8. Энзимодиагностика. Энзимотерапия. Примеры.

В медицине существуют два основных направления использования ферментов. Это:

• Энзимодиагностика

Это метод диагностики болезней, патологических состояний и процессов, основанные на определении активности ферментов в биологических жидкостях. Используют наиболее часто плазму или сыворотку крови. Кроме крови, для энзимодиагностики можно также использовать и мочу. Пример: глюкозооксидазу используют для определения глюкозы в крови и моче

• Энзимотерапия

Заключается в применении ферментов животного, бактериального или растительного происхождения и регуляторов активности ферментов с лечебной целью

Лекарственные препараты создаются на основе:

• Ферментов

• Коферментов и витаминов

• Ингибиторов и активаторов ферментов

Пример: лечение желудочно-кишечных заболеваний, связанных с недостаточностью секреции пищеварительных соков.

1.2. Введение в обмен веществ. Биологическое окисление

1. Важнейшие признаки живой материи. Особенности живых организмов, как открытых термодинамических систем.

Особенности ЖО, как открытых термодинамических систем:

1. Живой организм – это открытая система, которая непрерывно обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией.

2. Все биохимические процессы протекают при постоянных температуре и давлении и в отсутствии значительных изменений концентрации и объема.

3. Стандартное состояние для биологических систем отличается от стандартного состояния химических систем.

Признаки живой материи:

1) способность к метаболизму

2) высокий уровень структурной организации живой материи.  Структурной единицей или единицей биологической активности организма считается клетка

3) изменчивость 

4) способность к точному самовоспроизведению за счёт передачи наследственной информации.

2. Понятие о процессах катаболизма и анаболизма. Функции клеточного метаболизма. Основные принципы организации метаболизма: этапность, конвергенция, унификация. Стадии генерирования энергии по Кребсу.

Обмен веществ (или метаболизм) - это совокупность биохимических реакций, протекающих в живых организмах.

Процессы, происходящие в просвете ЖКТ, не входят в понятие метаболизма, поскольку полость ЖКТ рассматривается как часть внешней среды.

Обмен веществ обеспечивает:

• жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов,

• их связь с окружающей средой

• адаптацию к изменениям внешних условий.

Метаболизм – это двуединый процесс, складывающийся из 2-х частей: катаболизма и анаболизма.

Анаболизм (ассимиляция)- это совокупность химических реакций, в результате которых из простых соединений образуются сложные органические вещества, специфичные для организма (нуклеиновые кислоты, белки и др.).

Катаболизм (диссимиляция) - распад сложных органических молекул до более простых или до образования низкомолекулярных конечных продуктов (СО₂, Н₂О и мочевины), выделяемых из организма.

Основными принципами метаболизма являются конвергенция и унификация.

Конвергенция – это объединение различных путей превращения органических веществ в единый общий путь – терминальное окисление.

Унификация - это постепенное снижение числа участников обменных процессов и использование в общем пути катаболизма универсального метаболита – ацетилСоА.

Стадии генерирования энергии по Кребсу.

Для катаболизма углеводов, жиров и белков цикл Кребса имеет первостепенное значение!

Стадия 1- окисление глюкозы, жирных кислот и некоторых аминокислот приводит к синтезу ацетилкоэнзима А.

Стадия 2 – окисление ацетильных групп в цитрате

Стадия 3- электроны, переносимые НАДН и ФАДН² попадают в митохондрии, приводя к восстановлению О2 до Н2О.Этот поток электронов энергизирует продукцию АТФ.

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

Стадии катаболизма биомолекул.

Стадия 1: расщепление больших макромолекул на простые субъединицы

Стадия 2: расщепление простых субъединиц на ацетил-СоА, сопровождающийся образованием ограниченного количества АТФ и НАДН.

Стадия 3: при полном окислении ацетил-КоА до Н2О и СО2 образуется большое количество НАДН, что обеспечивает синтез большого количества АТФ при переносе электронов.

Основные специфические пути катаболизма:

• для моносахаридов – гликолиз, конечный метаболит: пировиноградная кислота.

• для жирных кислот – β-окисление, - ацетил-КоА

• для глицерина – расщепление до пирувата, - ацетил-КоА;

• для аминокислот– дезаминирование и расщепление безазотистых молекул до ди- и трехуглеродных карбоновых кислот и их производных. Большинство этих метаболитов превращается в ацетил-КоА.

К общим путям катаболизма относятся:

• Окислительное декарбоксилирование ПВК

• цикл трикарбоновых кислот (ЦТК)

• цепь переноса электронов (ЦПЭ) и окислительное фосфорилирование.