Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Фгбоу во тверской гму минздрава России. Фгбоу во тверской гму минздрава РоссииСтр 1 из 126Следующая ⇒
ФГБОУ ВО Тверской ГМУ Минздрава России
Кафедра биохимии с курсом КЛД ФДПО, интернатуры и ординатуры
Ситуационные задачи по биохимии Задачник с ответами 2-е издание, дополненное и переработанное
Тверь 2020 J I. СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ I.1. Модуль 1. Химия и функции белков 1 Гистоны представляют собой небольшие по молекулярной массе основные белки, связывающиеся с ДНК в хроматине. Они положительно заряжены и взаимодействуют с отрицательно заряженными молекулами ДНК. А. Какие аминокислоты могут сформировать при рН клетки (ядра) положительный заряд гистонов. Напишите их формулы. Б. Опишите первичную и вторичную структуру ДНК. При рН 7,0 большинство аминокислот существует в виде биполярных ионов + H 3 N - CH - COO - │ R А. Назовите аминокислоты, имеющие при рН 7,0 дополнительный отрицательный заряд, и напишите их формулы в ионизированной форме. Б. Назовите аминокислоты, имеющие при рН 7,0 дополнительный положительный заряд, и напишите их формулы в ионизированной форме. Неполярные (гидрофобные) К неполярным (гидрофобным) относятся аминокислоты с неполярными R-группами и одна серусодержащая аминокислота: — алифатические: аланин, валин, лейцин, изолейцин — ароматические: фенилаланин, триптофан. — серусодержащие: метионин — иминокислота: пролин. 2. полярные (гидрофильные): К ним относятся аминокислоты, содержащие: — полярную ОН-группу (оксиаминокислоты): серин, треонин и тирозин — HS-группу: цистеин — амидную группу: глутамин, аспарагин — и глицин (R-группа глицина, представленная одним атомом водорода, слишком мала, чтобы компенсировать сильную полярность a-аминогруппы и a-карбоксильной группы). Заряженные отрицательно при рН-7 (кислые) Аспарагиновая и глутаминовая кислоты относятся к отрицательно заряженным аминокислотам. Они содержат по две карбоксильные и по одной аминогруппе, поэтому в ионизированном состоянии их молекулы будут иметь суммарный отрицательный заряд. Заряженные положительно при рН-7 (основные) К положительно заряженным аминокислотам принадлежат лизин, гистидин и аргинин. В ионизированном виде они имеют суммарный положительный заряд
Незаряженные гидрофильные аминокислоты (глицин, треонин, цистеин, тирозин, серин, аспарагин, глутамин). Содержат такие полярные функциональные группы как гидроксильная, сульфгидрильная и амидогруппа. При сближении в пространстве радикалы этих аминокислот образуют водородные связи. Связанные дисульфидной связью два остатка цистеина называют цистином. 3 При употреблении большого количества сырого яичного белка может развиться (особенно у детей) гиповитаминоз биотина, сопровождающийся специфическим дерматитом (болезнь Свифта). Это объясняется тем, что в сырых яйцах содержится гликопротеин - авидин. В желудочно-кишечном тракте авидин образует нерастворимый комплекс с биотином. А. Почему вареные яйца такого эффекта не вызывают? Ответ проиллюстрируйте схемами. Б. Что такое электрофорез белков крови? Опишите принцип метода. Высаливание – один из методов фракционирования белков. А. Выделите физико-химические свойства белков, нарушение которых при повышении концентрации солей приведет к выпадению в садок: 1. суммарный заряд 3. размер белковых молекул 2. степень гидратации белков 4. форма белковых молекул А. Регулировать биологическую активность белков в организме человека? Б. Вызывать денатурацию белка? 1. Изменение температуры. 2. Взаимодействие с лигандами (субстратами, эффекторами - регуляторами, кофакторами). 3. Отщепление части пептидной цепи при действии протеолитических ферментов. 4. Изменение рН. 5. Изменение химической модификации белков (присоединение фосфатной, метильной или ацетильной групп к молекуле белка). 6. Действие солей тяжелых металлов. Белок имеет ИЭТ - 4,7. А. Электрофорез В. Диализ С. Высаливание 1. Метод, используемый для очистки белка от соли 2. Метод, основанный на различиях в растворимости белков В. Опишите структуру ДНК. В. Опишите функции мРНК. Кислородом 100%
HbF
HbA 50%
парциальное 20 40 60 80 100 давление О2 Пируваткарбоксилаза. Кислота кисло та
СО2 Кофермент карбоксилаз I II III E+S ES ES* P+E Сукцинатдегидрогеназа (СДГ) дегидрирует сукцинат, превращая его в фумарат COOH COOH Стр 122 А. КК относится к классу трансфераз. Мололекула КК – димер, состоящий из субъединиц 2 типов: М(мышца) и В(мозг). Из этих субъединиц образуются 3 изофермента – ВВ, МВ, ММ. Изофермент ВВ находится преимущественно в головном мозге. ММ – в скелетных мышцах и МВ – в сердечной мышце. Изоформы КК имеют разную электрофоретическую подвижность. Б.Фермент КК представлен 3 изоферментами, различающимися по электрофоретической подвижности: ВВ - мозговой изофермент, отражающий патологию клеток головного мозга МВ - сердечный изофермент, изменяющийся при повреждении клеток миокарда ММ - мышечный изофермент, находящийся в скелетных мышцах
В.Креатин киназа является ферментом клеточного метаболизма. Активность МВ-изоформы (также повышается и общая креатинфосфокиназа) в сыворотке крови повышается при инфаркте миокарда. Её повышение (МВ-изоформы) отмечается уже через 2-4 часа после острого болевого приступа; возврат показателя к норме происходит достаточно быстро (на 3-6 сутки), поэтому определение общей креатинкиназы в крови в более поздние сроки для диагностики инфаркта миокарда малоинформативно. Повышение активности креатинкиназы нередко наблюдается и при острых миокардитах, однако является не столь выраженным и держится значительно дольше, чем при инфаркте. Активность ММ-формы в сыворотке повышается при прогрессирующей мышечной дистрофии, при нарушениях скелетных мышц. Высокая активность общей креатинкиназы нередко встречается при травматических повреждениях и заболеваниях скелетных мышц (например, при прогрессирующей мышечной дистрофии, миопатии, дерматомиозите), а также при некоторых заболеваниях головного мозга, после хирургических операций, приема больших доз психотропных препаратов и алкоголя, при любых видах шока, гипотиреозе. Снижение уровня креатинкиназы часто выявляется при тиреотоксикозе (повышенный выброс гормонов щитовидной железы). Изоформа ВВ не может проникать через гематоэнцефалический барьер, поэтому в крови практически не определяется и диагностического значения не имеет. В результате неферментного дефосфорилирования, главным образом в мышцах, креатинфосфат превращается в креатинин, выводимый с мочой. Суточное выделение креатинина у каждого индивидуума постоянно и пропорционально общей массе. Г. Креатинфосфат – макроэргическое соединение, которое накапливается в мышечной и нервной ткани и служит резервной формой энергии. Креатинфосфат активно используется в работающей мышце. Креатинфосфат обеспечивает ресинтез АТФ в первые секунды работы (5-10 сек), когда ни анаэробный гликолиз, ни аэробное окисление глюкозы и жирных кислот еще не активировано, и кровоснабжение мышцы не увеличено. В клетках нервной ткани креатинфосфат поддерживает жизнеспособность клеток при отсутствии кислорода. Также Креатинфосфат совместно с АТФ постоянно присутствуют в мозговой ткани и в случае прекращения доступа кислорода мозг может «просуществовать» немногим более минуты за счет резерва лабильных фосфатов.
Д. 1. аргинин + глицин гуанидинацетат + орнитин Е1 - глицинамидинотрансфераза В почках образуется гуанидинацетат при действии глицинамидинотрансферазы. Далее реакции переходят в печени. 2. гуанидинацетат + S-аденозилметионин креатин + S-аденозилгомоцистеин Е2 – гуанидинацетатметилтрансфераза Реакция идет в печени. Гуанидинацетат траспортируется в печень, где происходит реакция метилирования с образованием креатина. 3.Далее креатин с током крови переносится в мышцы и клетки мозга, где из него образуется высокоэнергетическое соединение креатинфосфат. Эта реакция легко обратима и катализируется креатинкиназой. 40 Рассмотрите реакции и укажите: А. Класс ферментов (Е1,Е2) и их название; Б. Найдите по метаболической карте и опишите структуру витамина, входящего в состав кофермента; опишите структуру кофермента и тип реакций, катализируемый им; В. Опишите функцию кофермента в реакциях и расшифруйте аббревиатуру НАД+ и НАДН; Г. Назовите процесс, в котором принимают участие данные реакции, укажите его значение; СООН СООН СН – ОН С=О Е1 СН2 + НАД+ СН2 + НАДН + Н+ СООН СООН СООН СООН СН2 СН2 Е2 СН-СООН + НАД+ СН-СООН + НАДН + Н+ СН-ОН С = О ½ СООН СООН
А. Оксиредуктазы (малатдегидрогеназа, изоцитратдегидрогеназа); Оксидоредуктазы Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции и подразделяются на 5 основных подклассов: - оксидазы; - аэробные дегидрогеназы; - анаэробные дегидрогеназы; - гидропероксидазы; - оксигеназы. Аэробные дегидрогеназы. Катализируют удаление водорода из субстрата, используя в качестве акцептора водорода не только кислород, но и искусственные акцепторы (например, метиленовый синий). Эти дегидрогеназы относятся к флавопротеинам.В результате реакции образуется пероксид водорода, а не вода. В качестве кофермента дегидрогеназы содержат ФАД (флавинаденин-динуклеотид) или ФМН (флавинмононуклеотид). Многие флавопротеиновые ферменты содержат несколько ионов металлов. К ферментам группы аэробных дегидрогеназ относятся: дегидрогеназа L-аминокислот (оксидаза L-аминокислот), катализирующая окислительное дезаминирование природных L-аминокислот, и ксантиндегидрогеназа (ксантиноксидаза), катализирующая окисление ксантина в мочевую кислоту. Молибденсодержащий фермент ксантиноксидаза играет важную роль в катаболизме пуриновых оснований. Анаэробные дегидрогеназы. Катализируют удаление водорода из субстрата, но не способны использовать кислород в качестве акцептора. Анаэробные дегидрогеназы подразделяются в зависимости от природы кофермента на несколько групп. НАД+-зависимые (пиридинзависимые, первичные) дегидрогеназы, содержащие в качестве кофермента НАД+ или НАДФ+. В общем случае НАД+-зависимые дегидрогеназы катализируют окислительно-восстановительные реакции специфических (например, гликолиза) и общих путей катаболизма (например, цикла Кребса, дыхательной цепи). Примером НАД+-зависимых дегидрогеназ могут служить лактатдегидрогеназа, алкогольдегидрогеназа, глутаматдегидрогеназа и др. ФАД- и ФМН- зависимые анаэробные дегидрогеназы (флавин-зависимые дегидрогеназы). Первичные флавинзависимые дегидрогеназы переносят восстановительные эквиваленты от субстрата непосредственно на дыхательную цепь. К ним относятся, например, сукцинатдегидрогеназа (СДГ), ацил-КоА-дегидрогеназа и митохондриальная глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа. Малатдегидрогеназа — фермент, катализирующий окислительно-восстановительное превращение малата и оксалоацетата, а также окислительное декарбоксилирование малата до пирувата; активность фермента в сыворотке крови используется в рвачестве вспомогательного диагностического теста при ряде заболеваний, главным образом заболеваний сердечно-сосудистой системы и печени. Изоцитратдегидрогеназа-катализирует третью реакцию в цикле Кребса, превращение изоцитрата в α-кетоглутарат. ходе изоцитратдегидрогеназной реакции изолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом, которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg2+ или Мn2+.
Б. Витамин В5, (РР). Амид никотиновой кислоты; Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, ниацин) получил также название антипеллагрического витамина (от итал. preventive pellagra – предотвращающий пеллагру), поскольку его отсутствие является причиной заболевания, называемого пеллагрой. Молекула НАД представляет собой своеобразный динуклеотид, построенный из аденинрибонуклеотида и никотинамидрибонуклеотида — каталитически активной группировки. Оба нуклеотида соединены фосфо-ангидридным мостиком, НАД участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Наиболее важная биологическая, функция никотинамидных коферментов,(т. е. НАД), заключается в способности переносить электроны и протоны от окисляющихся субстратов к кислороду в процессе клеточного дыхания. В. НАД выполняет несколько важнейших функций в метаболизме. Он выступает как кофермент в окислительно-восстановительных реакциях, как обязательный кофактор (простетическая группа) ферментов (циклаз фосфорилированных углеводов, различных эпимераз.), как донор АДФ-рибозных остатков в реакциях АДФ-рибозилирования (одна из реакций посттрансляционной модификации белков), как предшественник циклической АДФ-рибозы, являющейся вторичным посредником, а также как субстрат для бактериальных ДНК-лигаз и группы ферментов — сиртуинов, которые используют НАД+ для удаления ацетильных групп с ферментов. Кроме этих метаболических функций, НАД+ может также выполнять важные функции вне клетки, так как он может выделяться из клетки спонтанно или в результате регулируемых процессов. также НАД Осуществляет перенос водорода. В метаболизме НАД задействован в окислительно-восстановительных реакциях, перенося электроны из одной реакции в другую. Таким образом, в клетках НАД находится в двух функциональных состояниях: его окисленная форма, НАД+, является окислителем и забирает электроны от другой молекулы, восстанавливаясь в НАДH, который далее служит восстановителем и отдаёт электроны. Такие реакции, сопряжённые с переносом электронов, являются основной сферой действия НАД. Однако НАД имеет и другие функции в клетке, в частности, он служит субстратом для ферментов, удаляющих или присоединяющих химические группы к белкам в ходе посттрансляционных модификаций. никотинамидадениндинуклеотид - окисленный НАД+ и восстановленный НАДН. Г. Оба фермента учавствуют в ЦТК (маладегидрогеназа катализирует 8 реакцию превращения яблочной кислоты,малата в ЩУК, изоцитратдегидрогеназа катализирует 3 реакцию превращения изоцитрата в α-кетоглутарат). Цикл трикарбоновых кислот – заключительный этап катаболизма, в котором углерод ацетильного остатка ацетил-Ко-А окисляется до двух молекул углекислого газа. Этот цикл является основой метаболизма и выполняет две важных функции: - снабжения организма энергией (АТФ); - интеграции всех главных метаболических потоков, как катаболических (биорасщепление), так и анаболических (биосинтез). ЦТК представляет собой последовательность из восьми реакций, протекающих в матриксе митохондрий. В результате реакций в ЦТК восстанавливаются 3 молекулы НАД+ и молекула ФАД+ до НАДН + Н+ и ФАДН2 и образуется одна молекула ГТФ (эквивалентна молекуле АТФ). НАДН + Н+ и ФАДН2 несут протоны водорода в цепь переноса электронов, где за счет окислительного фосфорилирования образуется энергия. В общей сложности, в ЦТК и ЦПЭ образуется 12 молекул АТФ. 1. ЦТК - главный источник АТФ. Энергию для образования большого количества АТФ дает полный распад Ацетил-КоА до СО2 и Н2О. 2. ЦТК - это универсальный терминальный этап катаболизма веществ всех классов. 3. ЦТК играет важную роль в процессах анаболизма (промежуточные продукты ЦТК): - из цитрата → синтез жирных кислот - из aльфа-кетоглутарата и ЩУК → синтез аминокислот - из ЩУК → синтез углеводов - из сукцинил-КоА → синтез гема гемоглобина Г. Коэффициент P/O равен отношению количества молекул неорганического фосфата (Н3PО4), перешедшего в АТФ, к количеству атомов потребленного кислорода (О2). Т.к. донором водорода для дыхательной цепи в данных реакциях является молекула НАДН+Н+, то электроны от донора (НАДН+Н+) к акцептору (кислород) проходят 3 участка сопряжения окисления и фосфорилирования (I, III и IV ферментные комплексы дыхательной цепи). Таким образом, максимально может образоваться 3 молекулы АТФ (3АДФ + 3Н3РО4 → 3АТФ). Затрачивается 1 атом кислорода (2Н+ + О2- → Н2О). Значение коэффициента Р/О = 3/1 = 3. 41 А. С участием какого энзима и кофермента протекает данная реакция? Найдите по метаболической карте и опишите формулу витамина и кофермента, расшифруйте его название. Назовите изоферменты данного фермента, дайте им характеристику. А. Почему портятся желтки? Витамин А (ретинол) Витамин D (кальциферол) А. β -каротин В. 7-дегидрохолестерин А. Витамины А и D – жирорастворимые, они способны накапливаться в печени и жировой ткани организма. Их накопление в организме может вызвать расстройство обмена веществ; витамины группы В – водорастворимые витамины, даже при избыточном поступлении в организм, быстро выводятся с мочой. Водорастворимые витамины обычно выступают в роли коферментов и простетических групп – таких молекул, которые непосредственно участвуют в работе ферментов. функции витаминов группы B: -нормализуют работу нервной и сердечно-сосудистой системы; -улучшают работу кишечника, состояние кожи; -поддерживают эмоциональное здоровье, помогают справляться со стрессами, депрессиями, повышенными эмоциональными нагрузками; -участвуют в росте клеток, в энергообмене, в работе мышц; -укрепляют иммунитет и увеличивают сопротивляемость организма различным заболеваниям. Б. Витамин А (ретинол) циклический ненасыщенный, одноатомный спирт. Ретиноиды представляют собой β-иононовое кольцо с метильными заместителями и изопреновой цепью. В организме спиртовая группа ретинола окисляется в свои активные формы: альдегидную (ретиналь) или карбоксильную (ретиноевая кислота) группы В организме ретинол превращается в ретиналь и ретиноевую кислоту. 1.Участвует в свето- и цветовосприятии: рецепторные клетки сетчатки глаза палочки и колбочки содержат зрительные пигменты, палочки – родопсин, реагирующие на сумеречное освещение, а колбочки – йодопсин, реагирующие на дневное освещение. Оба пигмента – сложные белки, отличающиеся своей белковой частью. В качестве кофермента они содержат 11-цис-ретиналь, альдегидное производное витамина А. 2.Ретиноевая кислота, подобно стероидным гормонам, взаимодействует с рецепторами в ядре-клеток мешеней. Образовавшийся комплекс связывается с определенными участками ДНК и стимулирует транскрипцию генов. Белки, образующиеся в результае стимуляции генов под влиянием ретиноевой кислоты, влияют на рост, дифференцировку, репродукцию и эмбриональное развитие. 3. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях. 4. Участвует в синтезе гликопротеидов (компонентов мембран). 5. Антиоксидантная функция. Благодаря наличию двойных связей в изопреновой цепи витамин А способен осуществлять нейтрализацию свободных кислородных радикалов, но особенно явно эта функция проявляется у каротиноидов. Источники: только в животных продуктах: печени крупного рогатого скота, яичном желтке, молочных продуктах, особенно богат витамином рыбий жир. В слизистой оболочке кишечника и клетках печени содержится специфический фермент каротиндиоксигеназа, превращающий каротиноиды в активную форму витамина А. суточная потребность: от 1 до 2,5 мг. Витамины группы D (кальциферол)–группа химических родственных соединений, относящихся к производным стеринов. Наиболее биологически активны – D2 и D3. Витамин D2 –эргокальциферол, производное эргостерина, растительного стероида. Витамин D3 –холекальциферол, образуется в оже у человека под действием УФ-лучей. Пищевые источники: печень, дрожжи, жирномолочные продукты (сливочное масло, сливки, сметана), желток яиц (в основном витамин D2), рыбий жир, печень трески (витамин D3). Витамин D3(холекальциферол) в организме гидроксилируется в положениях 25 и 1 (причем если гидроксилирование в 25-м положении осуществляется в печени, то этот процесс в 1-м положении протекает в почках) и превращается в биологически активное соединение 1,25-дигидроксихолекальциферол (кальцитриол) который выполняет гормональную функцию: 1. Увеличение концентрации кальция и фосфатов в плазме крови Для этого кальцитриол в мишеневых клетках индуцирует синтез кальций-связывающего белка и компонентов Са2+-АТФазы и в результате: увеличивает всасывание ионов Ca2+ в тонком кишечнике, стимулирует реабсорбцию ионов Ca2+ и фосфат-ионов в проксимальных почечных канальцах. 2. Подавляет секрецию паратиреоидного гормона через повышение концентрации кальция в крови, но усиливает его эффект на реабсорбцию кальция в почках. 3. В костной ткани роль витамина D двояка: стимулирует мобилизацию ионов Ca2+из костной ткани, так как способствует дифференцировке моноцитов и макрофагов в остеокласты, разрушению костного матрикса, снижению синтеза коллагена I типа остеобластами, повышает минерализацию костного матрикса, так как увеличивает производство лимонной кислоты, образующей здесь нерастворимые соли с кальцием. 4. Участие в реакциях иммунитета, в частности в стимуляции легочных макрофагов и в выработке ими азотсодержащих свободных радикалов, губительных, в том числе, для микобактерий туберкулеза. В. Провитамины— биохимические предшественники витаминов β–каротин – предшественник витамина А. Известны 3 типа каротинов: α-, β- γ-каротины, отличающиеся друг от друга химическим строением и биологической активностью. Наибольшей биологической активностью обла- дает β-каротин, поскольку он содержит два β-иононовых кольца и при распаде в организме из него образуются две молекулы витамина А. При окислительном распаде α- и γ-каротинов образуется только поодной молекуле витамина А, поскольку эти провитамины содержат поодному β-иононовому кольцу. Расщепление каротинов на молекулы витамина А происходит преимущественно в кишечнике под действием специфического фермента β-каротин-диоксигеназы (аналогичное превращение идет и в печени) в присутствии молекулярного кислорода. При этом образуются 2 молекулы ретиналя, которые под действием специфической кишечной редуктазы восстанавливаются в витамин А. β-каротин содержится в растительных продуктах (морковь, томаты, перец и др.) 7–дегидрохолестерин – предшественник витамина D3 Провитамин D3 - 7-дегидрохолестерин, под действием УФ-лучей на кожу человека он способен превращаться в холекальциферол (витамин D3). Из клеток кожи витамин D3 в комплексе с белком поступает в печень, где происходит гидроксилирование по 25-му атому углерода с образованием кальцидиола (25-Гидроксихолекальциферол). Далее кальцидиол транспортируется в почки и гидроксилируется по 1-му углеродному атому с образованием кальцитриола (1,25-Дигидроксихолекальциферол). Это и есть активная форма витамина D3. Под действием УФ-лучей эргостерин через ряд промежуточных продуктов (люмистерин, тахистерин) превращается в витамин D2. Витамин D2 образуется из эргостерина в результате разрыва связи между 9-м и 10-м углеродными атомами кольца В под действием УФ-лучей. 50 А. Укажите эти витамины. Известно, что в бурой жировой ткани имеются специфические белки (термогенины), которые могут разобщать дыхание и фосфорилирование, увеличивая тем самым производство тепла. При охлаждении из симпатических нервных окончаний в бурой ткани освобождается гормон, который выполняет двоякую функцию: во-первых, он активирует термогенины, а во-вторых, в адипоцитах он активирует гормоночувствительную триглицерид – липазу и стимулирует высвобождение жирных кислот. Выделение норадреналина стимулируется также тиреоидными гормонами, концентрация которых в крови повышается при охлаждении. А. Жирные кислоты Б. Аминокислоты В. Термогенины Г. Тироксин Д. Норадреналин Б. В настоящее время подобные вещества уже не применяются в качестве лекарственных препаратов, так как известны случаи, когда их применение приводило к смертельному исходу. Почему прием таких препаратов может привести к гибели? А. 2,4-Динитрофенол (2,4-ДНФ или просто ДНФ) — нитропроизводное фенола, имеющее химическую формулу HOC6H3(NO2)2. В живых клетках ДНФ работает как протонный ионофор, который может переносить протоны (ядра атомов водорода) через биологические мембраны. 2,4-Динитрофенол протонируется в межмембранном пространстве, где концентрация протонов выше, и диффундирует через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс. В матриксе, где концентрация протонов ниже, 2,4-динитрофенол теряет протон, переходит в ионизированную форму и может возвращаться в межмембранное пространство. Таким образом, он снижает протонный градиент на мембранах митохондриий (и хлоропластов), уменьшая протон-движущую силу, которую клетка могла бы использовать для синтеза АТФ. Энергия протонного градиента, необходимая для синтеза АТФ, выделяется в виде тепла. Т.е. 2,4-динитрофенол является разобщающим фактором окислительного фосфорилирования. Протонный градиент, который он понижает, необходим для активации АТФ-синтетазы. Разобщение окислительного фосфорилирования способствует расходованию протонного потенциала в обход АТФ-синтетазы, т.е. транспорт электронов по дыхательной цепи происходит, а синтез АТФ становится невозможным, АДФ при этом увеличивается, возрастает скорость потребления О2, окисления НАДН2, ФАДН2, а образовавшаяся свободная энергия выделяется в виде теплоты.. Под влиянием разобщителей усиливается катаболизм и, прежде всего, липидов. Разобщителями являются вещества, которые могут переносить протоны (протонофоры) или другие ионы (ионофоры) через мембрану минуя каналы АТФ-синтетазы. Как правило, разобщители — липофильные вещества, легко проходящие через мембраны. Б. При разобщении снижается Р/О и наступает гипоэнергетическое состояние, т.е. уменьшается продукция АТФ. Все живые клетки постоянно нуждаются в АТФ для осуществления различных видов жизнедеятельности.. Клетки мозга потребляют большое количество АТФ для синтеза нейромедиаторов, регенерации нервных клеток, поддержания необходимого градиента Na и K, для проведения нервного импульса, почки используют АТФ в процессе реабсорбции различных веществ при образовании мочи, в печени происходит синтез гликогена, жиров, белков и многих других соединений, в миокарде постоянно совершается механическая работа, необходимая для циркуляции крови, скелетные мышцы в покое потребляютнезначитеьлные количества АТФ, но при физ.нагрузке эти потребности возрастают. Запасов АТФ в клетках практически отсутствует. Для постояного синтеза АТФ клеткам необходим приток метаболитов как субстратов дыхания и кислорода как конечного акцептора электронов в реакциях окисления, сопряженных с синтезом АТФ. Дефицит АТФ приводит к понижению активности всех энергозависимых процессов клетки и организма в целом. Состояния при которых АТФ снижен, объединяют термином «гипоэнергетические состояния». Следует учитывать, что ДНФ является высокотоксичным соединением. Приём ДНФ внутрь приводит к увеличению уровня основного обмена, тошноте, рвоте, потливости, головокружению, головной боли и потере веса. Хроническое пероральное воздействие ДНФ может привести к образованию катаракты и поражений кожи, а также оказать негативное влияние на костный мозг, центральную нервную систему и сердечно-сосудистую систему. 59 В ЦТК сукцинил-КоА превращается в малат: Активация ферментов ЦПЭ. Печеночные гликогенозы Самый частый гликогеноз I типа или болезнь фон Гирке (частота 1: 50000-100000 новорожденных) обусловлен аутосомно-рецессивным дефектом глюкозо-6-фосфатазы. Из-за того, что этот фермент есть только в печени и почках, преимущественно страдают эти органы, и болезнь носит еще одно название – гепаторенальный гликогеноз. Даже у новорожденных детей наблюдаются гепатомегалия и нефромегалия, обусловленные накоплением гликогена не только в цитоплазме, но и в ядрах клеток. Недостаточность глюкозо-6-фосфатазы (болезнь Гирке) Недостаточность фермента глюкозо-6-фосфатазы приводит к невозможности превращения глюкозо-6-фосфата в глюкозу, что сопровождается накоплением гликогена в печени и почках. Болезнь Гирке характеризуется генетически обусловленной почти полной неспособностью клеток продуцировать глюкозо-6-фосфатазу — ключевой фермент как гликогенолиза, так и глюконеогенеза. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Поступление глюкозы в организм с пищей, являющееся нормальным возмущающим процессом, в принципе дает возможность поддерживать в крови нормальный уровень глюкозы, однако для этого поступление пищи, содержащей глюкозу, должно быть практически непрерывным. В реальных условиях существования, то есть при отсутствии непрерывного поступления глюкозы, в здоровом организме депонируется и при необходимости используется гликоген, образующийся при ее полимеризации. Первичное нарушение происходит на генетическом уровне. Оно состоит в полной или почти полной неспособности клеток продуцировать глюкозо-6-фосфатазу, обеспечивающую отщепление свободной глюкозы от глюкозо-6-фосфата. В результате этого гликогенолиз прерывается на уровне глюкозо-6-фосфата и дальше не идет (причинная связь 1-го порядка). Дефосфорилирование с участием глюкозо-6-фосфатазы является ключевой реакцией не только гликогенолиза, но и глюконеогенеза, который, таким образом, при болезни Гирке также прерывается на уровне глюкозо-6-фосфата (еще одна причинная связь 1-го порядка). Возникновение устойчивой гипогликемии, которая в реальных условиях неизбежна из-за непоступления в кровь глюкозы как конечного продукта гликогенолиза и глюконеогенеза (причинные связи 2-го порядка), в свою очередь приводит к постоянной повышенной секреции глюкагона как стимулятора гликогенолиза (причинная связь 3-го порядка). Глюкагон, однако, в условиях прерывания этого процесса способен лишь без пользы для организма непрерывно стимулировать его начальные стадии (причинная связь 4-го порядка). Причинные связи 1-го порядка и оба патологических явления 1-го порядка свойственны только болезни Гирке. Гипогликемия как патологическое явление 2-го порядка отнюдь не свойственна только болезни Гирке. Поэтому для этой болезни неспецифичны и связанные с гипогликемией явления: устойчивая повышенная секреция глюкагона, устойчивое развитие начальных стадий гликогенолиза. К причинным связям 2-го порядка относятся и связи, вызывающие накопление в организме глюкозо-6-фосфата. Само по себе накопление этого вещества свойственно не только болезни Гирке. Совокупность же причинных связей 2-го порядка, обусловливающих одновременно и устойчивую гипогликемию, и накопление глюкозо-6-фосфата, свойственна только болезни Гирке. Помимо уже указанной причинной связи 3-го порядка, имеются еще две аналогичные связи: связь, вызывающая устойчивое увеличение содержания в крови молочной кислоты, и связь, вызывающая необратимыйгликогенолиз. Повышение уровня молочной кислоты в крови не характерно только для болезни Гирке. Необратимый гликогенез также неспецифичен для болезни Гирке, он свойствен самым различным формам гликогенозов. Тем не менее совокупность всех патологических явлений, вызываемых причинными связями 3-го порядка, свойственна только болезни Гирке и никакой другой. Лечение болезни Гирке Терапия нацелена на компенсацию гипогликемии, устранение вторичных метаболических расстройств. При раннем начале лечения – в периоды новорожденности и младенчества – зачастую достаточно использования методов диетотерапии. При взрослении ребенка нарастает гиперурикемия и гиперлипопротеидемия, ухудшается функционирование почек, печени, что требует проведения медикаментозного лечения, а иногда – хирургического вмешательства. Полный комплекс терапевтических мероприятий включает: Диетотерапия Чтобы компенсировать неспособность ферментативной системы к высвобождению глюкозы, используется система диетического питания, которая обеспечивает непрерывность поступления глюкозы на протяжении 24 часов. В медицинской практике используются два метода, позволяющих снабжать организм углеводами круглосуточно: • Зондовое введение глюкозы. Вливание питательных растворов производится через назогастральный путь, реже – через гастростому. Режим процедур подбирается индивидуально. Большинству детей необходим
|
||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-09-26; просмотров: 167; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.252.8 (0.126 с.) |