Анаэробный гликолиз: схема процесса, энергетический эффект, и биологическое значение.

Анаэробный гликолиз: позволяет синтезировать АТФ при недостатке кислорода в тканях, особенно:

1. в мышцах в первые минуты мышечного сокращения;

2. в эритроцитах, не имеющих митохондрии;

3. в клетках злокачественных опухолей.

Для большинства тканей – это аварийный путь, т.к. обеспечивает энергией в условиях гипоксии, при тяжелом физическом труде, болезнях органов дыхания и сердечно-сосудистой системы.

При анаэробном гликолизе в цитозоле протекают все 10 реакций, идентичных аэробному гликолизу.

В результате 11-ой реакции происходит восстановление ПВК и образуется молочная кислота. Реакция протекает при участии фермента лактатдегидрогеназы 5 и кофермента НАДН, образовавшегося в шестой реакции.

Анаэробный гликолиз протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. Образование двух моль лактата из глюкозы сопровождается синтезом всего двух моль АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования, потому что NAДH, полученный при окислении глицероальдегидфосфата, не используется дыхательной цепью, а акцептируется пируватом.

19.

Глюконеогенез из молочной кислоты (схема процесса). Глюкозо-

Лактатный цикл. Биологическое значение.

20.

Глюконеогенез из аминокислот и глицерина. (схема процесса). Глюкозо- аланиновый цикл. Биологическое значение.

21. Регуляция гликолиза и глюконеогенеза в печени.

21. Строение, свойства и биологическая роль гликогена. Биосинтез и мобилизация гликогена.

21. Особенности гормональной регуляции обмена гликогена в печени и мышцах в зависимости от ритма питания и физической активности.

21. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы: схема окислительной и неокислительной ветви, физиологическое значение.

21. Основные липиды в организме человека: строение, функции.

21. Основные жирные кислоты в организме человека: строение,

функции. Эйкозаноиды, синтез, классификация, биологические эффекты: роль в развитии воспалительного процесса и в свертываемости крови.

21. Переваривание и всасывание пищевых жиров. Ресинтез жиров в клетках кишечника, транспорт кровью, усвоение тканями. Роль желчи при переваривании и всасывании липидов.

21. β-окисление жирных кислот: схема процесса,значение, регуляция, связь с ЦТК и ЦПЭ.

21. Биосинтез жирных кислот: схема процесса, регуляция, зависимость от ритма питания, биологическая роль.

21. Синтез жиров из углеводов в печени и жировой ткани, биологическая роль, гормональная регуляция.

31. Мобилизация жиров из жировой ткани, биологическая роль, гормональная регуляция.

31. Синтез и использование кетоновых тел: последовательность реакций, биологическое значение. Причины и последствия кетонемии.

31. Холестерол: строение, функции, синтез (последовательность реакций до мевалоновой кислоты), регуляция синтеза. Баланс холестерола в организме.Роль АхАТ.

Основные функции холестерола:

1. компонент мембран, отвечает за вязкость гидрофобного слоя;

2. компонент монослоя липидов на поверхности липопротеинов;

3. предшественник желчных к-т, стероидных гормонов, витамина D3.

Регуляция синтеза ХС в печени:

Регуляторный фермент синтеза ХС в печени – ГМГ-КоA-редуктаза.

2 способа регуляции действия ГМГ-КоА-редуктазы:

1. регуляция активности фермента:

Фосфорилирование и дефосфорилирование.

ГМГ-КоA-редуктаза – активна в дефосфорилированной форме и активируется в абсорбтивный период при участии инсулина. Ингибируется – путем фосфорилирования под действием глюкагона (в постабсорбтивный период и при голодании).

2. регуляция количества фермента:

а) регуляция на уровне транскрипции:

Стероиды – холестерол и желчные кислоты – подавляют транскрипцию гена ГМГ-КоА-редуктазы и синтез этого фермента.

Эстрогены – индукторы синтеза ГМГ-КоАредуктазы – повышают синтез этого фермента.

б) регуляция протеолиза ГМГ-КоА-редуктазы: ХС, желчные кислоты, оксипроизводные ХС и кортикостероиды стимулируют протеолиз молекул ГМГ-КоА-редуктазы, т.е. деградацию функционально активного фермента.

АхАТ (ацилхолестеролацилтранфераза) способствует внутриклеточному накоплению холестерина в виде эфиров.

31. Желчные кислоты: особенности строения, функции, синтез, энтерогепатическая циркуляция. Молекулярные механизмы развития желчно- каменной болезни.

31. Общая характеристика липопротеинов плазмы крови: типы, состав, место синтеза, функции. Гиперлипопротеинемии.

Липопротеины – специальные комплексы липидов и белков.

Состав липопротеинов: Белки, Триацилглицериды, Холестерин, фосфолипиды

Гиперлипопротеинемии – это повышение содержания липопротеинов в плазме крови выше нормы.

Причины гиперхолестеролемии:

1. Гиперкалорийное питание – распространенный фактор, т.к. для синтеза ХС необходимы только Ацетил-KoA, АТФ и NADPH. Все эти субстраты образуются из ГЛК => ↑ синтез ХС и ЛПОНП в печени => ↑ [ЛПНП] в крови

=> развивается гиперхолестеролемия.

2. ↓ с возрастом эффективности регуляции подавления синтеза ХС в печени, поступающим с пищей ХС => ↑ кол-во ХС в печени и ↑ синтез ЛПОНП => ↑ [ЛПНП] в крови => развивается гиперхолестеролемия.

3. При недостатке фосфатидилхолина может замедляться формирование в печени ЛПВП, что приведет к ↑ содержания в крови ЛПНП, перегруженных холестеролом, и гиперхолестеролемии. 4)Наследственный дефект ЛХАТ => нарушается способность ЛПВП забирать ХС из тканей и ЛП => ↑ риск развития гиперхолестеролемии.

5. Семейная гиперхолестеролемия – наследственный дефект ЛПНП- рецепторов или мутация в гене апо B-100. При этом заболевании наблюдается атеросклероз уже в детском возрасте.

6. Вторичные гиперхолестеролемии – химические модификации липидов и белков ЛПНП и ЛПНПрецепторов.

31. Хиломикроны (ХМ): образование, состав, функции, схема обмена.

\

31. Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП): образование, состав, функции, схема обмена.

31. Липопротеины низкой плотности (ЛПНП): образование, состав, функции, схема обмена.

31. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП): образование, состав, функции, схема обмена. Роль ЛХАТ.

31. Полноценные и неполноценные белки. Значение полноценного белкового питания для человека. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте: ферменты, механизм активации, биологическое значение.

31. Трансаминирование аминокислот: ферменты, роль витамина B6 в реакциях трансаминирования, биологическое значение процесса. Диагностическое значение определения активности трансаминаз.

Значение – образование заменимых АК

B6 – перидоксальфосфат, участвует в реакциях трансаминирования в роли кофермента. Является промежуточным этапом переноса аминогруппы.

АлАТ – поражение печени, АсАТ - сердце

31. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Биосинтез заменимых аминокислот из глюкозы.

Синтез заменимых аминокислот зависит от образования соответствующих кетокислот, которые являются их предшественниками. (трансаминирование)

31. Дезаминирование аминокислот: типы, роль глутаматдегидрогеназы в реакциях дезаминирования. Биологическое значение.

Существует несколько видов дезаминирования:

Окислительное (прямое – характерно только для глутаминовой кислоты и непрямое – характерно для остальных аминокислот)

Неокислительное – характерно для серина, треонина, цистеина и гистидина;

Прямое окислительное дезаминирование. В организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислота, и только она подвергается окислительному

дезаминированию с образованием аммиака и α--кетоглутаровой кислоты:

Непрямое окислительное дезаминирование (для всех остальных): первый этап - прямое окислительное дезаминирование, остальное по схеме:

Фермент глутаматдегидрогеназа имеется в митохондриях всех клеток организма (кроме мышечных) и катализирует реакцию дезаминирования.

Значение – удаление аминогруппы.

31. Пути обмена безазотистого остатка аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Глюконеогенез из аминокислот, значение процесса.

Аминокислоты, при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК, называются

гликогенными аминокислотами.

Аминокислоты, которые в процессе катаболизма превращаются в ацетоацетат (Лиз, Лей) или ацетил-КоА (Лей) и могут использоваться в синтезе кетоновых тел называют кетогенными.

Значение: синтез глюкозы из белков в период голодания.

31. Декарбоксилирование аминокислот в тканях. Обезвреживание биогенных аминов в печени с участием ферментов МАО и ДАО.

Отщепление α-карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 катализиpуется декаpбоксилазами, кофактоpом которых является пиpидоксальфосфат. В результате декарбоксилирования образуются биогенные амины:

Глутаматдекарбоксилаза

Гистидиндекарбоксилаза ПФ

Гистидин Триптофан L-глутамат

гистамин Серотонин ГАМК

На всякий случай…

Дезаминирование протекает под действием ферментов моно- и диаминооксидаз (МАО и ДАО) с образованием свободного аммиака и альдегидов, которые окисляются до соответствующих карбоновых кислот и выводятся из организма.

А также метилирование!

31. Пути образования и обезвреживания аммиака в тканях. Токсичность аммиака. Гипераммониемии: причины и следствия.

В организме человека аммиак образуется в ходе следующих процессов:

• дезаминирование аминокислот в тканях - основной путь

• окислительное дезаминирование биогенных аминов

• распад пуриновых и пиримидиновых оснований.

• гниение белков в толстом кишечнике в результате жизнедеятельность бактерий

Аммиак диффундирует через мембрану и в клетке гидратируется с образованием гидроксида аммония(NH3 + H2O = NH4OH), что вызывает внутриклеточный метаболический алкалоз. pH вне- и внутриклеточной среды повышается.

Обезвреживание:

В

Местное обезвpеживание аммиака происходит за счет: образование амидов аминокислот; восстановительного аминирования α-кетоглутарата; глюкозо-аланинового цикла. Общее

(конечное) обезвреживание аммиака – за счет: синтеза мочевины в печени; образования солей

аммония в почках.

пири

31. Биосинтез мочевины: транспортные формы аммиака в крови, схема процесса, биологическое значение.

Транспортными формами аммиака из тканей в печень являются глутамин и аланин, в

меньшей степени аспарагин и глутамат, некоторое количество аммиака находится в крови в свободном виде.

Значение: Образование безвредной формы аммиака для его выведения из организма.

31. Аминокислоты - предшественники биогенных аминов. Образование биогенных аминов (ГАМК, гистамина, серотониа и др.), их биологическая роль, пути инактивации.

Физиологические эффекты гистамина:

• стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);

• повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывая головную боль);

• сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье;

• участвует в формировании воспалительной реакции

• вызывает аллергическую реакцию;

• выполняет роль нейромедиатора;

• является медиатором боли.

Серотонин:

Стимулирует сокращение гладких мышц желудочно-кишечного тракта и, как следствие, повышение перистальтики ЖКТ;

Выражено стимулирует сокращение гладких мышц сосудов, кроме сосудов миокарда и скелетных мышц и, как следствие, повышение артериального давления

Слабо увеличивает тонус гладких мышц бронхов;

В центральной нервной системе является тормозным медиатором

В периферических нервных окончаниях обуславливает возникновение боли и зуда (например, при укусе насекомых).

Физиологические эффекты ГАМК. В центральной нервной системе ГАМК является тормозным медиатором.

31. Гниение белков в толстом кишечнике и обезвреживание продуктов гниения в печени с участием УДФГК и ФАФС.

В печени происходит обезвреживание токсических веществ, поступающих из толстого кишечника, с помощью двух систем:

• микросомального окисления,

• системы конъюгации.

Вещества окисляются, а затем связываются с ФАФС и УДФГК. В клетках они часто находятся в связанном состоянии, например:

серная кислота связана с 3'-фосфоаденозин-5'- фосфатом и образует фосфоаденозин- фосфосульфат (ФАФС)

глюкуроновая кислота связана с уридилдифосфорной кислотой и образует уридил- дифосфоглюкуроновую кислоту (УДФГК).

Короче: сначала токсические продукты гниения окисляются в результате микросомального окисления, а затем конъюгируют с ФАФС и УДФГК.

ФАФС и УДФГК являются переносчиками функциональных групп, необходимых для обезвреживания токсичных продуктов.

31. Обмен фенилаланина и тирозина в разных тканях: схема процессов. Фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия.

Значительное накопление в тканях и жидкостях больного фенилаланина и его производных (фенилпировиноградная, фенилмолочная (миндальная), и вызванный ими ацидоз, прямое токсическое действие указанных веществ на ЦНС, нарушение синтеза простых и сложных белков в тканях, что вызывает тяжелые повреждения мозга и нарушение функции печени у большинства больных.

Основы лечения. Единственным методом лечения является диетотерапия – исключение из

питания больного высокобелковых продуктов питания с высоким количеством фенилаланина (мясо, рыба, яйцо, молоко, крупы).

Альбинизм

При полном отсутствии фермента – тотальная депигментация кожи, волос, глаз, причем окраска одинакова для всех расовых групп и не меняется с возрастом. Кожа не загорает, совершенно отсутствуют невусы, какие-либо пигментные пятна, развиваются фотодерматиты.

Основы лечения. Рекомендуется использовать различные средства защиты от ультрафиолетовых лучей.

Алкаптонурия

В основе заболевания лежит снижение активности печеночного фермента диоксигеназы

гомогентизиновой кислоты. в результате в организме накапливается гомогентизиновая кислота.

Одновременно гомогентизиновая кислота ингибирует лизилгидроксилазу, препятствуя синтезу коллагена, что делает хрупкими хрящевые образования. К пожилому возрасту наступает

дегенеративный артрит позвоночника и крупных суставов, межпозвонковые пространства сужены.

Лечение: ограничить потребление фенилаланина и тирозина. Назначают большие дозы аскорбиновой кислоты для защиты активности лизилоксидазы.

31. Синтез катехоламинов; роль витамина В6 и метионина. Катаболизм катехоламинов. Роль S-аденозилметионина в реакциях метилирования.

В6

Вторая функция метионина основана на наличии в его структуре

реакционноспособной метильной группы. Для того, чтобы ее активировать, к метионину присоединяется остаток аденозина и образуется S-аденозилметионин (SAM).

Инактивация адреналина происходит так же, как и обезвреживание других биогенных аминов:

• при участии моноаминоксидазы,(см 45)

• при действии катехол-О-метил-трансферазы (КОМТ), которая метилирует адреналин по 3- ОН-группе в присутствии S-аденозилметионина,

• конъюгация производных адреналина с глюкуроновой кислотой. (см 49)