Биохимические изменения в организме человека

При нарушении обмена липидов

Метаболизм кетоновых тел

Кетоновыми телами называют β-оксимасляную кислоту, ацетоуксусную кислоту и ацетон.

В организме кетоновые тела в существенных количествах образуются как дополнительные энергетические субстраты для выпеченных тканей при дефиците глюкозы в клетках, что наблюдается при общем и углеводном голодании, при сахарном диабете.

Ацетоуксусная кислота образуется в организме и при диабете; может выделяться с мочой в значительном количестве. β-оксимасляная кислота, ацетоуксусная кислота и ацетон, объединяемые в клиническом анализе в

группу «ацетоновых тел», связаны в обмене веществ друг с другом в следующей цепи превращений:

H H H ₊₀ H H _{- CO2}

HC C C COOH HC C C COOH H₃C C CH₃

H H H H

OH O O β – оксимасляная ацетоуксусная ацетон

кислота кислота

 

 

Вещества эти образуются из высших жирных кислот.

Местом синтеза кетоновых тел является только печень, другие ткани не обладают способностью их синтеза.

 

В условиях дефицита глюкозы в клетках возможно­сти интенсификации окисления ацетил-КоА в ЦТК^* ограничены невысокой концентрацией оксалоацетата. Поэто­му количество производимых печенью кетоновых тел пре­вышает возможность их окисления, кетоновые тела на­капливаются в крови (кетонемия), выводятся из организ­ма с мочой (кетонурия), а ацетон частично удаляется че­рез легкие (запах ацетона). Поскольку кетоновые тела яв­ляются кислотами, накопление их приводит к метаболи­ческому ацидозу, который сначала компенсируется буфер­ными системами, затем при исчерпывании щелочных резервов крови переходит в некомпенсированную стадию, и сдвигу рН крови. Клинически это проявляется тошно­той, рвотой, нарушением рефлексов, сознания, вплоть до гибели больного. Это состояние называется кетонемической комой. Кетоновые тела в моче являются патологическими компонентами, свидетельствующими о глубоком нарушении метаболизма.

 

Качественные реакции на кетоновые тела в моче

 

Опыт 1. Проба Либена

Реакция основана на свойстве ацетона превращаться в йодоформ в присутствии йода в щелочной среде.

К 1 мл исследуемой мочи добавляют несколько ка­пель раствора Люголя (йод в растворе йодистого калия) и несколько капель 10%-гораствора гидроксида натрия. При наличии ацетона в моче появляется помутнение за счет образования йодоформа, имеющего характерный запах:

СН ₃

С = 0 + 3I₂ + 4NaOH →СHI₃ + CH₃COONa + 3NaI + ЗН₂О

СН ₃ осадок

ацетон йодоформа

(желтый, кристаллический)

образование йодоформа

________________

* ЦТК- циклтрикарбоновых кислот ацетил-КОА – ацетилкарбоксилаза

 

Опыт 2. Проба Легаля

Реакция основана на том, что ацетон и ацетоуксус­ная кислота в щелочной, среде образуют с нитропруссидом натрия комплексные анионы оранжево-красного цве­та, переводящего в вишнево-красный при подкислении концентрированной уксусной кислотой.

К 1 мл мочи добавляют несколько кристаллов нитро-пруссида натрия и 3-4 капли 10% -го раствора гидрокси­да натрия. При кетонурии появляется оранжевое окра­шивание, которое превращается в вишневое при добавле­нии 5-8 капель концентрированной уксусной кислоты.

Опыт 2. Проба Герхарта

Енольная форма ацетоуксусной кислоты, взаимодей­ствуя с хлорным железом, образует комплексное соеди­нение вишнево-красного цвета.

К 1 мл мочи добавляют несколько капель хлорного железа. При наличии в моче ацетоацетата появляется вишнево-красное окрашивание.

 

СН₃ СН₃

C = O C - O

СН₂ СН₂

COOH COOH

ацетоуксусная кислота ацетоуксусная кислота

(кетоформа) (енольная форма)

 

 

Лабораторная работа № 14

Гормоны-белки, гормоны-пептиды.

Механизм их действия на организм человека.

Инсулин.

Инсулин синтезируется β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы в ответ на повышение в крови концентрации глюкозы, ионов кальция, аргинина, лейцина и глутаминовой кислоты под контролем гормо­нов-соматотропина и соматостатинда. По химической природе — белок, имеющий

 

четвертичную структуру, состоит из 4 субъединиц, каждая из которых включает 51 остаток аминокислот. В каждой субъединице имеются 2 полипептидные цепи: цепь А, содержащая 21 остаток аминокислот, и цепь В, содержащая 30 остатков амино­кислот. Полипептидные цепи связаны двумя дисульфидными мостиками. В крови содержание инсулина состав­ляет 1,3∙10^-11 моль/л, причем присутствует как свобод­ный, так и связанный с белками инсулин, функционирует инсулин 20 мин.

 

Рис. Первичная структура молекулы инсулина. Две полипептидные цепочки (А и Б) соединены S—S-мостиками (на рисунке обозначены черными прямо­угольниками). Названия аминокислотных звеньев указаны сокращенно.

 

Белок рецептор для инсулина представляет собой гликопротеин, состоящий из 4 субъединиц с молекулярной массой 3 ∙ 10⁵ Д.

Клетки-мишени для свободного инсулина: гепатоциты печени и клетки скелетных мышц; для связанного инсулина – адипоциты жировой ткани. В нервной ткани отсутствуют клетки мишени для инсулина. Инсулин не проходит через гематоэнцефалический барьер.

Механизм действия инсулина на клетки-мишени – мемранно-внутриклеточ-ной, через ц-АМФ*.