- •1. Экзаменационные вопросы
- •Уровни организации ферментов.
- •Механизм действия ферментов. Понятие об активном центре фермента, этапы ферментативного катализа.
- •Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативной реакции от различных факторов. Уравнение Михаэлиса-Ментен, роль Кm и Vmax в характеристике фермен- тов.
- •Ингибиторы ферментов. Типы ингибирования. Графическое представление зависимости скорости ферментативной реакции от присутствия ингибиторов различных типов.
- •Механизмы регуляции активности ферментов. Примеры.
- •Аллостерические ферменты. Регуляция их активности. При- меры.
- •Энзимодиагностика. Энзимотерапия. Примеры.
- •Введение в обмен веществ. Биологическое окисление
- •Важнейшие признаки живой материи. Особенности живых организмов, как открытых термодинамических систем.
- •1 Закон термодинамики:
- •2 Закон термодинамики:
- •4.Представление о биологическом окислении. Сопряжение экзергонических и эндергонических процессов в организме (на примере фосфорилирования глюкозы).
- •7. Окислительное фосфорилирование: сущность, биологическое значение процесса.
- •9. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты: схема процесса, связь с синтезом атф. Строение пируватдегидрогеназного комплекса: ферменты, коферменты, регуляция процесса.
- •Обмен углеводов
- •1 Схема-
- •2 Схема-
- •3 Этап оу – промежуточный обмен
- •Роль фосфорилазы при мобилизации гликогена
- •Обмен аминокислот, белков и нуклеотидов
- •Глюкозо-аланиновый цикл
- •Реакции глюкозо-аланинового цикла (выделен рамкой). Реакции, связанные с транспортными формами аммиака
- •Обмен липидов и липопротеидов
- •Гидролиз эфиров холестерина
- •Стеаторея
- •Этапы биосинтеза желчных кислот
- •Регуляция синтеза желчных кислот
- •Образование вторичных желчных кислот. Энтерогепатический цикл.
- •Метаболизм кетоновых тел при голодании
- •Биологические мембраны. Перекисное окисление липидов
- •1. Основные мембраны клетки и их функции.
- •2. Строение и состав мембран: структура и свойства липидов,белков, углеводов мембран. Общие свойства мембран и их функции.
- •3. Трансмембранный перенос малых молекул. Типы переноса веществ через мембрану. Трансмембранный перенос макромолекул и частиц. Механизмы мембранного транспорта
- •Проницаемость плазматической мембраны
- •Пассивный транспорт
- •Простая диффузия
- •Облегченная диффузия
- •Особенности облегченной диффузии
- •Активный транспорт
- •Ионные каналы
- •Эндоцитоз
- •Экзоцитоз
- •Функции биологических мембран
- •4. Механизмы трансмембранной передачи гормонального сигнала в клетку.
- •5. Активные формы кислорода (афк). Биологическое действие афк. Ферментативные и неферментативные системы, генерирующие афк.
- •6. Стадии свободно-радикального окисления липидов.
- •7. Повреждающее действие первичных и вторичных продуктов пероксидного окисления на мембраны и другие структуры клетки.
- •8. Ферментативные системы антирадикальной защиты. Катализируемые реакции.
- •9. Неферментативные системы антирадикальной защиты и их физиологическое значение.
- •10. Роль афк в механизме фагоцитоза. Кислородзависимые и кислороднезависимые механизмы фагоцитоза. Роль афк в антимикробной защите грудного молока.
- •11.Роль пероксидного окисления при гипоксии (ишемии). Факторы гипоксии, инициирующие пол. Понятие о «кислородном» и «кальциевом» парадоксах.
- •12. Простагландины и лейкотриены: схема синтеза и их биологические функции.
- •Гормоны. Гормональная регуляция метаболических процессов
- •Регуляция синтеза и секреции
- •Механизм действия
- •Мишени и эффекты
- •Патология Гипофункция
- •Биохимия питания и печени. Нервная, мышечная и соединительная ткани. Биохимия крови
- •Метаболизм скелетных мышц ( поперечно-полосатые мышцы)
- •Метаболизм скелетных мышц ( поперечно-полосатые мышцы)
- •Двойственная роль креатинфосфата
- •Пути генерации атф и восстановление атф в мышечных клетках миокарда
- •Механизм мышечного сокращения
- •Этапы цикла мышечного сокращения
- •Миозиновая регуляция сокращения
- •Сравнение актин-миозинового взаимодействия в 2-х видах мышц
- •Механизм расслабления поперечнополосатого мышечного волокна
- •Метаболические нарушения при инфаркте миокарда
- •Лабораторная диагностика инфаркта миокарда
- •Обмен железа: основные функции, пул железа в организме, всасывание в жкт, «ферритиновый блок».
- •Поступление экзогенного железа в ткани из кишечника
- •Нарушение метаболизма железа
- •4 Семестр
- •Диабет и мутации митохондрий.
10. Роль афк в механизме фагоцитоза. Кислородзависимые и кислороднезависимые механизмы фагоцитоза. Роль афк в антимикробной защите грудного молока.
Формирование АФК – важный защитный механизм, лежащий в основе неспецифического иммунитета: фагоцитоз приводит к многократному увеличению содержания АФК в фагоцитирующих клетках с одновременным повышением потребления кислорода в 20 и более раз ("дыхательный взрыв" Участие АФК в процессах фагоцитоза достаточно сложное.
Фагоцитирующая клетка активируется бактериальными клетками (или механическими частицами, лектинами и пр.), что сопровождается активацией фермента плазматической мембраны – НАДФ*Н-оксидазы с формированием из свободного молекулярного кислорода О2. В процессе генерации АФК участвуют ФАД-содержащий флавопротеин и цитохром b .
В конечном счете с участием ионов железа происходит дисмутация АФК до перекиси водорода.
Кроме того, миелопероксидаза нейтрофилов приводит к образованию гипохлорита, хотя последний не является главным в антибактериальной защите организма.
Высвобождние АФК в ходе "дыхательного взрыва" происходит как в фагосомы, так и в среду, что инактивирует как бактериальные клетки, так и может повреждать сами фагоциты, а также нормальные ткани.
Для защиты от АФК нейтрофилы содержат каталазу и глутатион-пероксидазу (Klebanoff, Clark, 1978).
Активация нейтрофилов сопровождается также при любых явлениях некроза ткани, в том числе микроинфарктах (Клебанов и др., 1984, 1987 ).
Кислородзависимые механизмы
Считается, что начальным этапом в образовании биоцидных кислородных радикалов и метаболитов является восстановление молекулярного кислорода НАДФН-оксидазой с образованием супероксидного анион-радикала, который становится родоначальником других биоцидных соединений. Образовавшийся радикал кислорода не обладает бактерицидным свойством. Оно характерно для Н2О2, образующегося при дисмутации кислотного радикала и спонтанно.
Пероксид водорода может оказывать бактерицидное действие особенно в присутствии аскорбиновой кислоты и Fe , но это действие несравнимо с эффектом в присутствии миелопероксидазы. (МПО)
МПО- фермент, синтез которого происходит на стадии промиелоцита, после чего миелопероксидаза локализуется в азурофильных гранулах нейтрофильных гранулоцитах.
Механизм действия МПО объясняется двумя способами:
Под действием гипохлорида происходит хлорирование структур микробной мембраны, которые при этом нарушаются, а микробы гибнут.
Другой механизм основан наблюдением, что МПО может действовать как декарбоксилаза аминокислот.
МПО
OCl+H+H2N-CH-COOH RCHO+CO2+NH4+ClR
На микробы губительное влияние оказывает как разрушение аминокислот их мембран, так и возникновение альдегидов, которые могут быть для них токсичны.
Хемилюминесценция, сопровождающая фагоцитоз, объясняется возникновением или супероксидного анион-радикала, или гидроксильным радикалом. Эта форма тоже высоко реактивна и уничтожает бактерии, если в их структуре присутствует молекула каротиноидов, которые связывают супероксидный радикал кислорода.
Гипохлоридный ион эффектно проникает в поверхностный фосфолипидный слой циркулирующих в крови липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и вызывает их окисление, они становятся токсичными индуцируя тем самым захват ЛПНП макрофагами через "сквэнджер-рецепторы".
Кислороднезависимые механизмы
Кроме перечисленных восстановленных дериватов кислорода, бактерицидное действие обеспечивается ещё рядом факторов. Прежде всего, это высокая концентрация Н, возникающа при диссоциации конечного продукта анаэробного гликолиза- лактата. В течение нескольких минут фагоцитоза рН в агосомах снижается до 4-5, что уже само по себе действует бактерицидно на некоторые микроорганизмы. С другой стороны, это создаёт оптимальные условия для действия гидролаз, находящихся в гранулах, которые устраняют погибшие микробные тела. В этом им помогает лизоцим (аминополисахаридаза), который расщепляет полисахаридные цепи протеогликанового слоя клеточной стенки.
Бактерицидным действием обладает и комплекс белков(катионные белки), называемых фагоцитином. Этот комплекс представляет собой смесь пептидов- дефензинов.
Различают специфические и неспецифические факторы антимикробной защиты грудного молока. К специфическим относят иммуноглобулины. В грудном молоке особенно в первые дни лактации довольно значительно содержание иммуноглобулинов А и С. К неспецифическим факторам относят ксантиноксидазу, лактопероксидазу, лактоферрин, лизоцим, компоненты комплемента, а также клеточные элементы, обладающие фагоцитирующей активностью и способностью вырабатывать бактерицидные вещества – нейтрофилы и макрофаги.
Это деление сугубо условно, ибо не отражает истинного положения дел, т.к. все эти факторы объединяются для выполнения антимикробной функции в единую антимикробную систему.
Следует сразу оговориться, что речь идёт не вообще об антимикробном действии грудного молока, а о целенаправленном уничтожении патогенных бактерий. Это необходимо отметить, потому что с первых минут контакта ребёнка с окружающей средой начинается заселение кишечного тракта ребёнка микроорганизмами, образующими так называемую, нормофлору кишечника (кишечная палочка, лактобациллы и другие микроорганизмы, принимающие в дальнейшем активное участие в жизнедеятельности микроорганизма).
Избирательность антимикробного действия грудного молока, конечно, обеспечивается специфическими иммунными белками-лактоглобулинами. Благодаря наличию специфических антигенных детерминант, лактоглобулины связывают патогенные бактерии, образуя иммунные комплексы. Иммунные комплексы, по-видимому, сами обладают способностью связывать ксантиноксидазу, лактопероксидазу и другие неспецифические факторы, либо подобная система образуется на поверхности фагоцитирующих клеток, благодаря наличию соответствующих рецепторов.
Именно эта система и обеспечивает единое антимикробное действие. Механизм заключается в том, что ксантиноксидаза окисляет ксантин либо гипоксантин и образует супероксидный анион-радикал – ведущую активную форму кислорода в процессах свободнорадикального окисления. Многие вирулентные бактерии в процессе эволюции выработали механизмы защиты от бактерицидных факторов и в случае супероксидного анион-радикала действует бактериальная СОД, превращающая анион-радикал в перекись водорода. Этот момент, вероятно, является кульминационным в борьбе микро- и макроорганизма. Нейтрализуя супероксидный анион-радикал путём образования перекиси водорода, патогенные вирулентные бактерии вызывают ещё больший огонь на себя, запуская в действие лактопероксидазу, для которой перекись водорода является необходимым субстратом. Используя перекись водорода, лактопероксидаза образует тиоционат-ионы, способные подобно гипохлорит-иона разрушать белковые молекулы. Лактоферрин освобождает двухвалентное железо и катализирует распад перекиси водорода с образованием гидроксильного радикала атакующего жирные кислоты бактериальных липидов. Благодаря сочетанному действию этих и других факторов (лизоцим разрушает полисахариды клеточной бактериальной стенки) важнейшие структуры бактериальных клеток подвергаются деструкции, что и приводит к гибели бактерии. Если эти процессы разыгрываются на поверхности нейтрофилов и макрофагов, последующее поглощение убитых бактерий завершается в фаголизосомах. Если же антибактериальные факторы действуют только в комплексе с иммуноглобулинами, убитые бактерии, уже не представляющие опасности для организма ребёнка, просто выводятся.
Для коррекции нарушений пищеварения при внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы наиболее эффективными оказались микрокапсулированные препараты ферментов, покрытые кислотоустойчивой оболочкой. В чём преимущество такой формы упаковки пищеварительных ферментов перед использовавшимися ранее порошками и таблеткам?
Микрокапсулы, содержащие ферменты поджелудочной железы, благодаря малому размеру лучше перемешиваются с химусом в желудке, а кислотоустойчивая оболочка предохраняет от денатурирующего действия соляной кислоты. Их последующее перемещение вместе с химусом в двенадцатиперстную кишку и растворение обеспечивают максимальный контакт действующего вещества с субстратами.