Задача №4.

У больного со сниженной секреторной функцией желудка с мочой выделяется повышенное количество индикана (калиевая соль индоксилсерной кислоты). Почему это происходит? Химическая природа индикана.

E – ферменты бактериальной клетки

При нарушении секреции пепсиногена и соляной кислоты в просвет желудка нарушается первичная обработка белков. Ферменты поджелудочной железы и кишечника не способны гидролизовать такие белки и они (белки) транзитом попадают в полость толстой кишки, где под действием микрофлоры подвергаются гниению. Под действием ферментов бактериальной клетки аминокислота триптофан превращается в индол.

Индол всасывается из просвета толстой кишки в кровь и по системе воротной вены попадает в печень. В печени протекает реакция микросомального окисления, в ходе которой индол окисляется до индоксила.

Индоксил обезвреживается в системе ФАФС (3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфат), при этом образуется индоксилсерная кислота. Фермент, катализирующий реакцию – сульфотрансфераза.

Калиевая соль индоксилсерной кислоты называется индикан. Индикан хорошо растворяется в воде, поэтому выводится с мочой. При увеличении гнилостных процессов в толстой кишке, образуется бо́льшее количество индола, соответственно в печени образуется больше индикана, концентрация его в моче повышается.

Химическая природа индикана – растворимое не токсичное вещество, проходящее почечный фильтр, не реабсорбируется в почечных канальцах.

Задача №5.

Животному ввели смесь аминокислот с мечеными атомами ¹⁴С. Через некоторое время в тканях животного обнаружили гистамин, с мечеными углеродными атомами. Метаболизм какой аминокислоты привел к образованию этого соединения? Напишите реакцию, укажите фермент. Перечислите биологические функции гистамина.

При декарбоксилировании аминокислоты гистидина образуется биогенный амин – гистамин. Реакция катализируется ферментом гистидин-декарбоксилазой, с участием в качестве кофермента активной формы витамина В₆ – пиридоксальфосфата, и выделением углекислого газа.

Физиологическое действие гистамина:

1. Стимулирует секрецию слюны и желудочного сока

2. Увеличивает тонус гладкой мускулатуры бронхов

3. Расширяет артериолы и капилляры, тем самым повышает проницаемость сосудистой стенки, снижает АД

4. Является медиатором боли и воспаления

Задача №6.

В моче обследуемого ребенка обнаружена гомогентизиновая кислота. Каково происхождение этой кислоты? Можно ли считать гомогентизиновую кислоту нормальным компонентом мочи? Объясните.

Гомогентизиновая кислота является промежуточным продуктом распада аминокислот тирозина и фенилаланина. В норме распад этих аминокислот идет до фумарата и ацетоацетата и гомогентизиновая кислота в крови и соответственно в моче не обнаруживается. (Н₄БП – тетрагидробиоптерин (ТГБП) – восстановленная форма кофермента, необходимого для работы фермента фенилаланин-гидроксилазы). При дефекте фермента диоксигеназа гомогентизиновой кислоты развивается заболевание алкаптонурия. Гомогентизиновая кислота обнаруживается в крови, выводится с мочой, поскольку гомогентизиновая кислота легко окисляется кислородом воздуха, моча приобретает черный цвет. Помимо этого гомогентизиновая кислота накапливается в соединительной ткани, в том числе в хрящах, и так же окрашивает их в черный цвет.

З адача №7.

Пептид, поступивший в организм с пищей, содержал фенилаланин, все атомы которого были мечены ¹⁴С. Позже меченые атомы были обнаружены в ацетоацетате и глюкозе. Объясните это, написав соответствующие схемы.

Фенилаланин и тирозин в печени распадаются до фумарил-ацетоацетата. Фумарил-ацетоацетат затем под действием фермента фумарил-ацетоацетат-гидролазы распадается до фумарата и ацетатоацетата. Фумарат превращается в оксалоацетат, который в свою очередь вступает в процессы глюконеогенеза и цикла Кребса.

Задача №8.

Ребенок 2-х летнего возраста поступил в детскую больницу с явлением отсталости умственного развития. Содержание фенилаланина у него в крови составило 7 мкмоль/л (при норме 0,2 мкмоль/л). В моче также обнаружено большое количество этой аминокислоты. Какие нарушения обмена веществ можно предполагать? Как называется заболевание? Что следует рекомендовать для улучшения состояния ребенка?

Резкое увеличение фенилаланина в крови говорит о дефекте ферментов начального этапа обмена этой аминокислоты, а именно при дефекте фермента фенилаланин-гидроксилазы. При этом фенилаланин не превращается в тирозин, не включается в специфические метаболические пути и накапливается в крови, а также превращается в токсичный фенилпируват.

Ввиду этого, наблюдается дефицит тирозина и соответственно относительная нехватка всех продуктов обмена: катехоламинов, тироксина, меланина. Помимо этого фенилпировиноградная кислота (фенилпируват) повреждает миелиновую оболочку и мембрану нейронов, что приводит к задержке умственного развития вплоть до идиотии. Данное заболевание называется фенилкетонурия. При данном заболевании следует полностью исключить фенилаланин из пищи.