядра, поэтому в клетке не синтезируются белки. Эритроцит почти целиком заполнен гемоглобином.
2. Эритроциты не имеют митохондрий, поэтому в клетке не протекают реакции ЦТК, ЦТД, β-окисления жирных кислот.
3. Основной путь получения энергии – гликолиз, 90% глюкозы в эритроцитах распадается в процессе анаэробного гликолиза.
4. Энергия, поставляемая гликолизом, обеспечивает поддержание целостности плазматической мембраны и работу Na+, K+-АТФазы.
5. Особенностью гликолиза в эритроцитах является наличие шунта, приводящего к образованию 2,3-дифосфоглицерата – одного из регуляторов переноса кислорода. При связывании его с гемоглобином уменьшается сродство гемоглобина к кислороду и облегчается освобождение кислорода из эритроцитов в тканях.
Реакция образования 2,3-дифосфоглицерата, отсутствующая в «классическом» гликолизе, называется шунт Раппопорта.
6. 10 % глюкозы распадается в эритроците в пентозофосфатном пути. Образующийся при этом НАДФН обеспечивает восстановление глутатиона и поддерживает его оптимальную концентрацию. Восстановленный глутатион необходим для поддержания в восстановленной форме SH-групп белков; препятствует окислению гемоглобина; предотвращает перекисное окисление липидов мембран. При снижении концентрации восстановленного глутатиона эритроцит быстро «стареет».

Лейкоциты:
1. Лейкоциты являются полноценными клетками с большим ядром, митохондриями и высоким содержанием нуклеиновых кислот.
2. В лейкоцитах активно протекают процессы биосинтеза нуклеиновых кислот и белков.
3. Основной путь получения энергии – аэробный гликолиз. АТФ образуется также в реакциях β-окисления жирных кислот.
4. В лейкоцитах сосредоточен весь гликоген крови, который является источником энергии при недостаточном её поступлении.
5. В лизосомах лейкоцитов локализована мощная система протеолитических ферментов – протеазы, фосфатазы, эстеразы, ДНК-азы, РНК-азы, что обеспечивает участие этих клеток в защитных реакциях организма. В результате действия этих ферментов разрушаются полимерные молекулы микроорганизмов и образуются мономеры (моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды), которые поступают в цитозоль и могут использоваться клеткой.
6. Поглощение бактерий лейкоцитами в процессе фагоцитоза сопровождаются резким увеличением потребления кислорода с образованием супероксидного аниона и пероксида водорода (см. лекцию № 11), которые оказывают бактерицидное действие. Это явление называется «распираторным взрывом».

 

Задача.

Результат анализа мочи: суточный объём – 5,8 л, цвет – светло-жёлтый, прозрачность – полная, плотность – 1035 кг/м³, реакция – кислая, осадок – нет, белок – нет, глюкоза – (+), кетоновые тела – нет, 17-кетостероиды - ↑, цилиндры – отсутствуют, эпителий почек – 0-1×', эритроциты – отсутствуют, лейкоциты – 2-3×', кристаллы – отсутствуют. Имеются ли отклонения от нормы у данного пациента?

Да, характерные для вторичного сахарного диабета вследствие гиперпродукции кортизола (стероидный диабет).

 

Зав. кафедрой, профессор __________________________ Микашинович З.И.

 

 

«___» ___________________ 2016 г.

 

ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России

Кафедра общей и клинической биохимии №1

Дисциплина: биохимия

Экзаменационный билет №10

1. Пищевые углеводы. Схема переваривания углеводов в ЖКТ. Причины непереносимости молока.

Пищевые углеводы по способности усваиваться организмом человека делятся на две группы:

· усвояемые: глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, крахмал;

· неусвояемые: целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, пектины.

Биологическая роль усвояемых углеводов: 1. являются основным источником энергии для человека (окисление 1 г дает 4 ккал); 2. служат предшественниками в синтезе многих биомолекул - гетерополисахаридов, гликолипидов, нуклеиновых кислот.

Биологическая роль неусвояемых углеводов: клетчатка влияет на перистальтику кишечника, способствует выведению холестерола, препятствует развитию ожирения и желчнокаменной болезни.

Суточная потребность: 300-400 г, из них - легкоусвояемых углеводов (фруктозы, сахарозы, лактозы) - 50-100 г, клетчатки 25 г, остальное - крахмал.

11.4.2. Избыток легкоусвояемых углеводов в рационе способствует развитию таких заболеваний как ожирение, сахарный диабет, кариес зубов. Недостаток балластных веществ (клетчатки) способствует развитию рака толстой кишки.

Причины непереносимости молока

Под термином непереносимость лактозы подразумевается такое состояние организма человека, при котором он не способен переваривать данный углевод. Обычно непереносимость лактозы обусловлена недостаточностью фермента лактазы, который расщепляет молочный сахар до глюкозы и галактозы. Это проявляется в нарушениях пищеварения различной степени тяжести, таких, как понос, метеоризм, колики и другие симптомы, которые появляются спустя 30 – 40 минут после употребления цельного молока. Непереносимость лактозы может встречаться у людей в любом возрасте, но чаще ей страдают взрослые люди. Это связано с тем, что по мере взросления человек перестает питаться исключительно материнским молоком, и лактаза уже не вырабатывается в его организме в достаточном количестве. В итоге человек перестает переносить молоко. Наиболее часто такая физиологическая непереносимость молока в популяциях людей европеоидной расы формируется у детей к 9 – 12 годам. Однако многие люди сохраняют способность вырабатывать лактазу до глубокой старости и, соответственно, нормально переносить молоко.

 

2. Механизмы обезвреживания токсических веществ в печени.

Детоксикация (биотрансформация) естественных метаболитов и чужеродных соедине- ний (ксенобиотиков) протекает в гепатоцитах. Ксенобиотики – вещества, которые не ис- пользуются как источник энергии, не встраиваются в структуры организма и не используют- ся для пластических целей. Например биотрансформации подвергаются следующие вещества: o стероидные и тиреоидные гормоны, инсулин, адреналин, o продукты распада гемопротеинов (билирубин) и триптофана (индол), o продукты жизнедеятельности микрофлоры, всасывающихся из толстого кишечника – кадаверин (производное лизина), путресцин (производное аргинина), крезол и фенол (производное фенилаланина и тирозина) и других токсинов, o ксенобиотики (токсины, лекарственные вещества и их метаболиты). В целом все реакции биотрансформации делят на две группы или фазы: o реакции I фазы – реакции превращения исходного вещества в более полярный мета- болит путем введения или раскрытия функциональной группы (-ОН, -NH2, -SH). Эти метаболиты часто неактивны, хотя в некоторых случаях активность не исчезает, а только изменяется. Если эти метаболиты достаточно полярны, они могут легко экс- кретироваться, o реакции II фазы – отличительным признаком этой фазы являются реакции конъюга- ции с глюкуроновой, серной, уксусной кислотами, с глутатионом или аминокислота- ми. Оба типа реакций совершенно самостоятельны и могут идти независимо друг от друга и в любом порядке. Для некоторых веществ после реакций I и II фазы вновь могут наступить реакции фазы I. Биохимия печени 364 РЕАКЦИИ МИКРОСОМАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ Реакции микросомального окисления относятся к реакциям фазы I и предназначены для придания гидрофобной молекуле полярных свойств и/или повышения ее гидрофильно- сти, усиления реакционной способности молекул для участия в реакциях II фазы. В реакциях окисления происходит образование или высвобождение гидроксильных, карбоксильных, тиоловых и аминогрупп, которые являются гидрофильными. Ферменты микросомального окисления располагаются в гладком эндоплазматическом ретикулуме и являются оксидазами со смешанной функцией (монооксигеназами). Основным белком этого процесса является гемопротеин – цитохром Р450. В природе существует до 150 изоформ этого белка, окисляющих около 3000 различных субстратов. У млекопитающих идентифицировано 13 подсемейств цитохрома Р450. Считается, что фер- менты одних семейств участвуют в биотрансформации ксенобиотиков, других – метаболизи- руют эндогенные соединения (стероидные гормоны, простагландины, жирные кислоты и др.). Работа цитохрома Р450 обеспечивается двумя ферментами: 1. НАДН-цитохром b5-оксидоредуктаза, содержит ФАД, 2. НАДФН-цитохром Р450-оксидоредуктаза, содержит ФМН и ФАД. Оба фермента получают электроны от соответствующих восстановленных эквивален- тов и передают их на цитохром Р450. Этот белок, предварительно присоединив молекулу вос- становленного субстрата, связывается с молекулой кислорода. Получив еще один электрон, он осуществляет окисление субстрата и восстановление одного атома кислорода до воды. Второй атом кислорода включается в состав гидрофобного субстрата. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 365 Существенной особенностью микросомального окисления является способность к ин- дукции, т.е. увеличению мощности процесса. Индукторами являются вещества, активирую- щие синтез цитохрома Р450 и транскрипцию соответствующих мРНК. Классическим индук- тором считаются производные барбитуровой кислоты – барбитураты. Поскольку существу- ет много изоформ цитохрома, то имеется избирательность среди индукторов. Ингибиторы микросомального окисления связываются с белковой частью цитохрома или с железом гема – спиронолактон, эритромицин. Оценку микросомального окисления можно проводить следующими способами: o определение активности микросомальных ферментов после биопсии, o по фармакокинетике препаратов, o с помощью метаболических маркеров (антипирин). Антипириновая проба Обследуемый принимает утром натощак амидопирин из расчета 6 мг/кг веса. Собира- ется 4 порции мочи в интервале соответственно от 1 до 6 часов, 6-12, 12-24 и 45-48 часов. Объем мочи измеряется. Не позже, чем через 24 часа моча центрифугируется или фильтрует- Биохимия печени 366 ся. Далее исследуется концентрация 4-аминоантипирина и его метаболита N-ацетил-4- аминоантипирина в моче. РЕАКЦИИ КОНЪЮГАЦИИ Продукты метаболизма чужеродных веществ, образовавшихся в первой фазе биотранс- формации, подвергаются дальнейшей детоксикации с помощью ряда реакций второй фазы. Образующиеся при этом соединения менее полярны, благодаря этому легко удаляются из клеток. Соединения, обладающие активными группами, в гепатоцитах связываются с глутатио- ном, глюкуроновой, серной и уксусной кислотами, с глицином, глутамином, также могут ме- тилироваться. Конечная цель этих взаимодействий – маскировка токсичных групп в составе молекулы и придание ей большей гидрофильности. Наиболее активны в печени реакции конъюгации, катализируемые глутатион-S- трансферазой, сульфотрансферазой и УДФ-глюкуронилтрансферазой. Конъюгаты веществ с глутатионом, серной и глюкуроновой кислотами выводятся из организма преимущественно с мочой. Конъюгацию с глутатионом, приводящую к образованию меркаптуровых кислот, при- нято рассматривать в качестве основного механизма детоксикации. Глутатион представляет собой трипептид.

Задача.

Ацетилсалициловая кислота (аспирин) широко применяется как противовоспалительное и жаропонижающее средство. Как связан механизм действия аспирина с указанными эффектами?

Ацетилсалициловая кислота – неконкурентный, необратимый ингибитор фермента циклооксигеназы, контролирующего ключевой этап превращения полиеновых жирных кислот (в основном, арахидоновой [20:4, ω-6], в меньшем количестве эйкозапентаеновой [20:5, ω-3] и эйкозатриеновой [20:3, ω-6] кислот) в эйкозаноиды, многие из которых являются медиаторами воспаления.

 

 

Зав. кафедрой, профессор __________________________ Микашинович З.И.

 

«___» ___________________ 2016 г.