Стадии перекисного окисления липидов:
1) Инициация: образование свободного радикала (L•)
Инициирует реакцию чаще всего гидроксильный радикал, отнимающий водород от СН2-групп полиеновой кислоты, что приводит к образованию липидного радикала.
2) Развитие цепи. Развитие цепи происходит при присоединении O2, в результате чего образуется липопероксирадикал LOO• или пероксид липида LOOH.
ПОЛ представляет собой свободнорадикальные цепные реакции, т.е. каждый образовавшийся радикал инициирует образование нескольких других.
3) Разрушение структуры липидов. Конечные продукты перекисного окисления полиеновых кислот — малоновый диальдегид и гидропероксид кислоты.
4) Обрыв цепи — взаимодействие радикалов между собой. Развитие цепи может останавливаться при взаимодействии свободных радикалов между собой или при взаимодействии с различными антиоксидантами, например, витамином Е, который отдаёт электроны, превращаясь при этом в стабильную окисленную форму.
Гемагглютинин прикрепляется к полисахаридным цепочкам на поверхности эритроцитов, содержащим остатки сиаловой кислоты. Нейраминидаза специфически отщепляет остаток сиаловой к-ты от полисахаридов мембраны эритроцита, разрушая рецепторы к вирусу на клетках организма-хозяина. Далее вирус проникает в клетку.
Задача.
У людей, длительно употребляющих алкоголь, снижается эффективность некоторых лекарств, в том числе средств для наркоза. Как объяснить это явление?
Ответ: 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.
Билет 6
Субстратное фосфорилирование: сущность, биологическое значение процесса, примеры.
Механизмы трансмембранной передачи гормонального сигнала в клетку.
Эндотелиальная дисфункция и развитие ИБС. Роль NO•.
Примеры: фосфоенолпируват, 1,3-бисфосфоглицерат, ацильные производные кофермента A и креатинфосфат.
Субстратное фосфорилирование служит для быстрой регенерации АТФ независимо от доступности акцепторов электронов для дыхательной цепи переноса, то есть в отсутствии кислорода. У человека в эритроцитах вся энергия генерируется исключительно за счёт субстратного фосфорилирования гликолиза. При недостатке кислорода мышцы также получают энергию именно по этому пути или за счёт креатинфосфата. Также субстратное фосфорилирование способствует более полному использованию энергии окисляемых веществ. Без него часть энергии просто бы терялась, превращаясь в теплоту.
Мембранно-внутриклеточный механизм: при реализации биологических эффектов гормонов белково-пептидной природы и производных аминокислот (катехоламины). Рецепторы, чувствительные к гормонам, располагаются в плазматической мембране так, что часть, предназначенная для связывания лиганда, располагается на поверхности мембраны клетки. После образования гормон-рецепторного комплекса, внутри клетки запускается либо процесс биосинтеза вторичных посредников, либо активация уже имеющихся (вторичн.посред-в белковой природы).
Вторичные посредники – сигнальные молекулы, которые являются компонентами каскадов передачи сигнала; они быстро образуются или активируются и далее активируют эффекторные белки, которые опосредуют ответ клетки; образуются из доступных субстратов; примеры: цАМФ, цГМФ, ионы кальция.
Цитозольный механизм: характерен для гормонов, способных проникать через липидный слой мембраны клетки в цитоплазму – стероидов, йодтиронинов. Внутри клетки гормоны связываются с рецепторами и далее регулируют скорость транскрипции специфических генов. В отсутствии гормона внутриклеточные рецепторы связаны с другими белками в цитозоле или ядре.
Эндотелий – однослойный пласт специализированных клеток мезенхимного происхождения, выстилающих кровеносные, лимфатические сосуды и полости сердца. Дисфункция эндотелия наступает при воздействии повреждающих агентов (механических, инфекционных, обменных, иммуннокомплексных и т.п.). Характеризуется дисбалансом вазодилатирующих и вазоконстрикторных веществ. Осн. вещ-вом, продуцируемым эндотелием, является NO (вазодилататор). NO снижает адгезию форменных эл-тов крови к сосудистой стенке, препятствует выделению факторов, повышающих вероятность тромбообразования.
Развитие эндотелиальной дисфункции и ИБС связано со снижением синтеза, выделения или усиленного распада NO.
Задача.
Результат анализа мочи: суточный объём – 3,5 л, плотность – 1050 кг/м3, глюкоза (+), кетоновые тела (+). Сравнить данные с нормальными показателями и сделайте предположение о состоянии пациента.
Ответ: Сахарный диабет I типа.
Билет 7
Цепь переноса электронов (ЦПЭ), сопряжение дыхания и синтеза АТФ в митохондриях, коэффициент окислительного фосфорилирования. Ингибиторы и разобщители ЦПЭ.
Гормоны. Классификации гормонов. Иерархический принцип управления в эндокринной системе.
Основные переносчики электронов организованы в 3 комплекса во внутренней мембране митохондрии. Эти комплексы, используя энергию электронов, обеспечивают перенос Н+ из матрикса в межмембранное пространство. В результате возникает протонный электрохимический потенциал ∆µН+. При достижении определенного значения электрохимического потенциала происходит активация АТФ-синтазы, в ней открывается канал, через который протоны возвращаются в матрикс из межмембранного пространства, а энергия ∆µН+ используется для синтеза АТФ.
Каждый из 3 комплексов ЦПЭ обеспечивает необходимый протонный градиент для активации АТФ-синтазы и синтеза 1 молекулы АТФ. Количество молей АТФ, образованных при восстановлении 1 атома кислорода до Н2О дыхательной цепи (т.е. при прохождении 2 электронов по ЦПЭ), выражается коэффициентом фосфорилирования (Р/О). Если водород поступает в ЦПЭ через кофермент ΝАDН, то Р/О имеет максимальное значение, равное 3. Если водород поступает через кофермент Q, то Р/О=2.
2) Гормоны – это органические вещества, которые образуются в эндокринных железах, поступают в кровь, переносятся по кровяному руслу в ткани-мишени), где оказывают своё биологическое действие.
По химической природе гормоны делятся на следующие группы:
1) пептидные – гормоны гипоталамуса, гипофиза, инсулин, глюкагон, гормоны паращитовидных желез;
2) производные аминокислот – адреналин, тироксин;
3) стероидные – глюкокортикоиды, минералокортикоиды, мужские и женские половые гормоны;
4) эйкозаноиды – гормоноподобные вещества, которые оказывают местное действие; они являются производными арахидоновой кислоты (полиненасыщенная жирная кислота).
По месту образования гормоны делятся на гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, паращитовидных желёз, надпочечников (коркового и мозгового вещества), женские половые гормоны, мужские половые гормоны, местные или тканевые гормоны.
Задача. Результат анализа мочи: суточный объём – 3,5 л, плотность – 1050 кг/м3, глюкоза (+), кетоновые тела (+). Сравнить данные с нормальными показателями и сделайте предположение о состоянии пациента.
Ответ: Сахарный диабет I типа.
Билет 8
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты: схема процесса, связь с синтезом АТФ. Строение пируватдегидрогеназного комплекса: ферменты, коферменты, регуляция процесса.
Молекулярные механизмы малигнизации клеток.
Антидиуретический гормон (вазопрессин): химическая природа, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты. Несахарный диабет.
Окисление ПВК до ацетил-КоА происходит при участии ряда ферментов и коферментов, объединенных структурно в мультиферментную систему, получившую название «пируватдегидрогеназный комплекс».
Процесс окислительного декарбоксилирования ПВК происходит в матриксе митохондрий. В нем принимают участие (в составе пируватдегидрогеназного комплекса) 3 фермента (пируватдегидрогеназа, дигидролипоилдегидрогеназа и дигидролипоилацетилтрансфераза) и 5 коферментов (тиаминпирофосфат (ТПФ (витамин В1)), амид липоевой кислоты, коэнзим А (СоА (витамин В3)), ФАД (флавинадениндинуклеотид (витамин В2)),НАД+(никотинамидадениндинуклеотид (витамин РР)).
Суммарную реакцию, катализируемую пируватдегидрогеназным комплексом, можно представить следующим образом:
Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования ацетил-СоА окисляется далее в цикле трикарбоновых кислот с образованием СО2 и АТФ.
Энергетический выход окислительного декарбоксилирования пирувата – 3 АТФ.
Малигнизация — приобретение клетками нормальной или патологически изменённой ткани организма (в т.ч. доброкачеств. опухоли) свойств злокачественной опухоли. В основе малигнизации лежат нарушения процессов дифференцировки и пролиферации (размножаются путем деления) клеток. Малигнизация является следствием накопления мутаций и утратой механизма репарации ДНК (способность исправлять химические повреждения и разрывы) в клетках.
Природа: белково – пептидная (8 аминокислот).
Место синтеза: гипоталамус, где происходит синтез препрогормона, затем из него образуется прогормон, который в составе нейросекреторных гранул переносится в нейрогипофиз. Во время транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон (8 аминокислот), и транспортный белок – нейрофизин.
Схема синтеза: Препрогормон – прогормон – гормон.
Механизм действия: мембранно – внутриклеточный через Ц- ГМФ. Действуя через рецепторы V1, которые находятся на ГМК сосудов, и V2, находящиеся на собирательных трубочках, и дистальных канальцах.
Биологический эффект: повышает артериальное давление:
а) за счёт уменьшения просвета сосуда через V1
б) повышает реабсорбцию воды в почках, за счёт стимуляции синтеза канальных белков - аквапоринов. Через эти белки, которые встраиваются в мембраны собирательных канальцев (апикальная часть клетки), вода проникает в клетку почечных канальцев.
Патологический аспект: снижение приводит к несахарному диабету. Несахарный диабет — заболевание, характеризующееся неспособностью почек реабсорбировать воду и концентрировать мочу, проявляющееся выраженной жаждой и экскрецией большого количества разведенной мочи.
Билет 9
Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК). Биологическая роль.
Форменные элементы крови. Особенности метаболизма в эритроцитах и лейкоцитах.
Биохимические отличия злокачественных клеток от здоровых. Митогены.
1)
