
- •Строение, свойства и функции белков. Ферменты – биокатализаторы белковой природы. Коферментные функции витаминов.
- •18) Витамины, обеспечивающие окислительно-восстановительные процессы и энергетический обмен в организме (в1, в2, рр, с). Биохимические последствия недостаточности.
- •19) Витамины, участвующие в процессах анаболизма (а, в6, в12, с, фолиевая кислота, пантотеновая кислота). Место в анаболизме, источники. Биохимические последствия недостаточности.
- •Биосинтез нуклеиновых кислот и белков. Основы молекулярной генетики
- •Строение и функции биологических мембран.
- •Энергетический обмен
- •Обмен углеводов
- •Обмен липидов
- •Обмен аминокислот
- •73) Связывание (обезвреживание) аммиака
- •74) Орнитиновый цикл
- •Нормальные значения мочевины в крови
- •Гормональная регуляция обмена веществ и функций организма
- •1. Классификация гормонов по химическому строению
- •2. Классификация гормонов по биологическим функциям
- •1. Инсулинзависимый сахарный диабет
- •2. Инсулинонезависимый сахарный диабет
- •Компоненты системы
- •Механизм действия Ренин-ангиотензиновой системы
- •86) . 1. Синтез и секреция катехоламинов
- •2. Механизм действия и биологические функции катехоламинов
- •3. Патология мозгового вещества надпочечников
- •Биохимия крови. Инактивация чужеродных веществ в организме.
- •Гипопротеинемия
- •89) I. Метаболизм эритроцитов
- •90) Биосинтез гема
- •91) Перенос кислорода кровью
- •92) Транспорт железа в плазме крови и его поступление в клетки
- •93) Метаболизм билирубина
- •95) Таблица 14-1. Основные функции и содержание в плазме крови факторов свёртывания крови
- •96) Фибринолиз
- •97) Микросомальное окисление
- •1. Основные ферменты микросомальных электронтранспортных цепей
- •2. Функционирование цитохрома р450
- •3. Свойства системы микросомального окисления
- •98) Микросомальное окисление
- •1. Основные ферменты микросомальных электронтранспортных цепей
- •2. Функционирование цитохрома р450
- •3. Свойства системы микросомального окисления
- •1. Участие трансферам в реакциях конъюгации
- •2. Роль эпоксидгидролаз в образовании диолов
- •Биохимия тканей и жидкостей полости рта
1. Инсулинзависимый сахарный диабет
2. Инсулинонезависимый сахарный диабет
Нарушения обмена углеводов, жиров и белков при сахарном диабете могут приводить к развитию коматозных состояний (острые осложнения). Диабетическая кома проявляется в резком нарушении всех функций организма с потерей сознания. Основные предшественники диабетической комы - ацидоз и дегидратация тканей (рис. 11-31).
Параллельно кетоацидозу при декомпенсации диабета развивается нарушение водно-электролитного обмена. В его основе лежит гипергликемия, сопровождающаяся повышением осмотического давления в сосудистом русле. Для сохранения осмолярности начинается компенсаторное перемещение жидкости из клеток и внеклеточного пространства в сосудистое русло. Это ведёт к потере тканями воды и электролитов, прежде всего ионов Na+, K+, С1-, НСО3. В результате развиваются тяжёлая клеточная дегидратация и дефицит внутриклеточных ионов (прежде всего К+), затем возникает общая дегидратация. Это приводит к снижению периферического кровообращения, уменьшению мозгового и почечного кровотока и гипоксии. Диабетическая кома развивается медленно, в течение нескольких дней, но иногда может возникнуть и в течение нескольких часов. Первыми признаками могут быть тошнота, рвота, заторможенность. АД у больных снижено.
Коматозные состояния при сахарном диабете могут проявляться в трёх основных формах: кетоацидотической, гиперосмолярной и лакто-ацидотической. Для кетоацидотической комы характерны выраженный дефицит инсулина, кетоацидоз, полиурия, полидипсия. Гипергликемия (20-30 ммоль/л), обусловленная инсулиновой недостаточностью, сопровождается большими потерями жидкости и электролитов, дегидратацией и гиперосмоляльностью плазмы. Общая концентрация кетоновых тел достигает 100 мг/дл и выше.
При гиперосмолярной коме наблюдают чрезвычайно высокие уровни глюкозы в плазме крови, полиурию, полидипсию, всегда проявляется тяжёлая дегидратация. Предполагают, что у большинства больных гипергликемия обусловлена сопутствующим нарушением функции почек. Кетоновые тела в сыворотке крови обычно не определяются.
При лактоацидотической коме преобладают гипотония, снижение периферического кровообращения, гипоксия тканей, приводящая к смещению метаболизма в сторону анаэробного гликолиза, что обусловливает повышение концентрации молочной кислоты в крови (лакто-ацидоз).
80) Основные функции кальция заключаются в следующем:
1) соли кальция образуют минеральный компонент костей;
2) ионы Ca24являются кофакторами многих ферментов и неферментных бел-
3) ионы Ca24во взаимодействии с белками-модуляторами (кальмодулином и
рядом других Са-связывающих белков) служат посредником в передаче сигналов, регулирующих многие биохимические процессы и физиологическиеОбмен кальция тесно связан с обменом фосфорной кислоты, образующей скальцием плохо растворимые соли — Ca
3
(PO4)2, CaHPO4, Ca(H2PO4)2 (перечислены в порядке увеличения растворимости).
В организме взрослого человека содержится около 1,2 кг кальция, который
образует два неравных фонда. Один из них — это кальций костей. В состав костей входит 99 % всего кальция организма, 87 % фосфора, около 60 % магния и пример
но 25 % натрия. Кальций в костях находится в форме минерала гидроксиапатита,
примерный состав которого Ca10(PO4)6(OH )2. Минеральные компоненты кости
составляют половину ее массы; другая половина образована органическим мат
риксом, который на 90 % состоит из коллагена. Поскольку минеральная часть
кости имеет большую плотность, на нее приходится только четверть объема кости.
Другой фонд кальция в организме — это ионы Ca2+, растворенные в жидкостях
или соединенные с белками жидкостей и тканей. Между этими фондами происходит постоянный обмен кальцием. Внутриклеточный кальций выполняет роль второго вестника сигналов) и регулирует большое число активностей клетки — от активации ряда ферментов до таких сложных, как мышечная и нервная возбудимость или пролиферация клеток. Регуляция происходит путем изменения концентрации Ca24, как и в случае регуляторных молекул органической природы. Ho эти,последние, могут синтезироваться и распадаться, а концентрация Ca2+ может изменяться только путем перекачки из клетки в межклеточную жидкость или обратно, из цистерн эндоплазматического ретикулума в цитозоль или обратно, и др.
При гипокальциемии наблюдаются судороги, гиперрефлексы, спазмы гортани (последние могут быть причиной смерти от асфиксии). Эти явления — следствие снижения порога возбуждения нервных и мышечных клеток: нерв может быть возбужден даже легким стимулом в любом месте его протяжения. Тяжелая гипо-кальциемия бывает редко. Наиболее частая ее причина — гипопаратиреоз, вызванный повреждением паращитовидных желез при операциях на щитовидной железе. Кроме того, гипокальциемия может быть следствием нарушения всасывания кальция в кишечнике, например, при гиповитаминозе D, при большом содержании в пище оксалата или других соединений, связывающих кальций.При гиперкальциемии снижается нервно-мышечная возбудимость; если концентрация кальция в крови достигает 16 м г /дл , наступает глубокое расстройствонервных функций — психозы, ступор и даже кома. Характерными симптомами гиперкальциемии являются кальцификация мягких тканей и образование камнейв мочевых путях. Чаще всего причиной гиперкальциемии бывает гиперпаратиреоз как результат образования опухоли из клеток паращитовидных желез; гипер-кальциемия бывает также при передозировке витамина D
81) КАЛЬЦИТОНИН
Пептидный гормон кальцитонин (32 аминокислотных остатка) синтезируется в C-
клетках паращитовидных и щитовидной желез. Секреция кальцитонина увеличи
вается при возрастании содержания кальция в крови; таким образом, паратгормон
и кальцитонин регулируются кальцием противоположным образом. Основной
орган-мишень для кальцитонина — кости, в которых он подавляет мобилизацию
кальция.
Паратгормон — это пептидный гормон (84 аминокислотных остатка), образующийся в паращитовидных железах, расположенных на задней поверхности щитовидной железы. Его синтез и секреция стимулируются при снижении концентрации Ca2+в крови и подавляются при повышении. Период полужизни паратгормо-на в крови человека составляет примерно 10 мин.Основными органами-мишенями паратгормона являются кости и почки (см.табл. 16.1). Мембраны клеток этих органов содержат специфические рецепторы,улавливающие паратгормон, которые связаны с аденилатциклазой. В костях активация аденилатциклазы стимулирует метаболическую активность остеокластов, врезультате чего начинается резорбция кости и поступление Ca2+ и фосфатов вкровь. В почках паратгормон увеличивает реабсорбцию Ca2+и уменьшает реабсорбцию фосфатов; в результате Ca2+сберегается для организма, а фосфаты выводятся. Восстановление нормальной концентрации Ca2+в крови приводит к прекращению синтеза и секреции гормона.
Слюнными железами вырабатываются гормоноподобные вещества, которые участвуют в регуляции фосфорно-кальциевого обмена костей и зубов, в регенерации эпителия слизистой оболочки ротовой полости, пищевода, желудка и в регенерации симпатических волокон при их повреждении.
82) В отличие от большинства витаминов, которые служат в качестве коферментов,витамин D3 является предшественником вещества, функционирующего как стероидный гормон; это вещество — кальцитриол. Превращение витамина в кальцит-риол происходит с участием двух органов — печени и почек; в печени образуетсякальцидиол, который в почках превращается в кальцитриол (рис. 16.1). Специфические гидроксилазы, которые катализируют эти реакции, активируются парат Органы-мишени кальцитриола — тонкий кишечник и кости. В тонком кишечнике гормон стимулирует всасывание кальция и фосфатов, в костях — мобилизацию кальция. Подобно другим стероидным гормонам, кальцитриол взаимодействует с хроматином, изменяя скорость синтеза определенных белков.В частности, в клетках кишечника при введении витамина D3ускоряется синтезспециального белка, связывающего кальций и участвующего в его всасывании.Таким образом, паратгормон и витамин D3являются синергистами в отношениимобилизации кальция из костей и повышения его концентрации в крови.При недостаточности витамина D у детей развивается рахит. Основной признак этой болезни — нарушение минерализации растущих костей; вследствие этого кости не имеют нормальной жесткости, и у детей, страдающих рахитом, наблюдаются различные деформации скелета — выгнутые наружу голени, вывернутые внутрь колени, «четки» на ребрах, «птичья грудь» и др. Рахит обычно излечивается витамином D, однако есть формы, не поддающиеся такому лечению: они связаны с нарушением превращения витамина D3 в организме в кальцитриол.Лечебное действие витамина D4 при рахите вряд ли можно объяснить толькотем, что он стимулирует всасывание кальция в кишечнике;возможно, он непосредственно участвует в минерализации костей, хотя это экспериментально пока неподтверждено; наоборот, мобилизация кальция из костей при введении витаминаD3 экспериментально доказана.Легкие формы рахита — довольно распространенная болезнь раннего детского возраста. Это связано с тем, что обычная пища ребенка в первые 1-2 года жизни содержит недостаточно витамина D. Вероятность заболевания увеличивается,если ребенок мало подвергается облучению солнечным светом: при действии солнечного света витамин D синтезируется в коже из 7-дегидрохолестерина, которыйобразуется из холестерина.Наиболее богатым источником витамина D является жир печени рыб. Суточная потребность взрослого человека в витамине D равна примерно 40 мкг. Продолжительное поступление избыточного количества (в несколько раз больше нормы) приводит к деминерализации костей (вследствие чего легко могут возникатьпереломы), к повышению концентрации кальция в крови и его отложению в мягких тканях, к образованию камней в мочевых путях.
83) Глюкокортико́иды, или глюкокортикостеро́иды — общее собирательное название подкласса гормонов коры надпочечников, обладающих более сильным действием на углеводный, чем на водно-солевой обмен, и их синтетических аналогов. Функция: регуляция минерального, углеводного и белкового баланса.
По строению все глюкокортикоиды являются стероидами. Основным и наиболее активным естественным глюкокортикоидом человека является кортизол, но это верно не для всех видов животных. Например, у крысы основным глюкокортикоидом является кортикостерон, а кортизола производится мало, и он малоактивен для тканей организма крысы. У человека наоборот: кортикостерон производится в очень малых количествах, и он малоактивен для тканей человеческого организма.
Глюкокортикоиды повышают уровень глюкозы в крови, увеличивают глюконеогенез из аминокислот в печени, тормозят захват и утилизацию глюкозы клетками периферических тканей, угнетают активность ключевых ферментов гликолиза, повышают синтез гликогена в печени и скелетных мышцах, усиливают катаболизм белков и уменьшают их синтез, повышают анаболизм жиров в подкожной жировой клетчатке и других тканях.
Кроме того, глюкокортикоиды оказывают также определённое минералокортикоидное действие — способствуют задержке катиона натрия, аниона хлора и воды, усилению выведения катионов калия и кальция.
84) . Щитовидная железа играет исключительно важную роль в обмене веществ. Об этом свидетельствуют резкое изменение основного обмена, наблюдаемое при нарушениях деятельности щитовидной железы, а также ряд косвенных данных, в частности обильное ее кровоснабжение несмотря на небольшую массу (20–30 г). Щитовидная железа состоит из множества особых полостей – фолликулов, заполненных вязким секретом – коллоидом. В состав коллоида входит особый йодсодержащий гликопротеин с высокой мол. массой – порядка 650000 (5000 аминокислотных остатков). Этот глико-протеин получил название йодтиреоглобулина. Он представляет собой запасную форму тироксина и трийодтиронина – основных гормонов фолликулярной части щитовидной железы.
Повышенная функция щитовидной железы (гиперфункция) вызывает развитие гипертиреоза, известного в литературе под названием «зоб диффузный токсический» (болезнь Грейвса, или базедова болезнь). Резкое повышение обмена веществ сопровождается усиленным распадом тканевых белков, что приводит к развитию отрицательного азотистого баланса. Наиболее характерным проявлением болезни считается триада симптомов: резкое увеличение числа сердечных сокращений (тахикардия), пучеглазие (экзофтальм) и зоб, т.е. увеличенная в размерах щитовидная железа; у больных отмечаются общее истощение организма, а также психические расстройства.
Недостаточная функция щитовидной железы в зрелом возрасте сопровождается развитием гипотиреоидного отека, или микседемы (от греч. myxa – слизь, oedemo – отек). Это заболевание чаще встречается у женщин и характеризуется нарушением водно-солевого, основного и жирового обмена. У больных отмечаются слизистый отек, патологическое ожирение, резкое снижение основного обмена, выпадение волос и зубов, общие мозговые нарушения и психические расстройства. Кожа становится сухой, температура тела снижается; в крови повышено содержание глюкозы. Гипотиреоидизм сравнительно легко поддается лечению препаратами щитовидной железы.
85) Альдостерон — основной минералокортикоид организма — вырабатывается в коренадпочечников; он содержит альдегидную группу, что нашло отражение в его названии. Суточная секреция альдостерона измеряется микрограммами (кортизола —миллиграммами). Во время прохождения крови через печень разрушается примерно 90%альдостерона крови. Секреция увеличивается при снижении концентрации NaCl в крови (рис. 14.3). В почках альдостерон увеличивает скорость реабсорбцииNa+(а вместе с ним и Cl") в канальцах нефро-нов , что вызывает задержку NaCl в организме. Вода при этом продолжает выводиться,следовательно, концентрация NaCl повышается, т. е. устраняется стимул, который вызвал секрецию альдостерона.Избыточная секреция альдостерона (ги-перальдостеронизм) приводит, соответственно, к избыточной задержке NaCl и повышению осмотического давления внеклеточнойжидкости. А это служит сигналом освобождения вазопрессина, который ускоряет реабсорбцию воды в почках. В результате ворганизме накапливается и NaCl, и вода; объем внеклеточной жидкости увеличивается при сохранении нормального осмотического давления. Ежедневное введение альдостерона человеку приводит к дополнительному накоплению в организмедо 400 ммоль NaCl (около 10 г) и до 3 л воды, после чего дальнейшее накопление
Ренин-ангиотензиновая система (РАС) или ренин-ангиотензин-альдостероновая система (РААС) — это гормональная системачеловека и млекопитающих, которая регулирует кровяное давление и объём крови в организме.