Цикл мочевины.
Орнитиновый цикл мочевинообразования
Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины. Последняя выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно аминокислотного, обмена. На долю мочевины приходится до 80–85% от всего азота мочи. На первом этапе синтезируется макроэрги-ческое соединение карбамоилфосфат – метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза пи-римидиновых нуклеотидов (соответственно ДНК и РНК) и аргинина (соответственно белка и мочевины):
открыты
три разных пути синтеза карбамоил-фосфата,
катализируемые тремя разными ферментами.
Первую
необратимую
реакцию катализирует регуляторный
фермент – аммиакзави-симая
карбамоилфосфатсинтетаза
Реакция
требует затраты двух молекул АТФ, открыта
в митохондриях клеток печени и используется
преимущественно для синтеза аргинина
и мочевины. В этой реакции в качестве
активного стимулирующего ал-лостерического
эффектора действует N-ацетилглутамат.
Вторую, также необратимую, реакцию катализирует глутаминзависимая карбамоилфосфатсинтетаза:
Данная
реакция открыта в цитозоле клеток
животных и требует наличия ионов Mg2+.
Третью обратимую реакцию катализирует карбаматкиназа:
На втором этапе цикла мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитин-карбамоилтрансфераза.На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций. Первая из них, энергозави-симая,– это конденсация цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинат-синтетаза). Аргининосукцинат распадается в следующей реакции на аргинин и фумарат при участии другого фермента – аргининосукцинатлиазы. На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы.
Суммарная
реакция синтеза мочевины без учета всех
промежуточных продуктов:
На
синтез одной молекулы мочевины требуется
затрата четырех высокоэнергетических
фосфатных групп: две молекулы АТФ
расходуются на синтез карбамоилфосфата
и одна – на образование аргининоянтарной
кислоты, при этом АТФ расщепляется на
АМФ и РРi, который при гидролизе также
образует две молекулы Рi.
Билет 13
Гормоны поджелудочной железы
Поджелудочная железа является органом смешанной секреции. С одной стороны, она вырабатывает пищеварительные ферменты, которые по специальным каналам поступают в двенадцатиперстную кишку, при этом они находятся в неактивном состоянии. С другой стороны, ее клетки синтезируют рад гормонов, предназначенных для регуляции работы внутренних органов. Ответственны за синтез этих соединений особые клеточные скопления, называемые островками Лангерганса по имени ученого, который их открыл. Они рассредоточены по всему телу железы и не имеют специальных выводных путей. Их секрет поступает непосредственно в кровь и доставляется к органам-мишеням.
Основными гормонами щитовидной железы являются следующие соединения:Инсулин, Глюкагон, С-пептид
За синтез инсулина отвечают бета-клетки островков Лангерганса, его основная функция в организме состоит в понижении уровня сахара в крови. Это достигается с помощью одновременного действия по трем направлениям. Инсулин приостанавливает образование глюкозы в печени и повышает количество сахара, который усваивается тканями организма за счет увеличения проницаемости клеточных мембран. В то же время он тормозит распад глюкагона, ведь тот является полимерной цепочкой, состоящей из молекул глюкозы, и может быть использован для увеличения ее концентрации в крови. Под действием ряда факторов в организме возникает недостаток инсулина, ведущий к развитию сахарного диабета.
Выработкой глюкагона занимаются альфа-клетки островков Лангерганса, он отвечает за увеличение концентрации глюкозы в кровяном русле. Это достигается путем стимулирования ее образования в печени. Кроме того, он способствует расщепление липидов в жировой ткани.В диагностике таких заболеваний, как сахарный диабет, ожирение, акромегалия и различные патологии печени, используют анализ крови на инсулин. С-пептид, строго говоря, не является гормоном поджелудочной железы. Он представляет собой часть молекулы проинсулина, которая отделяется от нее в процессе синтеза и оказывается в кровяном русле. Поэтому количество С-пептида в сыворотке крови эквивалентно количеству инсулина, которое секретируется поджелудочной железой. Этот показатель более точен, ведь белковый фрагмент не обладает биологической активностью и не вступает в химические реакции.
В настоящее время его используют в диагностике сахарного диабета I и II типа, опухоли поджелудочной железы и заболеваний печени. Повышенное содержание С-пептида свидетельствует о наличии в организме инсулиномы. Если оно сохраняется после прохождения курса лечения, то велика вероятность развития метастазов или рецидивов заболевания. С-пептид позволяет определять уровень инсулина у больных сахарным диабетом, получающих лечение, и соответственно корректировать характер терапевтических мероприятий. Кроме того, он помогает отслеживать состояние плода у женщин, страдающих диабетом беременных.