32 Задача

У женщины 40 лет обнаружены камни в желчном пузыре, которые периодически перекрывали желчный проток и нарушали отток желчи в кишечник. Укажите все возможные последствия секреции желчи.

Алгоритм решения:

1. Напишите формулы желчных кислот и объясните роль этих молекул в переваривании жиров.

2. Укажите функцию желчных кислот во всасывании продуктов переваривания липидов и нарисуйте соответствующую схему.

3. Укажите, дефицит каких веществ может возникнуть у таких больных, и каковы могут быть последствия и симптомы.

1)

Роль желчных кислот:

1) Участвует в эмульгировании жиров в кишечнике

2) активаторы панкреатической липазы

3) входят состав мицелл

2) Желчные кислоты выполняют следующие функции:

•  участвуют в переваривании и всасывании липидов;

•  являются конечными продуктами катаболизма холестерола, в виде которых он экскретируется с калом из организма;

•  являются компонентами желчи, удерживающими холестерол в растворенном состоянии

3) Возникает дефицит желчных кислот.

Роль желчных кислот:

1. Участвуют в эмульгировании жиров в кишечнике

2. Активаторы панкреатической липазы.

3. Входят в состав мицелл.( всасывание нерастворимых в воде продуктов гидролиза липидов)

33 Задача

В клетках, где идет синтез жирных кислот, одновременно должен осуществляться и пентозофосфатный цикл (ПФЦ) окисления глюкозы. Объясните взаимосвязь между этими процессами.

Алгоритм решения:

1. Представьте схему ПФЦ и синтеза жирных кислот.

2. Укажите кофермент (и витамин в его составе), который поставляет ПФЦ для реакций синтеза жирных кислот, и напишите реакции синтеза жирных кислот, протекающие с его участием.

3. Почему интенсивность ПФЦ высока в печени, жирной ткани и эритроцитах.

1)

2) Витамин рр, кофермент надф, транскетолазы вит в1

3) Пентозофосфатный путь особенно активно функционирует в органах, где синтезируется большие количества липидов – в печени, жировой ткани, молочной железе, коре надпочечников. Это связано с тем, что при синтезе липидов происходит много реакций гидрирования, в которых донором водорода служит НАДФН. За счет окислительного пути синтеза пентозобеспечивается примерно половина всей потребности клеток в НАДФН.

1. Напишите схему катаболизма глюкозы до ацетилКоА

Пируват→ ацетилКоА

2. Напишите схему липонеогенеза от фосфотриоз до глицерола

3. Покажите схематично путь синтеза жирных кислот

34 задача

Экспериментальные животные получали с пищей только глюкозу, содержащую радиоактивные атомы углерода. Через несколько часов исследовали жиры, содержащиеся в адипоцитах, и обнаружили радиоактивный углерод и в составе глицерола и радикалов жирных кислот. Алгоритм решения:

1. Напишите схему катаболизма глюкозы до ацетил-КоА.

2. Напишите схему липонеогенеза от фосфотриоз до глицерола.

3. Покажите схематично путь синтеза жирных кислот.

1. Напишите схему катаболизма глюкозы до ацетилКоА

Пируват→ ацетилКоА

2. Напишите схему липонеогенеза от фосфотриоз до глицерола

3. Покажите схематично путь синтеза жирных кислот

35 задача

Жиры являются наиболее энергоемкими молекулами. Объясните это, исходя из структуры жиров, и рассчитайте количество молекул АТФ, образующихся при окислении одной молекулы трипальмитина.

Алгоритм решения:

1. Напишите реакцию гидролиза этого соединения.

2. Рассчитайте число молекул АТФ, образующихся при окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты.

3. Напишите схему окисления глицерина и укажите количество АТФ, образуемое при этом процессе. Рассчитайет суммарный выход АТФ при окислении одной молекулы трипальмитина.

1. Напишите реакцию гидролиза этого соединения

2. Рассчитайте число молекул АТФ, образующихся при окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты

С₁₅Н₃₁СООН→8АУК+7НАДФН₂+7ФПН₂=130АТФ(-1 активация)

↓ ↓ ↓

ЦТК БО БО

↓ ↓ ↓

БО ОФ ОФ

↓ ↓ ↓

ОФ 21 АТФ 14 АТФ

↓

96 АТФ

3. Напишите схему окисления глицерина и укажите количество АТФ, образуемое при этом процессе. Рассчитайет суммарный выход АТФ при окислении одной молекулы трипальмитина.

Глицерин→(цитоплазма)→ПВК+2АТФ+2НАДН₂=23АТФ ИЛИ 21АТФ

(митохондрии)↓ ↓ ↓

НАДН₂+АУК+СО₂ 3малатный или 2глицерофосфатный

↓ ↓ ↓ ↓

БО ЦТК 6АТФ 4АТФ

↓ ↓

ОФ БО

↓ ↓

3АТФ ОФ

↓

12 АТФ

Суммарный выход АТФ при окислении 1 молекулы трипальмитина = 410 АТФ или 412 АТФ

36 задача

При одном из наследственных заболеваний в скелетных мышцах больных снижена концентрация карнитина в результате дефекта ферментов, участвующих в его синтезе. Почему у таких больных снижена способность выполнять физическую работу?

Алгоритм решения:

1. Напишите схему, показывающую роль карнитина в метаболизме жирных кислот.

2. Укажите, скорость какого метаболического пути снижена у таких больных.

3. Объясните, почему в клетках мышц больных содержатся большие вакуоли жира, видимые под микроскопом.

1) ПЕРЕНОСЧИКОМ АКТИВИРОВАННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ С ДЛИННОЙ ЦЕПЬЮ ЧЕРЕЗ ВНУТРЕННЮЮ МИТОХОНДРИАЛЬНУЮ МЕМБРАНУ СЛУЖИТ КАРНИТИН.

Все ферменты Б-окисления жирных кислот находятся в митохондриях . Внутренняя мембрана непроницаема для жирных кислот. Перенос их происходит при помощи картнитина.

(СН₃)₃N⁺-CH₂-CH₂-CHOH-CH₂-COOH

При деиствии карнитин-ацилтрансферазы 1 к спиртовой группе карнитина присоединяется жирная кислота.

Ацил-SКоА + Карнитин = Ацилкарнитин + НSКоА

2) При отутствии ферментов, участвующих в синтезе карнитина будет снижено Б-окисление СЖК. Так как далее все процессы происходят в митохондриях при отсутствии карнитина активированная жирная кислота не проникнет во внутреннюю мембрану митохондрии. В клетках накапливается большое количество СЖК, которые не подверглись окислению. Больные не могут выполнять физическую работу так как не выделяется АТФ ,которая могла бы образовываться при Б-окислении СЖК.

3) Длинноцепочечные ацил-CoA-производные (или СЖК ) не могут проникать в митохондрии и окисляться, если предварительно не образуют ацилкарнитин-производных. А вследствие недостатка карнитина этот процесс переноса СЖК в митохондрии тормозится и СЖК скапливается в виде вакуолей жира в цитоплазме.

37 задача

Экспериментальные животные в течение 1 недели получали с пищей избыток глюкозы, содержащей радиоактивный углерод. Затем животные голодали в течение 2 дней. В крови обнаружены кетоновые тела, содержащие радиоактивный углерод. Объясните результаты экспериментов.

Алгоритм решения:

1. Напишите схему катаболизма глюкозы до ацетил-КоА.

2. Покажите схему использования ацетилКоА в синтезе кетоновых тел.

3. Назовите ключевые ферменты катаболизма глюкозы и синтеза кетоновых тел.

1)

2)

3) альтернативный источник ???

38 задача

У двух мужчин 60 лет определили уровень общего холестерола и индекса ЛПНП/ЛПВП. У обоих пациентов общий холестерол – 6,0мМ/л, но ЛПНП/ЛПВП индекс у первого пациента был равен 4, а второго 3,1. Оцените полученные данные.

Алгоритм решения:

1. Определите у кого из пациентов выше риск атеросклероза и его осложнений.

2. Составьте схему, показывающую роль ЛПВП в транспорте холестерина.

3. Объясните, почему ЛПНП называют атерогенными липопротеинами, а ЛПВП – антиатерогенными.

1) ЛПНП/ЛПВП (коэф. атерогенности) при его значении >3 имеется риск развития атеросклероза и т.к. у первого пациента он равен 4, то следовательно у него выше риск.

2) ЛПВП транспортируют холестерин в виде эфиров холестерина из тканей в печень. В образовании из холестерина эфиров холестерина в ЛПВП большую роль играет фермент ЛХАТ (лецитинхолестеролацилтрансфераза), который катализирует реакцию:

Холестерин + лецитин = холестерид + лизолецитин

Эта реакция идет в гидрофильном слое ЛПВП, а образовавшиеся хлестериды переходят в гидрофобное ядро.

3) ЛПВП транспортируют холестерин в виде эфиров холестерина из тканей в печень, тем самым снижая риск развития атеросклероза. ЛПНП транспортируют холестерин из печени в другие ткани, тем самым повышая риск развития атеросклероза.

39 задача

У больного развился острый панкреатит, при этом стенки протока поджелудочной железы воспалились и отекли, просвет протока уменьшился, наблюдаются застойные явления. Таким больным необходима срочная медицинская помощь. Объясните, чем опасно затруднение оттока сока поджелудочной железы.

Алгоритм решения:

1. Назовите ферменты, которые синтезируются в поджелудочной железе.

2. Укажите пути их активации, назовите активаторы проферментов.

3. Объясните, к каким последствиям приведет их активация в ткани поджелудочной железы.

1) Липаза, трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазы А и В, фосфолипазы А и В, эластаза, амилаза

2) Панкреатическая липаза выводится в двенадцатиперстную кишку в виде неактивного профермента - пролипазы. Активация пролипазы в активную липазу происходит под действием жёлчных кислот и другого фермента сока поджелудочной железы - колипазы.

Трипсиноген превращается в трипсин в полости двенадцатиперстной кишки под влиянием фермента энтерокиназы, который вырабатывается слизистой оболочкой кишки. Выделение энторокинизы обусловлено влиянием желчных кислот. С появлением трипсина наступает аутокаталитический процесс активации всех протеолитических ферментов, выделяющихся в зимогенной форме.

Химотрипсиноген и предшественник карбоксипептидазы сока поджелудочной железы активируются трипсином, но не энтерокипазой. Следовательно, эта активация происходит только в кишечнике, где присутствует трипсин.

Фосфолипазы также активируются трипсином.

Эластаза активируется в просвете кишечника трипсином из проэластазы.

Альфа- амилаза является кальций-зависимым ферментом, так как ее деятельность активируется ионом кальция.

3) Бурно и быстро развивающееся воспаление поджелудочной железы, которая начинает атаковаться собственными ферментами, стремящимися к самоперевариванию. Рычагом к воспалительному процессу служит преждевременная активация ферментов железы.  Участвуют в этом процессе активные ферменты – липаза и фосфолипаза А. Фосфолипаза действует на клеточную мембрану, разрушая ее и впуская тем самым липазу в клетку,  что приводит к разрушению поврежденной клетки. Эти процессы, в конечном итоге, способствуют  к появлению так называемых панкреатических атак  и изменениям в самих тканях железы и вокруг их. Они способствуют отеку ткани и даже деструктивным последствиям – панкреонекрозу.

40 задача

В желудочном соке больного обнаружен высокий уровень лактата и желчные пигменты. Укажите, какие заболевания желудка возможны в этом случае.

Алгоритм решения:

1. Назовите процесс, продуктом которого является лактат, почему лакатат накапливается в желудке и с помощью какой качественной реакции можно определить его наличие?

2. Укажите роль соляной кислоты, виды и нормальное значение кислотности желудочного сока.

3. Почему в желудке появляются желчные пигменты, качественная реакция на них.

1) Лактат образуется при анаэробном гликолизе.

Лактат обнаруживается в желудочном соке при раке желудка, сопровождающемся ахлоргидрией и задержкой эвакуации пищи. У таких больных желудочное содержимое носит застойный характер, отмечается брожение углеводов с образованием молочной кислоты.

Реакция УФЕЛЬМАНА! Метод основан на способности молочной кислот в присутствии фенолята железа (III) образовывать малодисоциирующую соль лактата железа желто-зеленого цвета.

2) Роль СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ:

- в желудке под ее влиянием происходит набухание белков, увеличивается их поверхность, что облегчает воздействие на них ферментов желудочного сока

- под ее действием из профермента пепсиногена образуется активный фермент пепсин. Прогастриксин активируется пепсином.

- она обладает бактерицидным действием

- она способствует эвакуации пищи из желудка, регулируя функцию привратника.

- она стимулирует деятельность поджелудочной железы

Виды КИСЛОТНОСТИ желудочного сока:

1. Общая кисл-ть – это сумма всех кислореагирующих в-тв (своб. и связанная HCl, орган.к-ты, кислые фосфаты) – в 100 мл желудочного сока. НОРМА = 40-60 ТЕ (титрационных единиц)

2. Свободная HCl НОРМА = 20-40 ТЕ

3. Связанная HCl (с белками). НОРМА = 8-12 ТЕ

3) Желчные пигменты вместе с желчью появляются в желудке при понижено кислотности или при полном отсутствии кислоты. В этом случае нарушается функция привратника, он расслаблен, и кишечное содержимое может забрасываться в желудок. Этому также может способствовать и неплотное закрытие привратника в связи с рубцовыми процессами в нем.

В результате за счет желчных пигментов: при наличии HCl в желудочном соке, его окраска будет зеленоватой т.к. билирубин окисляется в биливердин. При отсутствии HCl окраска желудочного сока будет желтой.

Реакция ПЕТТЕНКОФЕРА на желчные кислосты! Под влиянием серной кислоты сахароза гидролизуется с последующим превращением моносахаридов в оксиметилфурфурал. Конденсация желчных кислот с оксиметилфурфуралом приводит к образованию веществ красного цвета.

41 задача

У больного язвенной болезнью желудка провели операцию с удалением части желудка. Но послеоперационное обследование показало, что процесс переваривания белков у пациента существенно не изменился. Объясните полученные результаты обследования.

Алгоритм решения:

1. Назовите пептидазу, которая синтезируется в желудке, механизм ее активации и активаторы.

2. Перечислите панкреатические пептидазы и ферменты энтероцитов (клеток кишечника).

3. Назовите, к какой группе пептидаз относятся данные ферменты.

1) Эндопептидазы пепсин и гастриксисин, гидролизуют белки до полипептидов в присутствии HCl.

Под действием НСl пепсиноген превращается в активный пепсин с оптимумом рН 1,0-2,5. В процессе активации в результате частичного протеолиза от N-конца молекулы пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных остатка, которые содержат почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. Таким образом, в активном пепсине преобладающими оказываются отрицательно заряженные аминокислоты, которые участвуют в конформационных перестройках молекулы и формировании активного центра. Образовавшиеся под действием НСl активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена (аутокатализ).

Профермент гастриксина прогастриксин секретируется железами желудка и активируется, также как и профермент пепсина - пепсиноген, соляной кислотой желудочного сока. Гастриксин, в отличие от пепсина, протеолетически активен в менее кислой среде. Гастриксин является вторым по объёму после пепсина среди содержащихся в желудочном соке протеолитических ферментов. Количество гастриксина в желудочном соке здорового взрослого человека составляет 20–50 % от количества пепсина. Гастриксин вместе с пепсином обеспечивают до 95 % всей протеолитической активности желудочного сока.

2) и 3) Эндопептидазы (под их действием белки распадаются до полипептидов) поджелудочной железа: трипсин, химотрипсин, эластаза

Экзопептидазы (под их действием белки разрушаются до отдельных аминокислот) поджелудочной железы: карбоксипептидазы

Экзопептидазы кишечного сока: аминопептидазы, ди- и трипептидазы

42 задача

У пациента с подозрением на инфаркт миокарда определяли активность АЛТ (аланинаминотрансферазы) и АСТ (аспартатаминотрансферазы) в крови. Активность какой из аминотрансфераз увеличится в большей степени при такой патологии и почему? Назовите другие ферменты, активность которых определяют в крови для подтверждения указанной патологии. Алгоритм решения:

1. Напишите реакции, которые катализируют АЛТ и АСТ.

2. Объясните значение этих реакций в метаболизме аминокислот.

3. Объясните принципы энзимодиагностики.

1) Напишите реакции, которые катализируют АЛТ и АСТ

2) Объясните значение этих реакций в метаболизме аминокислот

Переаминирование - это обратимый процесс пере­носа аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту с образованием заменимой аминокислоты. Чаще всего источником аминогруппы служит глутаминовая кисло­та. Ферментом, катализирующим этот процесс, явля­ются аминотрансферазы (трансаминазы), коферментом которых является витамин пиридоксальфосфат (В₆).

AЛT и ACT - это органоспецифичные ферменты. В клинике определение активности АЛТ используется для диагностики заболеваний печени (гепатиты, жел­тухи), активности ACT - при патологии миокарда (ин­фаркт миокарда).

Значение переаминирования:

1. образование заменимых аминокислот

2. реакция является первой стадией непрямого окислительного дезаминирования аминокислот

3. так как реакция обратима, возможна взаимосвязь между обменом углеводов и обменом белков.

3) Объясните принципы энзимодиагностики

Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания на основе определения активности ферментов в биологических жидкостях человека. Принципы энзимодиагностики основаны на следующих позициях:

• при повреждении клеток в крови или других биологических жидкостях (например, в моче) увеличивается концентрация внутриклеточных ферментов повреждённых клеток;

• количество высвобождаемого фермента достаточно для его обнаружения;

• активность ферментов в биологических жидкостях, обнаруживаемых при повреждении клеток, стабильна в течение достаточно длительного времени И отличается от нормальных значений;

• ряд ферментов имеет преимущественную или абсолютную локализацию в определённых органах (органоспецифичность);

• существуют различия во внутриклеточной локализации ряда ферментов

43 задача

При обследовании пациента оказалось, что концентрация креатинина в крови составляет 200мкМ/л (при норме 88-176мкМ/л). Поражение какого органа можно предположить?

Алгоритм решения:

1. Перечислите аминокислоты – предшественники креатина.

2. Напишите схему образования креатина и укажите органы, которые участвуют в этом процессе.

3. Укажите, какие ферменты будут повышаться в крови у больных в данном случае?

Образование креатина, судьба, значение.

Из некоторых аминокислот в животном организме может синтезироваться креатин. Процесс состоит из 2 этапов. На 1-ом этапе из аргинина и глицина в почках может образоваться гуанидинуксусная кислота (гликоциамин), которая поступает с током крови в пе­чень, подвергается там окислительному метилированию (источником метальных групп служит метионин) и переходит в кровь в виде креатина (метилгуанидинуксусной кислоты). Почти весь образовавшийся в пе­чени креатин поступает в мышцы.