С.Р.С.№9 «Регенерация и интеграция процессов обмена вещущуств»

При патологических состояниях, вызванных заболеванием эндокринных желез (их гипо- или гиперфункции , нейро-гуморальная регуляция биохимических процессов оказывается нарушенной, что приводит к резкому понижению способности организма противостоять действию ряда внешних и внутренних факторов.      Система регуляции биохимических процессов является многоуровневой. Она начинает функционировать уже на уровне отдельных биополимеров, прежде всего ферментов и их комплексов. Очевидно, например, что соотношение альтернативных процессов и превращения пирувата - его восстановления до молочной кислоты или окислительного декарбоксилирования—зависит от того, в какой степениклетка обеспечена кислородом. В цепи биохимических процессов, приводящих к биосинтезу пиримидиновых нуклеотидов , достаточно воздействовать на первый фермент цепи - аспартат карбамоилтрансферазу, чтобы повлиять на весь процесс образования конечных продуктов. Это осуществляется с помощью ЦТФ, который выступает в роли аллостерического ингибитора фермента и служит сигналом, сообщающим о достаточном количестве пиримидиновых нуклеотидов и целесообразности прекратить их дальнейшее производство. Только сейчас мы начинаем понимать основы механизмов, обеспечивающих этот порядок, и становятся ясны пути регуляциибиохимических процессов.      Несмотря на высокое совершенство органигзацин сети биохимических превращений и оптимизации энергетики отдельных блоков этой сеаи, такие системы сами по себе еще совершенно недостаточны для обеспечения суш,ествоваиия даже самых примитивных из известных на сегодняшний день форм живой материи. Системы биохимическихпревращений должны регулироваться — включаться и выключаться, работать быстрее или медленнее в зависимости от внешних условий и от этапов развития каждой клетки и организма в целом. Изложению некоторых основных установленных к настоящему времени принциповрегуляции биохимических процессов посвящена следующая глава.      Важную роль в интеграции и регуляции биохимических процессов на      Молекулы ДНК и генетический код. Индивидуальный ген является единицей наследственности, следовательно, молекула ДНК должна каким-то образом кодировать специфическую генетическую информацию. Поскольку все молекулы ДНК имеют один и тот же дезоксирибозофосфатный остов , различия между индивидуальными молекулами ДНК обусловлены, по-видимому, последовательностью, в которой гетероциклические основания располагаются вдоль этого остова . Именно в последовательности этих аминов и заключен код, при помощи которого происходит передача генетической информации. Возникает вопрос что же представляет собой этот код Ведь гены — химические вещества, а не точки и тире азбуки Морзе. Каким же образом этот код обеспечивает генетическую регуляцию биохимических процессов, происходящих в клетке       Важную роль в интеграции и регуляции биохимических процессов на уровне организма играет нервная система ЦНС постоянно информирует органы и ткани о воздействии внешних факторов и координирует обменвеществ в них, подготавливая организм к мышечной деятельности или кратковременным стрессовым ситуациям обмена веществ. Нервная системавключает около 10 ° нервных клеток — нейронов, которые способны принимать, проводить и передавать сигналы. Нейроны состоят в основном из трех частей — тела, дендритов, принимающих сигналы, и аксона — отростка клетки, который передает сигнал к регулируемым органам. Аксон может ветвиться и одновременно передавать сигнал на многие клетки. Нервные клетки, регулирующие сокращение мышц, называются мотонейронами (двигательные нейроны).      Аллостеризм — важное явление, обеспечивающее регуляцию действия ферментов на молекулярном уровне. Наличие регуляции биохимических процессов означает существование каналов прямой и обратной связи, по которым передается надлежащая информация. Передача информации в клетке есть передача химических сигналов, т. е. молекул и ионов. В клетке функционируют вещества, реактивность которых определяется воздействием на них молекулярных сигналов. Поскольку источником таких сигналов служат ферменты, именно они подлежат влиянию химических обратных связей. Можно прийти к логическому выводу о существовании регуляторных ферментных систем.     Как в ходе индивидуального развития, так и у взрослых достаточно высоко развитых многоклеточных организмов в регуляции биохимических процессов важную роль играют эндокринная и нервная системы. Эти системы осуществляют управление со стороны одних частей организма процессами, происходящими в других его частях. Это обеспечивает в конечном итоге адекватные действия организма в ответ на сигналы, поступающие от других систем того же организма или из окружающей среды.     В то же время становится все более ясным, что для понимания многих процессов жизнедеятельности клеток, регуляции биохимических процессов в мембранах следует рассматривать эндо- и ЭКЗОЦИТОЗ в интегральном, целостном виде, поскольку механизмы обоих процессов имеют много общего. Изучение эндо- и экзоцитоза выявляет универсальность этих процессов практически во всех клетках. Все это требует сочетания различных методов исследования в разработке комплексного подхода к изучению конкретных механизмов и специфики регуляции эндо- и экзоцитоза.      При рассмотрении кофакторов ферментов даны современные представления о химическом строении, биохимической роли, механизме действия, возможных путях синтеза и биосинтеза важнейших кофакторов ферментов. Участив ферментов и коферментов в регуляции биохимических процессов будет рассмотрено в разделе Обмен веществ . 

    Образование тепла бурым жиром лишь частный, случай из удивительной области регуляции биохимических процессов. О каждом из таких механизмов можно написать отдельную книгу. Однако наш главный интерес лежит сейчас в иной плоскости. Рассказ о хомяке и буром жире я здесь привел главным образом для того, чтобы показать существование специального биологического устройства, переводящего дыхание на холостой ход.      Важной задачей биохимических исследований в области пищевой промышленности является глубокое изучение биохимических процессов, протекающих в пищевом сырье и готовой продукции во время хранения. Конечная цель исследовательских работ этого направления - сведение до минимума количественных и качественных потерь на основе регуляции биохимических процессов. 

    Витамин F является смесью линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот. Они являются компонентами клеточных мембран и участвуют в регуляции биохимических процессов, образуя простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и другие продукты метаболизма. Поступают в организм с растительными и животными жирами.      Генная регуляция биохимических процессов. Физиологическая функция генов заключается в передаче информации клетке через мРНК и ферменты. Никогда не происходит одновременной передачи всей имеющейся информации, иначе говоря, никогда не синтезируются одновременно все потенциально возможные ферменты. Следовательно, существуют одновременно активные (продуцирующие РНК) и неактивные гены. Благодаря генной регуляции осуществляется активация генов(индукция) и инактивация (репрессия) одним из самых первых, экспериментально уловимых, специфических последствий генной регуляции является появление или исчезновение того белка (фермента), за синтез которого отвечает регулируемый ген (индукция и репрессия ферментов).