Изменение активности ф. в пр-се развития.

Сост. в изм. конц-ций, что обусл. соотн. пр-в синтеза и распада каталитич. белков. Акт-ть лактазы макс. к моменту рождения и сниж к 3-5 годам, у взрос сост 10% от ур. акт, хар-ной для детей.

АлАТ катализ. трансаминир между аспартатом и а-кетоглуторатом, и АсАТ, катал. трансам. между аланином и а-кетоглуторатом, в кач-ве кофермента сод. пиридоксальфосфат, сод-е к-го с возр. сниж.

Щелочная фосфатаза- мембранный металлоферм., в сост.акт. ц. входит цинк. присут. в кажд. органе, осн. ист. гепатобилиарное дерево и остеобласты, в выс. конц. в костях. мышцах. печени, почках, плаценте. Наиб высокая акт в период н/р и дет., ее роль важна в пр-х кальцификации.

Энзимодиагностика - определение актив. ф. в биологич. жид-тях. для постановки диагноза забол. Исслед. наличие Ф.. вып. в норме ф-цию внутри клеток или явл. секретор. в-вами и не вып. метаб. ф-ций в плазме. В N акт. этих ферм. в плазме незнач., но при повр. кл. или ихх избыт. пролиферации. увелич. Для повыш. специф. исслед.. исслед изоф.

АсАТ - увелич. при заб с-ца (инф. миок), ск. м-ц (травмы. миопатии)

АлАТ - при о. гепатитах. циррозах печени

g -глутамиламинотрансфераза - при заб печени

а-амилаза, присут явл. маркером почеч недост., о. панкреатита,

креатинкиназа - при заб. м-ц -ММ, при инф. миок.-ВМ.

кислая фосфатаза - исп. для мониторинга метастат. карциномы простаты.

щелочная фосфатаза - увелич. акт. при заб гепатобилиарного тракта, костей. при рахите.

ЛДГ1 увеличивается при инф. миока.

ЛДГ2 увелич в крови при остром лимфобластном лейкозе, при ревматизме.

ЛДГ3 увелич. в крови при миоме матки и отром лимфобластном лейкозе

ЛДГ4 увелич в крови при поражениях печени

ЛДГ5 увелич в крови при поражениях почек, кардиосклерозе, острой фазе ревматизма.

При заболеваниях печени у детей в крови повышается содержание всех пяти форм ЛДГ(болезнь Боткина, цирроз)

При гепатите ЛДГ5 снижается на 52%, а при жировой дистрофии печени на 31%. В моче при хр пиелонефрите увеличеваестя содержание всех 5 форм ЛДГ. Гломерулонефрит дает повышение в моче ЛДГ3и ЛДГ4.

 

Направление химической реакции определяется значением ΔG (свободной энергии системы). Если эта величина отр., то р-ция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии - экзергонические р-ции. Если при этом абсолютное значение ΔG велико, то реакция идёт практически до конца, и её можно рассматривать как необратимую. Если ΔG положительно, то реакция будет протекать только при поступлении свободной энергии извне- эндергоническими р-ции. Если абсолютное значение ΔG велико, то система устойчива, и р-ция в таком случае практич. не осущ-ся. При ΔG, равном нулю, система находится в равновесии. В биологич. системах термодинамически невыгодные (эндергонические) р-ции могут протекать лишь за счёт энергии экзергонических р-ций - р-ции энергетически сопряжённые. Многие из этих р-ций происходят при уч-ии АТФ, играющего роль сопрягающего фактора. Макроэргические соед-я -группа прир. в-в, молекулы к-х содержат богатые энергией, или макроэргич., связи; присутствуют во всех живых клетках и участвуют в накоплении и превращении энергии. Разрыв макроэргических связей в молекулах М.с. сопровождается выделением энергии, используемой для биосинтеза и транспорта в-в, мыш. сокращ., пищеварения и др. пр-в жизнедеят-ти организма. Сод. фосфорильную или ацильную гр. Биологическое окисление - это дегидрирование субстрата с помощью промежуточных переносчиков водорода и его конечного акцептора. О2 в этом процессе используется как акцептор Н от окисляемых (дегидрируемых) веществ (субстратов), в результате чего синтезируется вода. Явл. экзоэргический пр-с. Орг-м превращ. около 40% энергии, выдел. при ок-нии, в энергию м. с. АТФ. При потр. 1 молек. О2 обр. 3 АТФ.

 

Окислительное фосфолирование - образование АТФ) из аденозиндифосфорной и фосфорной к-т за счет энергии, освоб-ся при ок-ии орг. в-в в живых кл.

Каждая ок. р-ция в соответствии с величиной высвобождаемой энергии «обслуживается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соотв-но своим ок-восст. потенциалам эти соединения в восстановленной форме подключаются к дыхат. цепи.

Дыхательная цепь - это переносчики протонов и электронов от окисляемого субстрата на О2. Дыхат. цепь состоит из: НАД-зависимой дегидрогеназы; ФАД-зависимой дегидрогеназы; Убихинона (КоQ); Цитохрмов b, c, a+a3. Соединение может отдавать электроны только соед-ю с более высоким ок-восст. потенциалом. В дых. цепи каждое последующее звено имеет более высокий потенциал, чем предыдущее. Наруж. мембрана митох. проницаема для большинства мелких молекул и ионов, внутренняя почти для всех ионов (кроме протонов Н) и для большинства незаряженных молекул. Компоненты дых. цепи встроены во внутр. мембрану. Транспорт протонов и электронов по дых. цепи обеспечивается разностью потенциалов между ее компонентами. При этом каждое увеличение потенциала на 0,16 В освобождает энергию, достаточную для синтеза одной молекулы АТФ из АДФ и Н3РО4. Процессы ок. и образования АТФ из АДФ и фосфорной к-ты т.е. фосфорилирования протекают в митох. Внутр. мембрана образует множество складок - крист. Про-во органиченное внутренней мембраной - матриксом. Пр-во между внутр. и наруж. мембранами наз. межмембранным. Перенос электронов по дыхат. цепи от НАДН к О2 сопровождается выкачиванием протонов из матрикса митохондрий через внутреннюю мембрану в межмембранное пространство. Протоны, перенесённые из матрикса в межмембранное пр-во, не могут вернуться обратно в матрикс. Создаётся протонный градиент, при котором концентрация протонов в межмембранном пространстве больше, а рН меньше, чем в матриксе. В дыхат. цепи есть только 3 участка - уч-ки сопряжения и фосфолирования, где перенос электронов сопряжен с накоплением энергии, достаточным для обр-я АТФ, на др. этапах возник-я разн. потенциалов для этого пр-са недостаточна. Теория сопряжения Митчела - ок-е субстрата и фосфолир-е АДФ через протонный градиент. Часть энергии эл. трансформир. в энергию трансмембранного электрохим. потенциала, созд-го путем перекачки протонов из матрикса митох. в межмебр. пр-во. В дальнейшем протоны через канал сопрягаещего устройства возвр. в матрикс, конц. протонов выравнивается, мембрана разряж., а энергия трансмемранного потенциалал исп. для синт. АТФ.

Коэфф. фосфолирования Р/О - соотношение колич. израсход. на синт. АТФ Н3РО4 и поглощенного О2. Выраж. эффективность функционирования цепи транспорта эл., чем выше этот коэфф., тем больше синт-ся АТФ в расчете на каждую пару синт-х электронов. В случае полной дых. цепи равен 3.

Трансмембр. электрохимич. потенциал. - градиент концентрации ионов водорода и эл. зарядов по обес строноны мембр. митох. Наруж. заряж. положит. - конц. протонов увеличена. Этот потенциал склад из разности эл. зарядов величиной 0.20 В и концентрац. градиента ионов водорода - 0.05 В. Возн. протонный потенциал путем перекачки ионов водорода из матрикса в межмембранное пр-во за счет энергии электронов окисленного субстрата, проходящих по дыхат. цепи. в каждой точке споряж ок. с фосф-м в межмембр. пр-во поступает 4 протона а не 2. избыт. величина электрохим потенциала необх для обесп. транспорта из цитоплазмы в митохондрию ПВК, неорг. фосфата, АДФ, а из митох в цитопл. - АТФ.

НАД-зависимые дегидрогеназы. В качестве кофермента содержат НАД и НАДФ. Пиридиновое кольцо никотинамида способно присоединять электроны и протоны водорода.В активном центре фермента НАД+ взаимодействует с субстратом и, отбирая два атома водорода, окисляет субстрат. К атому углерода, расположенному напротив заряженного азота, присоединяются два электрона и протон, т.е. гидрид-ион Н-, взаимодействие НАД+ с двумя электронами и протоном ведет к образованию НАДН.

В дыхат. цепи протоны переносятся через мембрану, создавая ΔрН, электроны движутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохромоксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-синтазой. Таким образом, тканевое дыхание «заряжает» митохондриальную мембрану, а окислительное фосфорилирование «разряжает» ее. Разность эл. потенциалов на митох. мембране, создаваемая дыхат. цепью, к-я выступает в кач-ве молекулярного проводника электронов, является движущей силой для образования АТФ. Разобщение процессов дыхания и окислительного фосфорилирования происходит если протоны начинают проникать через внутреннюю мембрану митохондрий. В этом случае выравнивается градиент рН и исчезает движущая сила фосфорилирования. Хим. в-ва - разобщители называются протонофорами, они способны переносить протоны через мембрану. К таковым относятся 2,4 -динитрофенол, гормоны щитовидной железы и др. В норме скорость митохондриального транспорта электронов регул-ся содержанием АДФ. Выполнение кл. ф-ций с затратой АТФ приводит к накоплению АДФ, к-й в свою очередь активирует тканевое дыхание. Т. о., клеткам свойственно реагировать на интенс-ть клет. метаболизма и поддерживать запасы АТФ на необходимом уровне. Это свойство называется дыхательным контролем.

Токсичность кислорода.

Среда с сод-м кислорода явл. агрессивной по отнош. к орг. формам жизни, что связано с обр-м активных форм О2 в процессе жизнедеят. или под дейст. различ. форм ионизир. излучения. Фактор, опр-й жизнеспос. орг-ма в среде ккислорода - наличие у него функциональной антиоксидантной системы, спос. к элиминации. Супероксиддисмутаза элим. супероксид-анион, каталаза элим. перекись водорода, цитохром - ферм., отвеч за перенос эл. от НАДН к О2. Дполнит. защита обеспеч. синтезом или накоплением низкомолек. антиоксидантов вит. А, С, Е. лим. к-ты.

Осн. субстратом перикисного окисления липидов явл. полиненасыщенные цепи жирных к-т, входящих в сост. клеточ. мембр., липопротеинов. Их атака кислородными радикалами приводит к обр-ю гидрофобных радикалов, взаимодейст. др. с др.

Антиоксиданты - ингибиторы окисления прир. или синтетич. в-ва. спос. тормозить окисление. Мех-м действия сост. в обрыве реакционных цепей, молек. антиокс. взаимод с акт. радик. с обр. малоакт. радик., уменьш скорость окисления

Цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в к-е превращ. в пр-се катаболизма большая часть орг. молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных к-т и аминок-т. Данный цикл происходит в матриксе митох. и состоит из 8 последовательных р-ций. Нач. цикл с присоед. ацетил-КоА к оксалоацетату и обр-ия цитрата. Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований и двух декарбоксилирований теряет два углеродных атома и снова в цикле К. превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в рез-те полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2О, а молекула оксалоацетата регенерируется. Ц. К. дает поток электронов в связ. НАДН2 и АТФ форме. При окислении 1 молек. ацетил-КоА в ц. К. и системе окислительного фосфорилирования может обр-ся 12 АТФ.

Амфиболические ф-ции ЦТК - двойственный хар-р, обеспечение распада ацетата и следоват. спос. катаболизму углеводов, липидов, ам-т, с др. стороны субстраты цикла исп. в анаболич. целях - для синтеза глюкозы, дикарбоновых к-т. порфиринов.

Анаболические ф-ции ЦТК - обр. ряд промежуточ. соед., исп. дляя синт. других соед-й, а-кетоглуторат - для глутамата, сукцинил КоА - для гема, малат - для пвк.

 

 

Гормоны - вещ-ва органич. природы, выраб. в специализ. кл. желез внутр. секреции, поступ. в кровь и оказ. регулир-ее влияние на обмен в-в и физиологич. ф-ции. гормоны занимают промежут. звено в регуляции процессов обмена между н.с. и действием ферментов.

По механизму действия гормоны можно разделить на 2 группы. К 1ой группе относят гормоны, взаимод с мембранными рецепторами (пептидные гормоны, адреналин, а также г. местного действия - цитокины, эйкозаноиды). 2ая группа включает г., взаимод-е с внутриклеточными рецепторами.

Гормоны, связываясь с рецепторами на пов-ти клеточной мембраны, образуют комплекс гормон-рецептор, к-ый трансформирует сигнал первич. посредника в изменение концентрации вторич. посред-в (цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАТ, Са2+, NO). Наиболее изученным является аденилатциклазный путь передачи гормонального сигнала. В нем задействованы: 1) рецептор гормона; 2) фермент аденилатциклаза, выполняющая функцию синтеза цАМФ; 3) G-белок, осуществляющий связь между аденилатциклазой и рецеп.; 4) цАМФ-зависимая протеинкиназа, катализ-ая фосфорилирование внутриклеточных ферментов или белков-мишеней, соответственно изменяя их активность; 5) фосфодиэстераза, которая вызывает распад цАМФ и тем самым прекращает действие сигнала.

Связ-е Г. с β-адренергическим рецептором приводит к струк. изм. внутриклет. домена рецептора, что в свою очередь обесп. взаимодействие рецеп. со 2м белком сигнального пути – ГТФ-связывающим(G-белком). Гормонрецептор. компл. переводит G-белок в активное состояние, перемещ. к аденилатциклазе и акт-т ее. Аденилатциклаза катализирует реакцию синтеза цАМФ из АТФ. Протеинкиназа – это внутриклеточный фермент, через который цАМФ реализует свой эффект. Протеинкиназа может существовать в 2 формах. В отсут. цАМФ прот-за представлена в виде тетрамерного комплекса, сост. из 2 каталитических и двух регуляторных субъед.; в этой форме фермент неактивен. В присутствии цАМФ протеинкиназный комплекс обратимо диссоциирует на одну регулят. субъединицу и две свободные каталитические субъед.; последние обладают ферментативной акт-тью, катализируя фосфорилирование белков и ферментов, изменяя клеточную акт-ть. Ряд Г. оказ. тормозящий эфф. на аденилатциклазу, соответственно снижая уровень цАМФ и фосфорилирование белков.

Реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки - рецепторы для Г. нах. в цитоплазме клетки. Г. этого механизма действия в силу своей липофильности легко проникают через мембрану внутрь клетки-мишени и связ. в ее цитоплазме специфическими белками-рецепторами. Гормон-рецепторный комплекс входит в клеточное ядро. В ядре комплекс распадается, и Г. взаимод. с опр. уч-ми ядерной ДНК, обр-ся особая матрич. РНК. М-РНК выходит из ядра и спос. синтезу на рибосомах белка или белка-фермента (стероидные гормоны, гормоны щит. ж-зы). Для их действия характерна глубокая и длительная перестройка клеточного метаболизма.

Возд. некот. белково-пептидный гормонов выз. усленное поступление ионов Са в цитоплазму из митох. или через кальциевые каналы. Са взаимод. с кальмодуллином. возн. комплекс., активир. протеинкиназы. фосфолир-е кл. белки.

 

 

Г. передней доли гипофиза.

В перед. доле выраб. в основном белковые и полипептидные Г., называемые тропными

Адренокортикотропный гормон (АКТГ),

Влияние выраж. на пучковую зону --> увелич. обр. глюкокортикоидов. Стимул. липолиза (мобилизует жиры из жировых депо и спос. ок-ию жиров), увелич. секр. инсулина и соматотропина, накоплении гликогена в кл. мыш. тк., гипогликемии, усилении пигм. за счет действия на пигментные клетки меланофоры. Молекула АКТГ сод. 39 аминокислотных ост. Сод. 2 акт. уч-ка цепи, 1 отв. за связ. с соотв. рецептором, другой - за гормон. эфф. АКТГ взаимод. с рецеп. кл. мембр., сигнал перед. на ферм. аденилатциклазу, кат. распад АТФ и обр-е цАМФ, к-й акт-т протеинкиназу. Пр-за фосфолирует холинэстеразу, превращ-ю эфиры холестерина в своб холестерин, который поступ. в митох надпоч., где сод-ся все ферм., катализ -е превращ. холестерина в кортикостероиды.

Соматотропный гормон (СТГ)

сост. из 191 аминок-ты и содержит 2 дисульфидные связи, N и С концевые аминокислоты предст. фенилаланином. Влияет на все клетки организма. определяя интенс обм углеводов, белков. липидов и мин. в-в. Усил. биосинтез белка, ДНК, РНК, гликогена, спос. мобилиз. жиров из депо, распаду высших жир. к-т, глюкозы в тк. Стимул. рост скелета, Биол. эфф. осущ. через соматомедин - сульфирующий, или тимидиловый фактор, стимулир. вкл. сульфата в хрящи, тимидина - в ДНК. уридина - в РНК. пролина в коллаген.

Лактотропный гормон

Стимулир. лакт-ю и рост. мол. ж-з, стим. рост. внут. орг.. секр. желтого тела, ок. ренотропное, эритропоэт., гиперглик. дейст. 199 аминок-т, 3 дисульфид. св.

Тиреотропный гормон (ТТГ)

слож. гликопротеид, сост. из a (96 ам-ты)и b- субъед.(сод 112 ам-ты), контр. ф-цию и разв. щит. ж-зы.

Гонадотропные гормоны

фолликулостимулир. и лютеинизир. Рег. стероидо - и гаметогенез в пол. ж-зах. Гликопротеины. Лютропин a (89 ам-т и 2 углевод. радик.) и b-субъед.

Липотропные гормоны

Жиромобил. дейст.. кортикотроп., меланоцитстимул., гипокальциемич., повыш. ск-ти утилиз. глюкозы в тк. протеинкиназа фосфолир. неактивную тиацил-глицерол липазу, расщепл-ю нейтр. жиры на диацилглицерол и выс. жир. к-ту.

эти эфф. осущ. прод-ми распада b- липотропина. 91 ам-та. Явл. предш. метионин-энкефалин, лейци-энкефалин, эндорфин.

 

Г. задней доли гипофиза.

Вазопрессин и окситоцин отклад. в зад. доле. Нонапептиды. 9 аминокислот. Окситоцин стимул. сокр. гл. муск. матки, мыш. альвеол, вазопрессин стим. сокращ. глад. мыш. волокон сосудов. регул. вод. обм. контр. осмот. давление плазмы.

 

Кортикостероиды.

Глюкокортикоиды(влияние на обм. углеводов, белков, жиров и нукл. к-т) и минералокортикоиды(вл. на обм. солей и воды). В основе лежит кольцевая сист. циклопентанпергидрофенантрена. 21 углерод. атом. двойная св. между 4 и 5 ат, кетогруппа у 3го. боковая цепь -СО-СН2-ОН у 17го.

Прегнан, кортикостерон. кортизол. кортизон, дезоксикортикостерон, альдостерон. Предш. явл. холестерол. Горм. проник. через клет. мембр., обр. стероидорецепт. компл. в цитоплазме. транспорт в ядро и связывание с хроматином. Гл-ды прояв. катаб. дейст., сниж прониц. клет. мембр., тормож. поглощ. глюкозы и ам-т, в печени оказ противоп. дейст., сниж синт гликогена в м-цах, торм. ок-е глюкозы, усил. распада жиров. Мин-ды спос. удерж. ионов Na, Cl., вывед. К., за счет усил реабс. в кан. почек.

 

Эстрогены

Эстрадиол синт-ся в фоллик. Сост. из 18 ат. углерода. предш. явл. холестерин. Плацента также продуц эстр. Прогестерон сост из 18 ат. С. Эти горм выз. разв. вторич. пол. признаков., прог. подгот. слиз. об. матки к имплант. яйцекл., сохр. берем., торм. овуляцию и стимул. разв. тк. молоч. ж-зы. Эстрогены оказ. анаболич. дейст., стимул. синтез белка. Связ. с внутриклет. рецеп. и регулир. транскрип. генов подобно стер. горм.

 

Андрогены

Предш. - холестерол, к-й поступ. из плазмы в иде ЛПНП, либо синт. в пол. ж-за из ацетил_КоА. У эмб. под дейст. андрогенов из вольфова протока обр. придаток яичка. семявыносящ. проток и семенной пузырек. У плода муж. пола происх маскулм=инизация мозга. Стимул. клет. деление, стим. формир. вторич. пол. призн. Тестостерон и дигидротестостерон.

Инсулин.

Полипептид. сост. из 2 полипепт. цепей. Цепь А сод. 21 ам-тных ост., цепь В - 30 аминок. 2 цепи соед. между собой дисульфидными мостиками, дисульф. мостик. внутри а цепи соед. 6 и 11 ост. в А цепи. Инс. нах. в своб. и в связанной с белками плазмы крови формах. Своб. влияет на мет-м всех инсулинчувствит. тк., а связанный - на жировую ткань. Менее чув. к инсулину - печень, нечув. - нервная тк. В тк. обнаружены мембранные рецепторы к Инс. гликопротеидной природы. Когда Инс. соединяется с рецептором, комплекс гормон-рецептор обладает спос-тью резко изм. проницаемость клеточ. мембр. для глюкозы, аминок-т. ионов Са, К, Na/ Сущ. 2 мех-ма стимул. транспорта глюкозы внутрь клетки-мишени:

1. Инс. взаимод. с белками, формир. глюкозные каналы в мембр., при этом каналы открываются и глюкоза свободно входит внутрь кл.

2. Косвенный путь: Инс. передает сигнал на мембр. рецепторы, а далее этот сигнал идет на внутрикл. ферм. - гуанилатциклазу. Благодаря ей сигнал поступает на цГМФ. далее цГМФ фосфолирует внутриклеточные белки и в рез-те этого мембр. становится проницаемой для глюкозы. аминок-т, ионов. Глюкоза встает на синтез гликогена, усил. синтез триацилглицеридов, синт. белка. синт ДНК, ее репликация и транскрипция РНК, что прив. к ускор. росту кл. и их ускор. диффер. тормозится гликогенолиз и глюконеогенез. Инс. выз. сниж. конц. глюкозы. аминок-т, жир. к-т. глицерина, ионов К в крови. Уменьш. потеря с мочой аминок-т. ионнов К.

Глюкагон - одноцепоч. полипептид. сост. из 29 аминок-т. Глюкагон связ. с мембр. рецепторами тканей-мишеней. Сигнал, к-й глюкагон передает на мембр. рецептор, далее идет в клеточ. фермент аденилатциклазу. Далее сигнал перед. на цАМФ, потом на ферм. фосфорилазу, к-я выз-т мобилизацию гликогена в печени и распад триацилглицеридов в жировой ткани. Повыш. ур. глюкозы, жир. к-т. глицерина в крови, обр-е большого кол-ва ацетил-КоА. В печени глюкагон угнет. синтез белка на рибосомах и облегчает распад белков. Обр-е аминок-ты идут на глюконеогенез и синтез мочевины.

Общ. фундамент. мех-мом, посредством к-го реализ. биологич. эфф. вторич. посред. внутри кл. явл. процесс фосфолирования-дефосфолирования белков при участии широкого разнообразия протеинкиназ, катализ. транспорт концевой гр. от АТФ на ОН-гр. серина и треонина, тирозина белков-мишеней. Процесс фосф-я предст. собой важнейшую посттрансляционную химич. модифик. белк. молек. Изм их струк. и ф-ции, актив. или ингибир. их каталитич. св-в. опр. скорость хим. р-ций и функ. акт-ть кл.