Ответы на зачет / зачет все ответы

58) Регуляция липидного обмена.

Внутриклеточная регуляция процессов окисления и синтеза жирных кислот организована таким образом, что обеспечивает первоочередное использование в качестве энергетических субстратов углеводов и лишь по мере их исчерпания начинается окисление жирных кислот (рис. 23.18).

Как видно из схемы, приведенной на рис. 23.18, если в клетки печени поступает большое количество глюкозы, в результате пируватдегидрогеназной реакции она превращается в пиру ват, карбоксил ирование которого приводит к образованию оксалоацетата. Увеличение концентрации последнего усиливает транспорт ацетил-КоА с помощью нитратного механизма из матрикса митохондрий в цитоплазму. Цитоплазматический цитрат активирует ацетил-КоА-

Схема регуляции окисления и синтеза жирных кислот: пунктиром показаны положительные (+) и отрицательные (-) эффекты карбоксилазу, что приводит к синтезу малонил-КоА, а следовательно, инициируется синтез жирных кислот. В свою очередь, малонил-КоА ингибирует карнитинацилтрансферазу — фермент, обеспечивающий транспорт ацетил-КоА в матрикс митохондрии, где происходит его окисление. Следовательно, активация биосинтеза жирных кислот автоматически выключает их распад. Если же концентрация глюкозы снижается, а соответственно уменьшается концентрация и оксалоацетата, создаются условия, открывающие путь для жирных кислот в митохондрии, где начинается их окисление, обеспечивающее потребности клетки в энергии.

Особую роль в регуляции метаболизма липидов играют гормоны. Следует обратить внимание на то, что жировой обмен регулируется практически теми же гормонами, что и обмен углеводов — адреналин и норадреналин, глюка гон, глюкокортикоиды, гормоны передней доли гипофиза (соматотропный гормон и АКТГ), а также тироксин и половые гормоны. Адреналин и норадреналин активируют липолиз в жировой ткани, в результате усиливается мобилизация жирных кислот из жировых депо и содержание неэстерифицированных жирных кислот в плазме повышается. Как уже отмечалось (гл. 23.3), эти гормоны через цАМФ активируют соответствующую протеинкиназу, которая способствует фосфорилированию липазы, т. е. образованию ее активной формы.

Кроме этого, известно, что глюкагон и адреналин через цАМФ-зависи- мую протеинкиназу катализируют фосфорилирование ацетил-КоА-карбокси- лазы и переводят ее в неактивную форму, тем самым ингибируя процессы липогенеза. Что касается механизма регуляторного действия СТГ и АКТГ, также активирующих процессы липолиза, то первичный механизм их действия связан, повидимому, с индукцией синтеза аденилатциклазы и гормончувствительной липазы. Здесь уместно напомнить, что если адреналин стимулирует липолиз почти мгновенно, то действие гормонов гипофиза на липолиз характеризуется наличием достаточно продолжительной лаг-фазы.

Инсулин оказывает противоположное адреналину и глюкагону действие на липолиз и мобилизацию жирных кислот. В настоящее время установлено, что инсулин стимулирует фосфодиэстеразную активность в жировой ткани и таким образом играет важную роль в поддержании стационарного уровня цАМФ в тканях, а следовательно, и образовании активной формы липазы. Инсулин оказывает стимулирующее действие на процессы биосинтеза жирных кислот и триацилглицеролов, окисление глюкозы и образование пирувата. Все эти эффекты зависят от концентрации глюкозы и могут быть объяснены способностью инсулина увеличивать поступление глюкозы в клетки жировой ткани.

Другие гормоны, в частности гормоны щитовидной железы, половые гормоны, сами по себе не оказывают прямого влияния на липолиз, действуют опосредованно, чаще всего как факторы, стимулирующие действие других гормонов.

59. Азотистый баланс. Перевариравание и всасывание белков в ЖКТ. Гниение аминокислот Азотистый баланс - это соотношение азота поступающего в организм с пищей к

азоту, выводному из него(кал, слезы, пот,моча). Формы АБ:

1)Положительный,когда кол-во вводимого азота превышает кол-во азота, выводимого из организма.( Физиологическая форма наблюдается у беременных при лактации)

2)Отрицательный ,когда кол-во выводимого из организма превышает количество поступающего в организм ( Свидетельствует о недостатке поступления или усилении процессов деструкции,деградации, наблюдается у пожилых людей)

3)Азотистое равновесие - когда кол-во поступающего и выходящего равно. Наблюдается у здоровых людей Переваривание и всасывание белков в ЖКТ:

Белки могут быть использованы только после предварительного переваривания в желудочно-кишечном тракте. Значение этого процесса заключается в том, что при переваривании белки распадаются до мономероваминокислот, способных всасываться в кровь через кишечную стенку, а главное индифферентных по свойствам, лишённых видовой и тканевой специфичности. Ферменты, расщепляющие белки - протеолитические ферменты, протеиназы (класс гидролаз), часто ещё называют пептидазами, но более корректно пептидазами называть ферменты, расщепляющие пептиды.

К протеиназам относятся: пепсин, реннин, гастриксин желудочного сока, аминопептидазы и пептидазы кишечного сока. Все протеиназы разделяют на эндо, т.е. расщепляющие пептидные связи внутри молекулы белка до пептонов и экзопептидазы, катализирующие разрыв концевых пептидных связей с освобождением одной аминокислоты. Особенностью протеиназ является то,

что вырабатываются они в неактивной форме, в виде проферментов: пепсиноген, трипсиноген..., проэластаза, прокарбоксипептидаза и требует активирования. Способ активации довольно распространён в организме и называется частичный или ограниченный протеолиз того фермента полипептидной цепи фермента, который маскирует активный центр. Процесс осуществляется в присутствии активаторов: HCl для пепсиногена, энтерокиназы для трипсиногена и аутокаталитически, т.е. сам пепсин и сам трипсин активируют своего предшественника. Например, при активации трипсиногена энтерокиназой или аутокаталитически от него отщепляется гексопептид, а активный трипсин вызывает активацию хемотрипсиногена, проэластазы и прокарбоксипептидазы. Протеиназы обладают широкой субстратной специфичностью, т.е. гидрализуют пептидные связи свевозможных белков, но вместе с тем каждая отдаёт предпочтение и с большей скоростью разрывает связи, образованные определёнными аминокислотами. Так пептидную связь, образованную N-концевой аминокислотой разрывает аминопептидаза, С- концевой - карбоксипептидаза, пептин предпочитает пептидную связь, образованную аминогруппами ароматических аминокислот, а хемотрипсин - карбоксильными группами этих же кислот, трипсин - карбоксильными группами лизина и аргинина, эластаза - пептидные связи, образованные короткоцепочными аминокислотами (глицин, аланин, серин, пролин). Процесс переваривания пептидов и их расщепления до свободных аминокислот завершается пептидазами, дипептидазами. Набор протеолитических ферментов с подобной специфичностью имеется и в тканях, внутриклеточно в лизосомах - катепсины, тканевые протеиназы.

Превращения аминокислот под действием микрофлоры кишечника. Гниение.

Основная масса аминокислот всасываются в кишечнике в кровь, но 5-10% могут использоваться микрофлорой кишечника. Особенно этот процесс усиливается при застойных явлениях в кишечнике и носит название гниение в кишечнике.

Симбиоз микрофлоры и организма очень важен для жизнедеятельности человека, так как микрофлора осуществляет синтез витаминов К и В12 на 100%, частично витамины В1, В2, биотин, фолиевая кислота и другие.

60) Дезаминирование аминокислот. Прямое и непрямое окислительное дезаминирование.

Дезаминирование аминокислот - это отщепление альфа аминогруппы от аминокислоты в виде аммиака. Оно уменьшает общее кол-во аминокислот. Дезаминируется все аминокислоты, кроме ЛИЗ,ПРО,ГЛИ.

Данная реакция начальный этап катаболизма.

Дезаминирование аминокислот - реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака. Аммиак токсичен для ЦНС, поэтому в организме человека он превращается в хорошо растворимое соединение - мочевину. В виде мочевины, а также в виде солей аммония аммиак выводится из организма. Безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакциях трансаминирования. При дезаминировании общее количество аминокислот уменьшается, поэтому эти реакции можно рассматривать как путь катаболизма, общий для всех аминокислот. Дезаминированию подвергаются все аминокислоты, кроме лизина. Ускорение реакций дезаминирования аминокислот обычно сопровождает процесс расщепления белков в организме (протеолиз) и происходит при голодании, когда идет распад тканевых белков; сахарном диабете и других заболеваниях, также сопровождается распадом тканевых белков; поступлении с пищей больших количеств белка, так как аминокислоты не имеют какой-либо формы депонирования в организме. Существует несколько типов дезаминирования аминокислот:

окислительное (глутаминовая кислота); непрямое (трансдезаминирование) для всех остальных аминокислот; неокислительное (серин и треонин); внутримолекулярное (гистидин).

Окислительное дезаминирование. Наиболее активно в тканях происходит дезаминирование глутаминовой кислоты. Реакцию катализирует фермент глутаматдегидрогеназа, коферментом глутаматдегидрогеназы является NAD+. Реакция идѐт в 2 этапа. Вначале происходит ферментативное дегидрирование глутамата и образование а-иминоглутарата, затем - неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется а- кетоглутарат. Глутаматдегидрогеназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов, кроме мышц. Этот фермент - олигомер, состоящий из 6 субъединиц. Глутаматдегидрогеназа играет важную роль, так как является регуляторным ферментом аминокислотного обмена. Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы (АТФ, ГТФ, NADH) вызывают диссоциацию фермента и потерю глутаматдегидрогеназной активности. Высокие концентрации АДФ активируют фермент. Таким образом, низкий энергетический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образование α-кетоглутарата, который в свою очередь используется в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом). В печени и почках обнаружен фермент оксидаза L-аминокислот, способный дезаминировать некоторые L-аминокислоты. Коферментом в данной реакции выступает FMN. Оксидаза D-аминокислот также обнаружена в почках и печени. Это FAD-зависимый фермент.Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование). Аминогруппы аминокислот в результате трансаминирования переносятся на а-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая затем подвергается прямому окислительному дезаминированию. Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов: аминотрансферазы (кофермент пиридоксальфосфат (ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент NAD+). Обе стадии непрямого дезаминирования обратимы, что обеспечивает как катаболизм аминокислот, так и возможность образования практически любой аминокислоты из соответствующей а-кетокислоты. Можно выделить 4 стадии процесса: трансаминирование с а-кетоглутаратом, образование глутамата;

трансаминирование глутамата с оксалоацетатом (фермент ACT), образование аспартата; реакция переноса аминогруппы от аспартата на ИМФ (инозинмонофосфат), образование АМФ и фумарата; гидролитическое дезаминирование АМФ.

Неокислительное дезаминировате. В печени человека присутствуют специфические ферменты, катализирующие реакции дезаминирования аминокислот серина, треонина и гистидина неокислительным путѐм. Неокислительное дезаминирование серина катализирует сериндегидратаза.

ПРЯМОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ: оно недоступно большинству аминокислот,так как превращается в основном только глутамат.

Все остальные ам-ты сначала должны превратиться в глутамат через трансамирование ,а затем уже подвергнуться дезаминированию

Схема прямого дезаминирования:

Непрямое дезаминирование:Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов: аминотрансферазы (кофермент ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент

NAD+). непрямое дезаминирование - основной способ дезаминирования большинства аминокислот

61) Трансаминирование аминокислот. Клиническое значение опредения АСТ и АЛТ

Трансаминирование - реакция переноса α-аминогруппы с аминокислоты (донор) на α-кетокислоту (акцептор) с образованием новой кетокислоты и новой аминокислоты. Эта реакция обратима. Реакции трансаминирования протекают с участием ферментов аминотрансфераз, которые локализованы в цитозоле и митохондриях клеток. В реакции участвует кофермент

пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В6(пиридоксина). Пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, так как связан с лизином в активном центре фермента прочной альдиминной связью. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты, за исключением лизина, треонина и пролина. Наиболее активно идут реакции с участием аминокислот, содержание которых в тканях значительно выше остальных – глутамата, аланина, аспартата и соответствующих им кетокислот - α-кетоглутарата, пирувата и оксалоацетата, причем основным донором аминогруппы является глутамат, а в качестве основного акцептора аминогруппы выступает α-кетоглутарат (α-КГ). Акцептором аминогруппы любой аминокислоты, подвергающейся трансаминированию, служит α-кетоглутарат. Принимая аминогруппу, он превращается в глутамат, который способен передавать эту группу любой α- кетокислоте с образованием другой аминокислоты. Наиболее важны с медицинской точки зрения ферменты аспартатаминотрансфераза (ACT) и аланинаминотрансфераза (АЛТ). Фермент аспартатаминотрансфераза (ACT) катализирует реакцию трансаминирования между аспартатом и α- кетоглутаратом. Так как реакция трансаминирования обратима, по субстратам обратной реакции этот же фермент называется глутаматоксалоацетатаминотрансферазы (ГОТ). Реакцию трансаминирования между аланином и α-кетоглутаратом катализирует фермент аланинаминотрансфераза (АЛТ), причем по субстратам обратной реакции ему можно дать название глутамат-пируватаминотрансферазы (ГПТ). Реакции трансаминирования выполняют важные физиологические функции, так как и их помощью:из α-кетокислот синтезируются аминокислоты, необходимые для существования клеток; происходит перераспределение аминного азота в тканях и органах; начинается катаболизм большинства аминокислот – первая стадия непрямого дезаминирования. Образующиеся α-кетокислоты вступают в общий путь катаболизма и используются в глюконеогенезе. Аминотрансферазы АЛТ и ACT присутствуют во многих тканях, но наиболее активны в клетках печени и миокарда. АЛТ локализована в цитозоле клеток, а АСТ – в цитозоле и митохондриях. Оба фермента практически отсутствуют в крови здорового человека. Высокая активность ферментов в крови человека свидетельствует о воспалительных процессах, что дает возможность использовать определение активности АСТ и АЛТ для дифференциальной диагностики заболеваний печени и сердца. Обычно определяют соотношение ACT/АЛТ в сыворотке крови (коэффициент де Ритиса). В норме этот коэффициент равен 1,33±0,42.При инфаркте миокарда значение коэффициента де Ритиса резко возрастает. При гепатитах активность АЛТ в сыворотке крови увеличивается в 8-10 раз по сравнению с нормой, a ACT - в 2-4 раза. Коэффициент де Ритиса снижается до 0,6. Однако при циррозе печени этот коэффициент увеличивается, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходят обе формы ACT.

Аспартатаминотрансфераза (АСТ) располагается почти во всех клетках организма, однако излюбленным местом его локализации являются сердце, печень. У здоровых людей уровень АСТ в крови незначительный. При появлении симптомов заболевания печени он проникает в кровь, в связи с чем повышение в сыворотке этого фермента является отличным показателем патологии печени. Наиболее высокие показатели (до 100 раз превышающие норму) могут быть при инфекционных вирусных гепатитах.

- Аланинаминотрансфераза (АЛТ). Наибольшая концентрация определяется в клетках печени, почках . Концентрация АСТ в сыворотки крови здоровых людей невелика, у мужчин уровень фермента несколько больше, чем у женщин. Однако при повреждении или гибели клеток печени происходит резкое увеличение, так сказать, «выброс» АЛТ в кровеносную систему. Это будет

чётко отображаться в крови при биохимическом исследовании фермента. Его активно используют для ранней диагностики заболевания.

62) Декарбоксилирование аминокислот. Участие биогенных аминов в регуляции обмена веществ.

Кроме процессов дезаминирования, трансаминирования, аминокислоты подвергаются и процессу декарбоксилирования. Декарбоксилирование аминокислот осуществляется специфическими ферментами - декарбоксилазами аминокислот. Это сложные ферменты, коферментом которых (так же как и аминотрансфераза) является пиридоксальфосфат, катализируют необратимые реакции декарбоксилирования аминокислот через образование промежуточных соединений - шиффовых оснований (подобно аминотрансферазам)

Амины, ооразующиеся при этом в некоторых тканях из ряда (не всех аминокислот, обладают сильным фармакологическим действием на множество физиологических функций человека и животных и называются биогенными аминами. к этой группе соединений относится большинство медаиторов. Например: при декарооксилировании в головном мозгу глутаминовой кислоты образуется гамма-аминомаслянная кислота (1 АМК)

ГАМК - медиатор тормозных импульсов ЦНС, используется при лечении психических заболеваний, сопровождающихся возбуждением коры головного мозга (эпилепсия).

биогенные амины оказывают большое биологическое действие весьма малыми концентрациями. Накопление биогенных аминов может отрицательно сказаться на физиологическом статусе и вызвать ряд серьёзных нарушений в организме. Способом инактивации биогенных аминов является окислительное дезаминирование с участием ферментов - аминооксидаз. катализирующих реакцию по уравнению