2. Особенности энергетического обмена нервной ткани

•​Ткань мозга отличает высокая интенсивность энергетического метаболизма. Это объясняется в основном необходимостью обеспечения непрерывной работы систем активного транспорта. Активность фермента Мg 2+ -зависимой-К + ,Nа + -АТФазы в головном мозге значительно выше, чем в других тканях.

•​Ещё одной причиной высокой потребности нервных клеток в энергии является необходимость постоянного синтеза медиаторов нервных импульсов.

•​В условиях голодания субстратом для получения энергии могут явиться кетоновые тела (ацетон, ацетоацетат, β-гидроксибутират).

•​В головном мозге в больших количествах синтезируются и сразу расходуются такие макроэргические соединения, как АТФ и креатин-фосфат.

3. Механизм действия наркотиков дофа

Дофамин - главный нейромедиатор на участках мозга, обеспечивающих согласованные движения частей тела. Это открытие породило гипотезу, что недостаток дофамина может быть главной причиной болезни Паркинсона, которая поражает в основном пожилых людей и характеризуется прогрессирующей несогласованностью движений, отвердением мускулатуры и дрожью в теле. В соответствии с этой гипотезой стали применять новые подходы к лечению болезни Паркинсона, в том числе прием препарата L-дофа, "исходного вещества" дофамина. L-дофа назначался пациентам для восстановления уровня содержания дофамина в тканях, и дал потрясающие результаты. Прием самого дофамина неэффективен, так как он не может попасть в мозг вместе с кровью. Мозг защищен от попадания токсичных веществ системой фильтрации крови или кровяным барьером мозга (энцефалогенный барьер), которая задерживает и дофамин. Но L-дофа преодолевает этот барьер и, попадая в мозг, превращается в дофамин. Использование L-дофа при лечении болезни Паркинсона - яркий пример ценности научных исследований нейромедиаторов. Хотя L-дофа не избавляет от болезни совсем (потеря дофаминергических нейронов продолжается, и даже этот препарат не может полностью ее восполнить), он продлевает жизнь людям, страдающим болезнью Паркинсона, которые без него умерли бы на много лет раньше.

Кроме указанных функций, моноамины тесно связаны с настроением и эмоциональными расстройствами. Открытие веществ, влияющих на моноамины, произвело революцию в психиатрии. Есть убедительные доказательства того, что тяжелые клинические случаи депрессии связаны с биологическими нарушениями. Согласно новейшим теориям, клиническая депрессия возникает из-за изменения уровня моноаминов, в особенности норадреналина и серотонина. Это подтверждается еще и тем обстоятельством, что наркотики, уничтожающие моноамины, вызывают депрессию. Как мы уже говорили, резерпин вызывает течь в пузырьках нервных окончаний и последующее уничтожение нейромедиаторов, в результате чего в организме возникает нехватка моноаминов. Лекарства, применяющиеся при лечении депрессии, заметно увеличивают выработку норадреналина и серотонина.

Моноамины, и в особенности дофамин, также составляют биохимическую основу возникновения другого серьезного психического заболевания - шизофрении. При ней происходит почти полная потеря связи с реальностью, проявляющаяся в обманах чувств, галлюцинациях, нарушенных эмоциональных реакциях и выпадении из общественных связей. Доказано, что эти симптомы вызваны повышенной активностью моноаминов. Вопервых, все лекарства, применяющиеся при лечении шизофрении, блокируют моноамины. Существует очень тесная связь между силой лечебного действия препарата и его способностью блокировать рецепторы дофамина. Кроме того, соединения, неспособные на это, как правило не снимают симптомы шизофрении, даже если обладают всеми другими свойствами, присущими эффективным лекарствам. Еще одно интересное доказательство: наркотики-стимуляторы, такие как кокаин и амфетамины, усиливают дофаминергическую активность мозга. Хотя маленькие или умеренные дозы этих стимуляторов улучшают настроение, их передозировка часто ведет к параноидальным расстройствам и потере связи с реальностью, которая почти в точности повторяет симптомы шизофрении. Когда действие наркотика ослабевает и дофаминергическая активность приходит в норму, такие симптомы исчезают. Это опять свидетельствует о связи повышенной дофаминергической активности и шизофрении.

Задача ответ: кетоацидоз из-за сахарного диабета

Про рн 7,36

Декомпенсированный метаболический ацидоз вследствие накопления кетоновых тел (β-гидроксибутират), вызванный сахарным диабетом (I типа).

5 билет

1. Схема катаболизма основных питательных веществ. Понятие о специфических и общем путях катаболизма.

Катаболизм – расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Оно сопровождается высвобождением энергии, заключенной в сложной структуре веществ. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла. Меньшая часть этой энергии "перехватывается" коферментами окислительных реакций НАД и ФАД, некоторая часть сразу используется для синтеза АТФ.

Атомы водорода, высвобождаемые в реакциях окисления веществ, в основном используются клеткой по двум направлениям:

на анаболические реакции в составе НАДФН (например, синтез жирных кислот и холестерина),

на образование АТФ в митохондриях при окислении НАДН и ФАДН2.

Весь катаболизм условно подразделяется на три этапа, включающие реакции общих и специфических путей.

Первый этап

Происходит в кишечнике (переваривание пищи) или в лизосомах (самообновление клеток) при расщеплении уже ненужных или лишних молекул. При этом освобождается около 1% энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.

Второй этап

Вещества, образованные при внутриклеточном гидролизе или проникающие в клетку из крови, на втором этапе обычно превращаются

в пировиноградную кислоту (моносахариды в гликолизе),

в ацетил-SKoA, в пируват и другие кетокислоты (в катаболизме аминокислот),

в ацетил-SКоА (при β-окислении жирных кислот).

Локализация второго этапа – цитозоль и митохондрии. На этом этапе выделяется около 30% энергии, заключенной в молекуле, и при этом запасается около 13% от всей энергии вещества (или примерно 43% от выделенной на этом этапе энергии).

Под специфичными путями катаболизма понимают реакции, осуществляемые специфичными ферментами в специфичных, для разных классов веществ, реакциях 1 и 2 этапов. После того, как эти процессы закончатся, образуются пируват и ацетил-SКоА (в основном) и начинаются общие пути превращений. Подразумевается, что независимо от источника происхождения пирувата и ацетил-SKoA (из аминокислот, жирных кислот или моносахаридов) они попадают в общий путь катаболизма – 3 этап биологического окисления.

Третий этап

Все реакции этого этапа идут в митохондриях. Ацетил-SКоА (и кетокислоты) включается в реакции цикла трикарбоновых кислот, где углероды веществ окисляются до углекислого газа. Выделенные атомы водорода соединяются с НАД и ФАД, восстанавливают их и после этого НАДН и ФАДН2 переносят водород в цепь ферментов дыхательной цепи, расположенную на внутренней мембране митохондрий. Сюда же отдают свои атомы водорода молекулы НАДН и ФАДН2, образованные на втором этапе (гликолиз, окисление жирных кислот и аминокислот). В третьем этапе выделяется до 70% всей энергии вещества. Из этого количества усваивается почти две трети (66%), что составляет около 46% от общей. Таким образом, из 100% энергии окисляемой молекулы клетка запасает больше половины – 59%.

Распределение энергии молекулы

Соотношение выделенной и запасенной энергии

при биологическом окислении

На внутренней мембране митохондрий в результате процесса под названием "окислительное фосфорилирование" образуется вода и главный продукт биологического окисления – АТФ.

Специфические пути катаболизма. На этом этапе простые метаболиты подвергаются специфическим реакциям расщепления, в результате которых образуется либо пировиноградная кислота, либо ацетил-КоА. Ацетил-КоА может образоваться из пирувата, а также из жирных кислот и аминокислот. В специфических путях катаболизма могут образоваться со единения, которые непосредственно включаются в цитратный цикл.

2. Стадии свободно-радикального окисления липидов.

Процессы свободно радикального окисления липидов и белков являются одним из важных регуляторов метаболизма углеводов, белков, липидов, нуклеиновых кислот, лежащего в основе пластического и энергетического обеспечения функций клетки и организма в целом. Кроме того, они являются лимитирующим звеном регуляции морфофункционального состояния биологических мембран, их проницаемости и внутриклеточного гомеостаза.

Этапы:

I. Кислородная инициация. образование свободного липидного радикала (L•) Инициирует реакцию чаще всего гидроксильный радикал, отнимающий водород от СН2 -групп полиеновой кислоты, что приводит к образованию липидного радикала.

LН + ОН• → L• + Н2О

II. Образование свободных радикалов липидов.

L • + О2 → LOO •

LOO• + LH → LOOН + L•

Развитие цепи происходит с участием О2, в результате чего образуется пероксидный радикал липида (LOO•). Далее он взаимодействует с липидом и превращается гидропероксид липида (LOOH), а липид – в свободный радикал (L•). ПОЛ представляет собой свободнорадикальные цепные реакции, каждый образовавшийся радикал инициирует образование новых.

III. Образование перекисей липидов. В последующем реакция перекисного радикала ROO• с другой молекулой ПНЖК приводит к появлению перекиси этой кислоты и нового радикала R1, поддерживающего свободнорадикальное окисление по цепному механизму. Вторичные продукты перекисного окисления полиеновых кислот - малоновый диальдегид (МДА) и гидропероксиды жирных кислот. МДА подавляет активность цитохромоксидаз и угнетает тканевое дыхание, он ускоряет развитие атеросклероза. При взаимодействии МДА с фосфолипидами образуются конечные продукты ПОЛ – Шиффовы основания (например, пигмент липофусцин). Процессы СРОЛ протекают во всех клетках, однако, наиболее мощными генераторами свободных радикалов являются лейкоциты, тромбоциты, гепатоциты.

IV. Обрыв цепи. Развитие цепи может останавливаться:

1. При взаимодействии свободных радикалов между собой:

LOO• + L• → LOOH + LH

При взаимодействии свободных радикалов с различными антиоксидантами, например, витамином Е, который отдаёт электроны, превращаясь при этом в стабильную окисленную форму.

L• + vit E → LH + vit E•;

vit E• + L• → LH + vit Еокисл.

СРО – свободно-радикальное окисление.

Функции СРО липидов в норме:

1.​Индуцирует апоптоз.

2.​Регулирует структуру клеточных мембран и функционирование ионных каналов, рецепторов и ферментов.

3.​Обеспечивает освобождение из мембран арахидоновой кислоты для синтеза простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов.

4.​Может выступать в качестве вторичного мессенджера при внутриклеточной передаче сигналов из внешней среды.

3. Роль нейраминидазы и гемаглютининов в вирусной репликации.

Нейраминидазы - это ферменты, которые удаляют остатки сиаловой кислоты с мембраны клетки-хозяина на ранней стадии развития вирусной частицы. Это расщепление всех остатков сиаловой кислоты играет решающую роль в цикле репликации вируса гриппа, поскольку в противном случае вновь возникающая вирусная частица прилипла бы к своей исходной клетке-хозяину посредством своего гемагглютинина, который предотвращает распространение вируса.

Задача: У людей, длительно употребляющих алкоголь, снижается эффективность некоторых лекарств, в том числе средств для наркоза. Как объяснить это явление?

У них повышена активность ферментов микросомальной системы, в связи с этим, при приёме ряда препаратов нет ожидаемого эффекта, т.к. они быстро окисляются и выводятся из организма.