Кислородзависимые механизмы

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).

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. На микробы губительное влияние оказывает как разрушение аминокислот их мембран, так и возникновение альдегидов, которые могут быть для них токсичны.

Кислороднезависимые механизмы

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 специ-фическим относят иммуноглобулины. В грудном молоке особенно в первые дни лактации довольно значи-тельно содержание иммуноглобулинов А и С. К неспецифическим факторам относят ксантиноксидазу, лизо-цим, а также клеточные элементы, обладающие фагоцитирующей активностью и способностью вырабатывать бактерицидные вещества – нейтрофилы и макрофаги. С первых минут контакта ребёнка с окружающей средой начинается заселение кишечного тракта ребёнка микроорганизмами.

Избирательность антимикробного действия грудного молока, конечно, обеспечивается специфическими иммунными белками-лактоглобулинами. лактоглобулины связывают патогенные бактерии, образуя иммунные комплексы.

Задача.

Больной, проживающий в местности с дефицитом йода, обратился с жалобами на зябкость, «отсутствие энергии» для занятий спортом. При обследовании зафиксирована брадикардия, обнаружено увеличение щитовидной железы (зоб). Какова возможная причина этих симптомов у данного пациента? Что бы Вы ему посоветовали?

Ответ: Химический элемент йод, в виде йодид-аниона, а также аминокислота тирозин необходимы для биосинтеза тиреоидных гормонов. Приведённый симптомы отражают их дефицит и попытку компенсации за счёт разрастания железистой ткани щитовидной железы (зоб).

Билет 17

1. Окислительное дезаминирование (прямое, непрямое) аминокислот. Схема процесса, стадии, ферменты. Биологическое значение процесса

2. Гормоны щитовидной железы: химическая природа и структура, этапы биосинтеза.

3. Метаболизм этанола

1. 

При прямом окислительном дезаминировании сначала происходит дегидрирование глутамата и образование альфа-аминоглутарата, а затем происходит неферментативное гидролитическое отщепление аминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется альфа-кетоглутарат.

Биологическое значение реакций дезаминирования:

1. Реакции дезаминирования необратимы, как и реакции декарбоксилирования - дезаминирование тоже может играть роль первого этапа на путях распада аминокислот.

2. Один из непосредственных продуктов дезаминирования аммиак. Это токсическое вещество. Поэтому клетки должны затрачивать энергию, чтобы обезвредить аммиак до безвредных продуктов, которые выводятся из организма.

3. Другой продукт реакции дезаминирования - альфа-кетокислота.

Все образующиеся альфа-кетокислоты легко расщепляются дальше до СО2 и Н2О

2. Природа гормона: производные аминокислоты тирозина (гидроксифенилаланин). Тиреоциты вырабатывают два тиреоидных гормона: Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тироксин).

Биосинтез тироксина и трийодтиронина происходит в 4 этапа.

1 этап — включение йода в щитовидную железу.

2 этап — окисление йодида в молекулярный йод I+. Этот этап происходит с помощью фермента пероксидазы и перекиси водорода (Н2О2) в качестве акцептора электронов. Пероксидаза непосредственно связана с мембраной тиреоцита.

3 этап— органификация йода. Молекулярная форма йода высокоактивна. I+ быстро связывается с молекулой аминокислоты тирозина, содержащейся в тиреоглобулине. При связывании йода с одной молекулой тирозина образуется монойодтирозин, с двумя молекулами — дийодтирозин.

4 этап — окислительная конденсация. Под влиянием окислительных ферментов из двух молекул дийодтирозина образуется тироксин (тетрайодтиронин), из монойодтирозина и дийодтирозина — трийодтиронин. Биологически активными являются лишь L-формы (L-изомеры) гормонов щитовидной железы. Процесс образования Т4 и Т3 происходит в тиреоците на молекуле тиреоглобулина, затем T4 и Тз перемещаются в просвет фолликула, где и накапливаются.

Секреция: йодтиреоглобулин транспортируется из коллоида в фолликулярную клетку (тиреоцит) путём эндоцитоза. Там он гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т3 и Т4.

3. Метаболические превращения этанола осуществляется двумя путями: окислительным и неокислительным.

Окислительный путь является главным и сопровождается образованием ацетальдегида и активно протекает в печени, осуществляется 3 главными способами:

1) окисление в гепатоцитах (цитозоль) с помощью фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ) и кофактора НАД+ до 70-80% этанола. В ходе реакции образуется ацетальдегид и НАДН+.

2) Окисление микросомальной системой с участием изоформы цитохрома р450.

3) Окисление с помощью каталазы, оксидаз и пероксидаз.

При неокислительном пути образуются эфиры этанола с жирными кислотами, накапливаясь они обладают повреждающим действием. В норме ацетоальдегид под воздействием альдегидрогеназы превращается в ацетат, который в ЦТК окисляется до СО2 и Н2О.

Задача.

Больной жалуется на неутолимую жажду. Суточный объём мочи – 4,5 л, плот­ность – 1004 кг/м³. Глюкоза и кетоновые тела в моче не обнаружены. При каком заболевании может быть такая клиническая картина? Какова возможная причина таких симптомов?

Ответ:

У больного – несахарный диабет, при котором нарушается концентрационная функция почек вследствие нехватки антидиуретического гормона (вазопрессина).

Билет 18

1. Декарбоксилирование аминокислот. Биологическое значение. Продукты и их судьба.

2. Альдостерон: химическая природа, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты.

3. Понятие о моногенных заболеваний. Примеры моногенных заболеваний.

1. Декарбоксилирование аминокислот – отщепление α-карбоксильной группы. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины. Декарбоксилированию подвергаются не все аминокислоты, а только тирозин, триптофан, валин, серин, гистидин, глутаминовая кислота, цистеин.

В образовании биогенных аминов участвуют ферменты декарбоксилазы, коферментом которых является пиридоксальфосфат (кроме гистидиндекарбоксилазы).

Биогенные амины являются биологически активными веществами, выполняют функцию нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК), регуляторных факторов местного действия (гистамин).

Гистамин образуется путем декарбоксилирования из гистидина в тучных клетках соединительной ткани, образует комплекс с белками и сохраняется в секреторных гранулах, секретируется в кровь при повреждении ткани (удар, ожог, воздействие эндо- и экзогенных веществ).

В нервных клетках декарбоксилирование глутамата приводит к образованию ГАМК, которая является основным тормозным медиатором. При инактивации ГАМК трансаминируется и превращается в сукцинат, ее обмен связан с ЦТК.

Биогенный амин ацетилхолин синтезируется в нервной ткани. Предшественником его является серин. Нарушение образования ацетилхолина в синапсах может вызвать миастению – мышечную слабость.

Серотонин – нейромедиатор проводящих путей, образуется в гипоталамусе из аминокислоты триптофана.

К биогенным аминам относятся и катехоламины (дофамин, норадреналин и адреналин).

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕАКЦИЙ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

1. Реакции необратимы - приводят к необратимому распаду аминокислот.

2. Образуется значительное количество СО2 - конечного продукта метаболизма, который выводится из организма.

3. Образуются амины, которые обладают высокой биологической активностью. Поэтому такие амины называют биологически активными или биогенными аминами. Они являются медиаторами, с помощью которых сигнал передается от одной клетки к другой и от одной молекулы к другой.

2. Природа: стероидная

Место синтеза: надпочечник (кора), корковое вещество (холестерин - альдостерон. Механизм действия: внутриклеточный (цитозольный)

Биологический эффект: повышает артериальное давление, повы- шает всасывание Na+ в почках и желудочно – кишечном тракте.

Ткани мишени: сосуды, почки, желудочно – кишечный тракт.

Регуляция секреции: ренин, ангиотензин, альдостерон

3. Разнообразие моногенных заболеваний достаточно велико. Среди моногенных болезней значительный процент составляют ферментопатии, различные формы умственной отсталости, дефекты органов слуха, зрения, скелетные дисплазии, врожденные пороки развития, болезни нервной, эндокринной, соединительно-тканной, иммунной и других систем. Моногенные варианты течения заболевания в редких случаях встречаются среди любых нозологических форм, которые в общем случае не являются наследственными. Так, например, описаны моногенные формы гипертензии, болезней Альцгейаера и Паркинсона, эпилепсии и других больших психозов, иммунодефицитов, различных онкологических заболеваний и многих других патологических состояний. Моногенные варианты заболевания, как правило, отличаются от спорадических форм более тяжелым течением и ранним дебютом. Большинство мутаций, ассоциированных с моногенными заболеваниями, жестко детерминируют развитие болезни, и факторы окружающей среды не оказывают или оказывают небольшое влияние на развитие заболевания. Поэтому они так трудно поддаются коррекции. Однако немало примеров моногенных болезней с неполной пенетрантностью и варьирующей экспрессивностью, причины которых чаще всего остаются неизвестными. К счастью, моногенные заболевания встречаются достаточно редко. К числу наиболее известных моногенных болезней относятся фенилкетонурия, муковисцидоз, галактоземия, адреногенитальный синдром, гемофилия А и В, миодистрофия Дюшенна/Беккера, проксимальная спинальная мышечная атрофия, гепатолентикулярная дегенерация и многие другие болезни. Профилактика тяжелых неизлечимых моногенных заболеваний проводится на базе пренатальной диагностики.

Задача.

2,4-динитрофенол (исключён из списка лекарственных веществ), в прошлом пытались использовать для лечения ожирения, но отказались из-за его токсических эффектов. На чём был основан выбор данного вещества как «средства для похудения», и чем опасно его применение?

Ответ: При разобщении окислительного фосфорилирования для поддержания синтеза АТФ на необходимом уровне организму придётся расщеплять больше субстратов, что действительно приводит к снижению массы тела. Однако применение протонофоров опасно развитием неконтролируемой гипертермии при фатальном снижении синтеза АТФ.

Билет 19

1. Синтез мочевины: схема реакций, суммарное уравнение. Взаимосвязь с ЦТК. Клиническое значение определения концентрации мочевины в крови и моче, причины повышения и понижения концентрации мочевины.

2. Кальцитонин: химическая природа, механизм действия и биологические эффекты.

3. Патобиохимия инфаркта миокарда.

1. Мочевина – конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выводится избыток аммиака. Синтез мочевины идет только в печени.

Превращение аммиака в мочевину осуществляется в орнитиновом цикле Кребса-Гензелейта и состоит из нескольких этапов:

1 этап: синтез карбомоилфосфата, под действием фермента – аммиак зависимой карбамоилфосфатсинтетазы;

2 этап: кондесанция карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитин-карабамоилфосфатрансфераза;

3 этап: цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций.

1) реакция: энергозависимая конденсация цитуллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинатсинтетаза).

2) реакция: аргининсукцинат распадается на аргинин и фумарат при участии другого фермента – аргининсукцинатлиазы;

4 этап: аргинин под действием аргиназы расщепляется на мочевину и орнитин, который вступает в новый оборот цикла, соединяясь с карбамоил-фосфатом, образуя цитруллин.

Основными показаниями к назначению анализа является исследование функции почек и печени, почечная недостаточность и печеночная недостаточность.

Повышение концентрации мочевины в сыворотке крови наблюдается при острых и хронических заболеваниях почек, обтурации мочевыводящих путей, уменьшении почечной перфузии (застойная сердечная недостаточность, шок), повышенном диурезе или потоотделении)

Снижение уровня мочевины отмечается при повышенной скорости клубочковой фильтрации (беременность, чрезмерный объем внутривенных инфузий, неадекватная секреция антидиуритического гормона), при функциональной недостаточности печени (печеночная кома, гепатит, цирроз, острая гепатодистрофия, отравление фосфором, мышьяком), при синдроме мальабсорбции и/или недостаточности белка в рационе из-за снижения продукции аммиака и при врожденной недостаточности ферментов гепатоцитов, участвующих в синтезе мочевины.

2. Природа: белково – пептидная

Место синтеза: осуществляется парафолликулярными клетками, или С-клетками, лежащими в интерстициальной жидкости между фолликулами в щитовидной железе.

Механизм действия: мембранно – внутриклеточный (вторичный посредник Ц- ГМФ)

Схема синтеза: прогормон – гормон (32 аминокислоты).

Биологический эффект: понижает кальций в крови за счёт: почки, кости, кишечник. Гормон снижает уровень кальция в крови (гипокальциемический гормон) за счет облегчения минерализации и подавления резорбции костной ткани, а также путем снижения реабсорбции кальция в почках.

Кальцитонин вызывает фосфатурию в результате подавления реабсорбции фосфата в почечных канальцах. Гормон оказывает слабое диуретическое и натрийуретическое действие

Ткани мишени: почки, кости, кишечник

3)

Задача.

При проведении теста на толерантность к глюкозе её концентрация в крови натощак и через 2 ч после сахарной нагрузки оказалась, соответственно 5 и 11,1 ммоль/л. Имеется ли в этих результатах отклонение от нормы? С какой целью выполнено это исследование?

Ответ: "Диабетическим порогом" считают концентрацию глюкозы

выше 7 ммоль/л: при таком неоднократном результате исследования однозначно ставится диагноз «сахарный диабет». Промежуток уровня глюкозы натощак 4,5-6,9 ммоль/л является неоднозначным и подозрительным, поэтому и требует проведения теста на толерантность к глюкозе.

В норме концентрация глюкозы плавно растёт в течение первого часа до максимального значения 9,5-9,8 ммоль/л с последующим возвращением к фоновому значению через два часа. Нормой также считается уровень глюкозы в крови менее 7,8 ммоль/л по окончании исследования при любом значении уровня сахара натощак. В том случае, если через 2 часа после приёма глюкозы уровень сахара в крови составляет более 7,8 ммоль/л, но в тоже время он меньше критического показателя в 11,1 ммоль/л, то говорят о снижении толерантности организма к глюкозе.

Билет 20

1. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Содержание мочевой кислоты в сыворотке крови в норме и причины ее повышения. Подагра.

2. Инсулин: химическая природа, локализация биосинтеза, схема синтеза, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты.

3. Полиморфизм гена апобелка Е, клиническое значение.

Распад пуриновых нуклеотидов начинается с отщепления фосфатной группировки под действием 5’-нуклеотидазы. Из АМФ образуется аденозин, который, дезаминируясь превращается в ионозин. Ионозин подвергается гидролизу, что приводит к образованию гипокстантина. Гипоксантин окисляется до ксантина и далее до мочевой кислоты под действием ксантинооксидазы.

Конечным продуктом распада ГМФ также является мочевая кислота. ГМФ сначала гидролизуется с образованием гуанозина, который расщепляясь превращается в свободный гуанин. Гуанин претерпевает гидролитическое расщепление с образованием ксантина, превращающегося затем в мочевую кислоту под действием ксантиноксидазы.

В сыворотке крови концентрация мочевой кислоты в норме колеблется в пределах 0,15-0,47 ммоль/л. Ежесуточно из организма выводится 0,4-0,6г.

Если мочевой кислоты производится слишком много или недостаточно выводится с мочой (например, при поражении почек), то развивается гиперурикемия, следствием которой является подагра – заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов. Признаки подагры – острое воспаление суставов.

Т. к. лейкоциты фагоцитируют кристаллы уратов, то причиной воспаления является разрушение лизосомальных мембран лейкоцитов кристаллами мочевой кислоты. Освободившиеся лизосомальные ферменты выходят в цитозоль и разрушают клетки, а продукты клеточного катаболизма вызывают воспаление.

2. Инсулин – по химической природе полипептид, состоит из двух цепей А-21АК и В-30АК соединенных двумя дисульфидными мостиками.

Синтезируется в ß-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы из неактивного предшественника препроинсулина (на рибосомах ЭПС) -> поступает в ЭПС, сигнальный пептид отщепляется –> проинсулин. Далее от него отщепляется С-пептид и инсулин (аппарат Гольджи).

Механизм действия: мембранно-внутриклеточный (инозитолтрифосфатная система), вторичные посредники: инозитол-3-фосфат, диацилглицерин, Ca+2 .

Клетки – мишени: мышцы, жировая и соединительная ткань.

Инсулин понижает уровень глюкозы в крови, за счёт GLUT–4 – транспортера глюкозы из цитоплазмы в клеточную мембрану жировой ткани и мышцы. Инсулин активирует регуляторные ферменты гликолиза (глюкокиназа, гексокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа), синтеза гликогена (гликогенсинтаза), ускоряет пентозофосфатный путь (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа).

Инсулин ингибирует распад гликогена и глюконеогенез, инактивируя регуляторные ферменты. Инсулин стимулирует поступление аминокислот в клетку, синтез белков в печени, мышцах и сердце.

Общий биологический эффект действия инсулина на организм: понижение уровня глюкозы, ВЖК, ХС и аминокислот в крови.

3. Ген ApoE картирован на 19 хромосоме и включает 4 экзона и 3 интрона, состоящих из 3597 пар оснований. Полиморфизм этого гена определяет носительство той или иной изоформы ApoE. Эти изменения приводят к аминокислотным заменам в позициях 112 и 158 белка ApoE, которые меняют аффинитет ApoE к его рецептору. Эти замены и их сочетания были названы аллелями ɛ2, ɛ3 и ɛ4, а изоформы белка назвали Е2, Е3 и Е4 соответственно.

Клиническое значение: в настоящее время показано, что носительство аллели ApoE ɛ4 является фактором, повышающим риск развития ИБС и болезни Альцгеймера. Это напрямую связано с механизмом действия белка ApoE, а также может быть связано и с влиянием данного фактора на эффективность проводимой профилактики и лечения. У лиц без сахарного диабета носительство ɛ2 и ɛ4 аллели может быть предрасполагающим фактором развития коронарных событий.

Задача.

У больного обнаружена глюкоза в моче, концентрация глюкозы в крови – 11 ммоль/л, содержание С-пептида – ниже нормы. О каких нарушениях в организме говорят эти данные?

Ответ:

С-пептид освобождается при образовании активной формы инсулина. Снижение содержания С-пептида говорит о снижении синтеза инсулина, т.е., сахарном диабете I типа.

Билет 21

1. Схема переваривания пищевых липидов в ЖКТ: этапы, субстраты, ферменты, роль продуктов гидролиза, роль жёлчных кислот. Стеаторея.

2. Особенности метаболизма и энергетического обмена в клетках поперечно-полосатой мускулатуры и миокарда.

3. Концепция «двууглеродного голода».

1. Липиды пищи: ТГ-триглицерид, холестерол, фосфолипиды. ДГ-диглицерид, МГ-моноглицерид, ЖК-желчные кислоты.

Ротовая полость-желудок-12-перстная кишка-тонкий кишечник-эпителий тонкой кишки-кровь-лимфа

ЭТАПЫ ПЕРЕВАРИВАНИЯ

1. Соли желчных кислот эмульгируют пищевые жиры в тонком кишечнике, образуя смешанные мицеллы).

2. Панкреатическая липаза (и колипаза) расщепляет ТАГ до ВЖК и МАГ (гидролиз до глицерина происходит в незначительной степени).

3, ВЖК и МАГ всасываются в стенку кишечника в виде мицелл с дифильными желчными кислотами, фосфолипидами и холестерином.

4. В слизистой оболочке кишечника мицелла распадается, из МАГ и жирных кислот происходит ресинтез специфических для человеческого организма ТАГ

5. 90% желчных кислот всасывается из кишечника в кровь, поступает в печень, где снова используется в желчеобразовании (энтерогепатическая циркуляция 7-8 оборотов в сутки).

6. В эпителиальных клетках слизистой кишечника ТАГ, фосфолипиды, холестерин и апопротеины «упаковываются» в хиломикроны липопротеины, транспортирующие экзогенные жиры от кишечника к тканям.

7. Хиломикроны переносят пищевые ТАГ по лимфатической системе и кровеносным сосудам к тканям (жировая ткань, скелетные мышцы, миокард и др.).

8. ЛП-липаза, активируемая апоС белком, на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани расщепляет ТАГ, содержащиеся в хиломикронах, на ВЖК и глицерин.

9. Часть ВЖК попадет в клетки жировой ткани, миокарда, скелетных мышц, молочных желез.

10. ВЖК в клетке (миоците) окисляются до конечных продуктов с образованием АТФ или запасаются (в адипоците), включаясь в синтез ТАГ

11. Часть ВЖК связывается альбуминами крови и уносится с ее током.

Основные функции кислот заключаются в образовании мицелл, эмульгировании жиров и солюбилизации (проникание) липидов в кишечнике, что повышает эффективность действия панкреатической липазы и способствует всасыванию липидов. Желчные кислоты также участвуют в регуляции синтеза холестерина, сводя к минимуму нарастание или недостаток холестерина в организме, и регуляции образования и выделения желчи.

Причины: снижение секреции:

а) желчи (желчных кислот)

б) панкреатического сока (панкреатической липазы)

=> ↑ кол-во жиров выводимых с калом, возникает стеаторея.

При длительной стеаторее развивается недостаточность:

а) полиеновых ЖК (в организме не синтезируются)

б) жирорастворимых витаминов А, D, Е, К.

2. Мышцы являются главным местом катаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Мышечная ткань окисляет лейцин до СО2 и превращает углеродный скелет аспартата, аспарагина, глутамата, изолейцина и валина в субстраты ЦТК. В мышцах выражен катаболизм липидов. Жирные кислоты, кетоновые тела в аэробных условиях окисляются в мышцах для получения энергии. В мышцах преобладает катаболизм углеводов. Глюкоза окисляется в аэробных или анаэробных условиях для синтеза АТФ. Из глюкозы в мышцах образуется аланин. Глюкоза, поступившая из крови и образовавшаяся в глюконеогенезе, запасается в мышцах в форме гликогена (до 1–2% от массы мышцы).

Основным источником энергии, обеспечивающим основную механическую деятельность миокарда, является АТФ. Энергетические процессы миокардиоцита протекают в митохондриях. Первичным энергетическим субстратом в мышце сердца являются жирные кислоты, глюкоза, лактат (молочная кислота), пируват (пировиноградная кислота), кетоновые тела и, в меньшей степени, аминокислоты. Эти вещества поступают в миокардиоциты из плазмы крови. Из общего числа липидов из плазмы крови в миокардиоциты путем пассивной диффузии через клеточную мембрану проникают только свободные жирные кислоты.

Креатинфосфат образуется из АТФ и креатина (который в свою очередь синтезируется из глицина, аргинина и метионина в печени и с током крови поступает в мышцы) в период расслабления мышцы, когда потребность в АТФ снижается.

3. Эндогенные этанол и ацетальдегид рассматриваются как незаменимые пластические субстраты. Хроническое употребление этанола ведет к торможению и деградации систем эндогенного синтеза этих метаболитов и к адаптивному усилению их катаболизма. В результате экзогенное поступление их в организм становится необходимым.

При острой алкогольной интоксикации изменение функций центральной нервной системы и различных органов человека является следствием воздействия на организм не столько самого алкоголя, сколько его основного метаболита – ацетальдегида. Ацетальдегид обладает высокой реакционной способностью, взаимодействуя с различными биомолекулами (белками, липидами, нуклеиновыми кислотами) и вызывая их повреждение. Цитогенетические нарушения (анеуплоидия, хромосомные аберрации) связаны с действием ацетальдегида, который способствует образованию ковалентных поперечных сшивок в ДНК и нуклеопротеидных комплексах.

Задача.

В эксперименте с культурой клеток обнаружено, что при активации ПОЛ повышается концентрация ионов Са2+ в цитоплазме. Как можно объяснить это явление?

Ответ: В норме ионы кальция могут проникнуть внутрь клетки через ионные каналы. В ходе ПОЛ в мембране образуются гидрофильные поры, что увеличивает проницаемость мембраны. Кроме того, ПОЛ может нарушить функционирование

кальциевого насоса (прямым повреждением и в результате

снижения синтеза АТФ).

Билет 22

1. Этапы катаболизма жирных кислот: реакции, ферменты. Энергетический эффект полного окисления С16:0. Регуляция процесса β-окисления ВЖК.

2. Активные формы кислорода (АФК). Биологическое действие АФК. Ферментативные и неферментативные системы, генерирующие АФК.

3. Сущность молекулярной адаптации к хроническому действию наркотических веществ.

2)

Неферментативная защита. Она осуществляется с помощью антиоксидантов — веществ, выступающих в качестве ловушки кислородных радикалов. Эти вещества взаимодействуют с АФК, тем самым снижают их реакционную активность и прерывают цепной процесс образования. К основным природным антиоксидантам относятся аскорбиновая кислота и а-токоферол (витамин Е,). Аскорбиновая кислота, будучи хорошо растворимой в воде, способна защитить от АФК компоненты цитозоля, а гидрофобный токоферол — мембранные липиды от пероксидного окисления. Антиоксидантным действием обладают ряд других природных веществ: (5-каротин, мочевая кислота, трипептид глутатион, дипептид карнозин, таурин и ряд других.

Ферментативная защита. Супероксиддисмутаза (СОД) — специфический фермент, катализирует реакцию дисмутации, в которой супероксид выступает одновременно как окислитель и как восстановитель:

Образующийся пероксид водорода разлагает до воды другой фермент — каталаза:

Пероксид водорода может расщепляться также под действием пероксидазы — фермента, использующего в качестве донора водорода различные органические соединения, например полифенолы:

Кроме каталазы и СОД, в защите тканей от АФК участвует еще один фермент — глутатионпероксидаза (ГП), восстанавливающая пероксид водорода (а также органические гидропероксиды R—О—ОН), донором водорода в этой реакции является восстановленный трипептид глутатион (Глу— SH):

где Глу—S—S—Глу — окисленный глутатион.

Защитная функция глютатионпероксидазы особенно важна для мозговой ткани, содержащей мало каталазы.

3)Алкоголизм и наркоманию относят к болезням адаптации. Что значит адаптация на языке биохимии – это увеличение количества свободных опиатных рецепторов.

Центральным механизмом молекулярной адаптации к хроническому воздей-ствию наркотика является активация образования цАМФ. При формировании синдрома отмены увеличение уровня цАМФ ответственно за развитие угне-тенного состояния за счет усиления активности ГАМК нейронов. Они оказы-вают тормозное влияние на дофаминовые и серотониновые нейроны.

Наркоман должен увеличить дозу, промежутки сокращаются между приемами – функциональные изменения переходят в органические, формируя сначала психическую, а затем физиологическую зависимость, усиливая абстинентный синдром.

При состоянии опиоидного дефицита часть опиоидных рецепторов остается свободными, что способствует усилению воздействия. Синтез энкефалинов снижается, а усиленный метаболизм этанола сопровождается образованием ТГИХ, вызывая чувство ложного комфорта, так как этот продукт имеет структурное сходство с морфином.

Задача.

Результат анализа мочи: суточный объём – 1,3 л, цвет – «тёмного пива», прозрач-ность – неполная, плотность – 1058 кг/м3 , реакция – слабо кислая, осадок – нет, белок – следы, глюкоза – нет, кетоновые тела – нет, эритроциты – нет, лейко- циты – 3-6×', уробилин – следы, билирубин – большое количество, жёлчные кислоты – (+). Имеются ли отклонения от нормы у данного пациента?

Ответ: Да, характерные для подпечёночной (обтурационной) желтухи.

Задача.

У пациента с тяжёлой формой язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (ЯБДК) при очередном обследовании обнаружена гормональноактивная опухоль – гастринома. Какова возможная связь наличия гастриномы с тяжёлым течением ЯБДК?

Ответ: Наличие гастриномы является одним из отягчающих факторов течения ЯБДК. Т.к. гастринома (гормональноактивная опухоль), продуцирует гастрин (пептидный гормон), который является стимулятором секреции соляной кислоты в желудке. Повышенная секреция (гиперпродукция соляной кислоты) провоцируется язвообразование.

Билет 23

1. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Судьба продуктов гликолиза в анаэробных условиях. Биологическое значение анаэробного распада глюкозы. Цикл Кори.

2. Характеристика и роль фибриллярных и регуляторных белков в процессе мышечного сокращения. Механизм мышечного сокращения, этапы. Роль ионов кальция в реализации механизма мышечного сокращения. Актиновая и миозиновая регуляция процессов сокращения в поперечно-полосатых и гладких мышцах.

3. ПЦР: биомедицинское значение.

1. Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса: С6Н1206 + 2 Н3Р04 + 2 АДФ = 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2O.

Основное физиологическое назначение катаболизма глюкозы заключается в использовании энергии, освобождающейся в этом процессе для синтеза АТФ.

Первый этап гликолиза – подготовительный, здесь происходит затрата энергии АТФ, активация глюкозы и образование из нее триозофосфатов. 1-5 реакции.

Второй этап гликолиза – это освобождение энергии, содержащейся в глицеральдегидфосфате, и запасание ее в форме АТФ. 6-11 реакции.

Последняя реакция бескислородного окисления глюкозы, одиннадцатая – образование молочной кислоты из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. Важно то, что эта реакция осуществляется только в анаэробных условиях. Эта реакция необходима клетке, так как НАДН, образующийся в 6-й реакции, в отсутствие кислорода не может окисляться в митохондриях.

Судьба лактата образовавшегося при анаэробном гликолизе. Накопившийся в ходе гликолиза лактат при поступлении кислорода в клетку начинает постепенно превращаться обратно в ПВК. Часть этого пирувата вступает в реакции окислительного декарбоксилирования и ЦТК. АТФ, образующаяся при этом, используется для синтеза из оставшегося количества ПВК глюкозы или гликогена (в условиях покоя). Процесс синтеза глюкозы или гликогена из лактата называется обращением гликолиза. Образование углеводов (например, глюкозы) из веществ, имеющих неуглеводное происхождение называют глюконеогенезом.

В период мышечного сокращения в мышце пируват превращается в лактат, так как направление лактатдегидрогеназной реакции в работающих мышцах и печени обусловлено преобладанием восстановленной формы - NADH над окисленной формой NAD+ из-за недостатка кислорода. Лактат из мышцы транспортируется в печень, где он превращается в пируват (благодаря хорошему снабжению кислородом О2 и высокому содержанию NAD+, а затем в глюкозу (в процессе глюконеогенеза), которая поступит с током крови в мышечную ткань и эритроциты. Эту последовательность событий называют глюкозолактатным циклом или циклом Кори.

2. Согласно теории скольжения нитей, мышечное сокращение происходит благодаря скользящему движению актиновых и миозиновых филламентов друг относительно друга. Механизм скольжения нитей включает несколько последовательных событий.

Головки миозина присоединяются к центрам связывания актинового филламента. \\ Взаимодействие миозина с актином приводит к конформационным перестройкам молекулы миозина. Головки приобретают АТФазную активность и поворачиваются на 120°. За счет поворота головок нити актина и миозина передвигаются на «один шаг» друг относительно друга. \\ Рассоединение актина и миозина и восстановление конформации головки происходит в результате присоединения к головке миозина молекулы АТФ и ее гидролиза в присутствии Са2+. \\\ Цикл «связывание – изменение конформации – рассоединение – восстановление конформации» происходит много раз, в результате чего актиновые и миозиновые филламенты смещаются друг относительно друга, Z -диски саркомеров сближаются, и миофибрилла укорачивается.

Ионы кальция принимают участие в энергетическом контроле мышечной деятельности путём регуляции запасов АТФ. Связываясь с тропонином тонких нитей, открывает их активн.ц. Меняет заряд на АТФ, активирует АТФазу.

Миофибрилла – это сократительная нить, состоящая из саркомеров, проходит по всей длине мышечной клетки миоцита. К группе миофибриллярных белков относят: миозин, актин, актомиозин миофибрилл. Они тесно связаны с сократительной функцией.

К группе регуляторных белков относят тропомиозин и тропонины, а - в- актин, образующие в мышце актомиозиновый единый комплекс.

Актиновая регуляция- характерна для поперечнполосатых мышц: скелетных и миокарда. Основным действующим механизмом регуляции сокращения является аллостерический механизм, представленный в мышце актином, тропомиозином ТпС, Тп I, ТпТ. и ионами Са++. Кальций вызывает перемещение нити тропомиозина относительно актина, что позволяет головке миозина соединяться мостиком с актином. Т.о. тропомиозин обладает способностью регулировать взаимодействие актина и миозина. Тп I предотвращает присоединение миозиновой головки к связывающему сайту актина., изменяя его конформацию через тропомиозиновую систему.

Механизмы регуляции: регуляция уровня Са++ в саркоплазме. В регуляции уровня Са принимает участие фермент Мg++ Са -АТФаза и система Na+ - Ca++ обмена, которые выкачивают Са++ из клетки, поддерживая необходимую концентрацию. Пока нет Са++ в нужной концентрации, миозин-актиновый силовой цикл не включается, т.е. интенсивность сокращения мышц определяется концентрацией Са++ при возбуждении.

Миозиновая. Этот тип регуляции является ведущим для гладкой мускулатуры. Система упорядоченных нитей миозина в гладких мышцах отсутствует. Гладкие мышцы не обладают тропониновой системой, имеют иную молекулярную структуру миозина, но также как и поперечнополосатые мышцы регулируются Са++. Для того, чтобы произошла активация миозиновой АТФ-азы, чтобы потом взаимодействовать с F -актином, необходимо фосфорилирование легкой цепи миозина(р цепи), которое происходит с участием активированной кальмодулином , связанным с Са киназы (с АМФ-зависимой). Т.О. активированная киназа, фосфорилируя миозин , в свою очередь , стимулирует АТФ-азную активность миозина и запускает сократительный цикл.

3. Метод основан на многократном избирательном копировании определённого участка нуклеиновой кислоты ДНК при помощи ферментов в искусственных условиях (in vitro).

Позволяет добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) в биологическом материале (пробе). Используется для диагностики заболеваний (наследственных, инфекционных), для установления отцовства, для клонирования генов, выделения новых генов, позволяет производить множество других манипуляций с нуклеиновыми кислотами (введение мутаций, сращивание фрагментов ДНК).

Задача.

Пациенту с жёлчнокаменной болезнью назначили препарат хенодезоксихолевой кислоты. С чем связано такое назначение? При каком составе жёлчных камней применение этого препарата будет наиболее эффективным?

Ответ:

Хенодезоксихолевая кислота – первичная желчная кислота, образующейся в гепатоцитах печени при окислении холестерина. В норме хенодезоксихолевая кислота составляет 20– 30% общего пула желчных кислот. Объём продукции хенодезоксихолевой кислоты у взрослого здорового человека 0,2-0,3 г/сут. В жёлчном пузыре хенодезоксихолевая кислота присутствуют главным образом в виде конъюгатов — парных соединений с глицином и таурином, называемых, соответственно, гликохенодезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой кислотами.

Билет 24

1. Биологическое значение и структуры кетоновых тел. Синтез кетоновых тел в печени; регуляция синтеза. Представление о кетонемии, кетонурии и кетоацидозе.

2. Биохимические механизмы адаптации к голоданию, типы голодания. Фазы полного голодания. Изменение гормонального статуса и метаболизма при голодании.

3. Танкираза: роль в образовании активной теломеразы.

1. Энергетическое значение: скелетные и сердечные мышцы, мозг и другие внепеченочные ткани окисляют кетоновые тела. Синтетическое: к. тела необходимы для образования миелиновых оболочек нервов и белого вещества головного мозга.

Регуляция синтеза кетоновых тел. ГМГ-КоА-синтаза (гидроксиметилглутарил)– регуляторный фермент. Способы регуляции: Индукция (запуск) синтеза фермента под действием глюкагона и адреналина. Аллостерическая регуляция: ингибируется высокими HS-KoA; если поступление ЖК в клетки печени повышается, то HS-KoA (кофермент А) связывается с ними, ГМГ-КоА-синтетаза активна; если поступление ЖК снижается, то повышение HS-KoA ингибирует фермент.

Синтез кетоновых тел:

1)Реакция конденсации с образованием ацетоацетил-КоА(фермент трансфераза).

2)Реакция конденсации с образованием ГМГ-КоА (гидроксиметилглутарил) (фермент ГМГ-КоА-синтаза).

3)Реакция расщепления с образованием ацетоацетата и ацетил-SКоА, включающийся в ЦТК (фермент ГМГ-КоА-лиаза).

Кетоновые тела печенью не утилизируются, а поступают в кровь и транспортируются к клеткам периферических тканей.

Кетонемия – повышение концентрации кетоновых тел в крови выше нормы. Причины: увеличение концентрации ацетил-Коа (усиленное расщепление липидов); уменьшение концентрации оксалоацетата (при отсутствии углеводов или нарушении их использования - оксалоацетат расходуется на образование глюкозы). Наблюдается при: голодании, сахарном диабете.

Кетонурия — выявление в моче кетоновых тел. Появляются в моче при нарушении обмена (углеводов, жиров, белков), ктр сопровождается увеличением кетогенеза в тканях и накопление кетоновых тел в крови. Наблюдается при: сахарный диабет, углеводное голодание, истощение, тяежлые токсикозы, желудочно-кишечные расстройства.

Кетоацидоз – значительное повышение кетоновых тел в крови и нарушение кислотно-щелочного равновесия. Наблюдаются при: воспалительных процессах, обострениях хронических заболеваний, инфекционных болезней, хирургические вмешательства, травмы, нарушения режима лечения, неисправность в системах введения инсулина, эмоциональные стрессовые ситуации, беременность.

2. Виды голодания: 1) абсолютное [при отсустствии пищи и воды]; 2) полное [прекращение получение пищи, но с приёмом воды]; 3) неполное [количественное недоедание, равномерный дефицит БЖУ в рационе]; 4) частичное [качественное недоедание, недостаточное потребление одного или нескольких необходимых пищ. вещ-в].

Ферментная адаптация при полном голодании: падает активность больш-ва ферментов (глюкокиназы, гексокиназы, НАДФ-зависимых ферментов), что ведет к снижению интенсивности углеводного обмена. Резко снижается секреция ферментов в пищев. тракте, подавляется активность пепсина, гастриксина, амилазы, липазы (вследствие чего атрофируются пищеварительные железы) – полное выключение функции пищеварения, ферментная дезадаптация.

Фазы голодания. Голодание может быть кратковременным - в течение суток (первая фаза), продолжаться в течение недели (вторая фаза) или нескольких недель (третья фаза).

В первую фазу концентрация инсулина в крови снижается примерно в 10-15 раз по сравнению с периодом пищеварения, а концентрация глюкагона и кортизола увеличивается. Запасы гликогена исчерпываются, нарастает скорость мобилизации жиров и скорость глюконеогенеза из аминокислот и глицерола, концентрация глюкозы в крови снижается до нижней границы нормы (3,3 ммоль/л).

Во вторую фазу продолжается мобилизация жиров, концентрация жирных кислот в крови повышается, увеличивается скорость образования кетоновых тел в печени и, соответственно, их концентрация в крови; ощущается запах ацетона, который выделяется с выдыхаемым воздухом и потом от голодающего человека. Глюконеогенез продолжается за счет распада тканевых белков.

В третью фазу снижается скорость распада белков и скорость глюконеогенеза из аминокислот. Скорость метаболизма замедляется. Азотистый баланс во все фазы голодания отрицательный. Для мозга важным источником энергии, наряду с глюкозой, становятся кетоновые тела.

1. Обмен углеводов: основным источником глюкозы при длительном голодании служит глюконеогенез, а основными субстратами глюконеогенеза - аминокислоты, лактат и глицерол. Обеспечение энергетических потребностей других тканей происходит за счёт жирных кислот и кетоновых тел.

2. Обмен жиров: ЖК, образующиеся в процессе мобилизации жиров в жировых депо, становятся основными источниками энергии для большинства органов в первый период голодания. Во II фазе голодания скорость синтеза кетоновых тел значительно возрастает. Используются кетоновые тела, в основном, в мышцах. В этот период голодания часть энергетических потребностей мозга обеспечивается кетоновыми телами, а скорость окисления кетоновых тел в мышцах снижается.

3. Танкираза – фермент, связанный с белком теломерного комплекса. Активность танкиразы характерна для раковых клеток. Действие танкиразы аналогично действию дифтерийного токсина, т.е. нарушение функции белков путем их АТФ-рибозилирования.

Белки теломерного комплекса защищают от доступа теломеразы, однако эта защита может нарушаться при помощи танкиразы. Повышение экспрессии в клетках ведет к постепенному удлинению теломер и открытию доступа теломер для теломеразы.

Теломераза как компенсирующий укорочение хромосом фермент, считается одним из компонентов, характеризующих раковую клетку.

Задача.

У больного наблюдается желтушность кожных покровов и склер, головокружение. Селезёнка увеличена. Анализ крови: эритроциты – 2,6×1012/л; ретикулоциты – 18%; общий билирубин – 65 мкмоль/л; прямая фракция – 2 мкмоль/л. О каком нарушении пигментного обмена свидетельствует данный анализ? Каковы возможные причины развития такого состояния? 

Ответ:

У пациента совокупности приведённых признаков повышен распад эритроцитов (гемолиз), что привело к избыточному образованию неконъюгированного билирубина, вызвавшего желтушную окраску кожи и слизистых оболочек. Состояние называется гемолитическая желтуха. Причиной гемолитической желтухи может быть любой фактор, приводящий к гемолизу: наследственные дефекты структуры и ферментного аппарата эритроцитов, отравления гемолитическими ядами, переливание несовместимой крови и т.д.

Билет 25

1. Схема синтеза глицерофосфолипидов. Представление о роли лецитина в функционировании сурфактанта легкого.

2. Кальцитриол: химическая природа, этапы синтеза, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты. Представление о заболевании «рахит».

3. Синтез пуриновых нуклеотидов

1. Синтез глицерофосфолипидов. Лецитин (фосфатидилхолин) и кефалин (фосфатидилэтаноламин) синтезируются во всех клетках организма за исключением эритроцитов. Наиболее интенсивно эти процессы протекают в печени. Существуют два пути образования этих фосфолипидов в клетках. Один из них сберегающий. Он предполагает повторное использование холина в синтезе фосфатидилхолина (ФХ) и этаноламина - в синтезе фосфатидилэтаноламина (ФЭА). Дело в том, что образование холина de novo очень "дорого" для организма. Суть сберегающего пути синтеза ФХ включает последовательно задержку, активацию и последующий перенос фосфатхолина из ЦДФ-холина на диацилглицерол.

Сберегающий путь синтеза ФЭА аналогичен пути синтеза ФХ. Только в нем используется предварительно образованный этаноламин. Еще один путь образования в клетках ФЭА - декарбоксилирование фосфатидилсерина.

С другой стороны, ФХ может образовываться из ФЭА. При этом на 1 моль синтезируемого ФХ необходимо 3 моля S-аденозилметионина (S-АМ). S-АМ, являющийся источником активных метильных групп, образуется из метионина и АТФ.

Преобладание того или иного пути образования ФХ зависит от наличия в клетке холина. Если содержание его ограничено, ведущее место занимает синтез ФХ из ФЭА через использование S-АМ. Если холина в клетке достаточно много, на первый план выступает образование ФХ de novo, из ЦДФ-холина и ДАГ.

Синтез фосфатидилсерина происходит путем обмена полярных группировок. Аминокислота серин обменивается с этаноламином в составе ФЭА с образованием фосфатидилсерина.

Особенностью образования фосфатидилинозита, в отличие от других, является то, что активированным субстратом является не спирт, а ДАГ. Активированной формой ДАГ является ЦДФ-диацилглицерол. Энергия для реакции синтеза выделяется в результате расщепления пирофосфатной связи.

Роль лецитина в функционировании сурфактанта: фосфолипиды лецитина являются «строительным материалом» для лёгочного сурфактанта — смеси веществ, выстилающих изнутри лёгочные альвеолы. Сурфактант обеспечивает нормальный газообмен в лёгких: кислород попадает в кровь, а углекислый газ удаляется из крови. Нарушение этого процесса ведёт к гипоксии организма, и лецитин способен предотвратить её развитие.

2. Хим.природа: стероидная природа, активный метаболит витамина D3.

Этапы синтеза: 1) в коже под влиянием у\ф-вых лучей из провитамина образуется витамин D3 (холекальциферол). 2) в печени, D3 транспортируется кровью и в ЭПС гепатоцитов происходит его гидроксилирование по 25-му атому углерода с образованием 25(OH)D3, ктр поступает в кровь и циркулирует в связи с α-глобулином. 3) в почках, где в митохондриях клеток проксимальных канальцев происходит второе гидроксилирование и образуются два соединения: l,25-(OH)2-D (активная форма витамина D3, обладает мощным регуляторным влиянием на обмен кальция в организме и называется кальцитриолом) и 24,25-(OH)2-D (обладает способностью угнетать секрецию паратирина по принципу обратной связи).

Мех.дей-я: цитозольный. Органы-мишени: в тонком кишечнике, почках и костной ткани.

Биологич.эфф-ты: в стенке тонкого киш-ка стимулирует синтез кальций-связывающего белка, ктр способствует связыванию белка; минерализация «молодой» костной ткани за счет усиления остеокластной резорбции «старой»;в почках повышает реабсорбцию кальция и фосфатов.

Рахит: заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Нарушение минерализации кости - следствие дефицита кальция. Причины: недостаток витамина D3 в пищевом рационе, нарушение всасывания витамина D3 в тонком кишечнике, снижение синтеза предшественников кальцитриола из-за недостаточного времени пребывания на солнце. => снижение всасывания кальция в кишечнике и снижение его концентрации в крови, стимуляция секреции паратгормона и вследствие этого мобилизация ионов кальция из кости.

3. Синтез 5'-фосфорибозиламина. Первая р-ия синтеза пуринов заключается в активации углерода в положении С1 рибозо-5-фосфата, что достигается синтезом 5-фосфорибозил-1-дифосфата (ФРДФ). Вторая реакция – это перенос NH2-группы глутамина на активированный атом С1 с образованием 5'-фосфорибозиламина.

2) Синтез инозинмонофосфата. 5-фосфорибозиламин вовлекается в девять реакций, и в результате образуется первый пуриновый нуклеотид – инозинмонофосфорная кислота (ИМФ). Источниками атомов пуринового кольца являются глицин, аспартат, еще одна молекула глутамина, углекислый газ и производные тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК). Затрачивается 6 молекул АТФ.

3) Синтез аденозинмонофосфата и гуанозинмонофосфата. Гуанозинмонофосфат (ГМФ) образуется в двух реакциях – сначала ИМФ окисляется ИМФ-дегидрогеназой до ксантозилмонофосфата, источником кислорода является вода, акцептором водорода – НАД. После этого – ГМФ-синтетаза, ктр использует универсальный клеточный донор NH2-групп – глутамин, источником энергии для реакции служит АТФ. Аденозинмонофосфат (АМФ) также образуется в двух реакциях, но в качестве донора NH2-группы выступает аспарагиновая кислота. В первой, аденилосукцинат-синтетазной, реакции на присоединение аспартата используется энергия распада ГТФ, во второй реакции аденилосукцинат-лиаза производит удаление части аспарагиновой кислоты в виде фумарата.

4) Образование нуклеозидтрифосфатов АТФ и ГТФ. Синтез ГТФ осуществляется в 2 стадии посредством переноса макроэргических фосфатных групп от АТФ. Синтез АТФ происходит несколько иначе. АДФ из АМФ образуется также за счет макроэргических связей АТФ. Для синтеза же АТФ из АДФ в митохондриях есть фермент АТФ-синтаза, образующий АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования.

Задача.

При обследовании пациента, поступившего в стационар с подозрением на вирусный гепатит, обнаружено, что активность фермента АЛТ в сыворотке крови превышает нормальный уровень в 10 раз (норма – 0,1-0,45 мммоль/л×час). О чем свидетельствует данный результат?

Ответ: АЛТ– цитоплазматический фермент, повышение его активности в плазме крови свидетельствует о синдроме цитолиза, в частности разрушении клеток печени, что характерно для вирусного гепатита.

Билет 26

1. Хиломикроны (ХМ): функции, формирование и метаболизм ХМ.

2. Адреналин: химическая природа, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты.

3. Моноклональные антитела, препараты на их основе против опухолей.

1. Хиломикроны – класс липопротеинов, образующихся в тонком кишечнике в процессе всасывания экзогенных липидов. Хиломикроны синтезируются клетками кишечника и секретируются в лимфатические сосуды, после чего попадают в кровь.

Функция: Транспорт экзогенных ТАГ из кишечника в ткани, запасающие или использующие жиры, в основном жировую ткань, легкие, печень, миокард, лактирующую молочную железу, костный мозг, почки, селезенку, макрофаги.

Формирование: Образование незрелых первичных ХМ в кишечнике. Движение первичных ХМ через лимфатические протоки в кровь. Взаимодействие ХМ с липопротеинлипазой (ЛПЛ) эндотелия кровеносных сосудов, которая отщепляет жирные кислоты от ТАГ. Далее жирные кислоты проникают непосредственно в клетки ткани или, связываясь с альбумином, разносятся по организму. В результате количество ТАГ в хиломикроне резко снижается, образуются остаточные ХМ. \\ Переход остаточных ХМ в гепатоциты и полный распад их структуры. Синтез ТАГ в печени из пищевой глюкозы. Использование липидов, пришедших в составе остаточных ХМ. Образование первичных ЛПОНП в печени. Созревание ЛПОНП в плазме крови – получение белков апоС-II и апоЕ от ЛПВП. \\ Взаимодействие с липопротеинлипазой эндотелия и потеря большей части ТАГ. Образование остаточных ЛПОНП. Далее остаточные ЛПОНП переходят в гепатоциты и полностью распадаются, либо остаются в плазме крови и превращаются в ЛПНП.

Метаболизм: 1. После ресинтеза жиров в эпителиоцитах кишечника формируются первичные хиломикроны.

2. Из-за большого размера они не проникают напрямую в кровеносное русло и эвакуируются через лимфатическую систему, попадая в кровь через грудной лимфатический проток.

3. В крови хиломикроны взаимодействуют с ЛПВП, образуя зрелые формы.

5. Находясь в плазме крови, хиломикроны также взаимодействуют с ЛПВП, отдавая им часть своих МАГ и ДАГ и получая взамен эфиры ХС.

6. После взаимодействия хиломикрона с липопротеинлипазой полученные свободные жирные кислоты проникают в клетки органа, либо остаются в плазме крови и в комплексе с альбумином разносятся с кровью в другие ткани.

7. Остаточные хиломикроны, сохранившие в своем составе МАГ и ДАГ, попадают в гепатоциты и разрушаются до составных частей.

2. Адреналин – гормон стресса, синтезируется из аминокислоты тирозина в мозговом веществе надпочечников.

Механизм действия – мембранно-внутриклеточный, мессенджеры цАМФ, И3Ф (инозитол-3-фосфат).

Клетки мишени: миоциты, кардиомиоциты, гепатоциты, адипоциты, ССС.

Влияние на метаболизм: усиливает распад гликогена (активируя гликогенфосфорилазу каскадным механизмом аденилатциклазной системы), глюконеогенез (активирует ферменты: пируваткарбоксилазу, ФЕП-карбоксикиназу, фруктозо-1,6-дифосфатазу, глюкозо-6-фосфатазу), гликолиз (активирует фермент: фосфофруктокиназу), липолиз ТАГ (активирует фермент: ТАГ-липазу), ß-окисление ВЖК.

Суммарный биологический эффект: увеличение концентрации в крови: ВЖК, ХС, ФЛ, глюкозы.

Общий биологический эффект: суживание сосудов, следовательно, повышение АД, повышение сердечной функции, расширение бронхов.

3. Моноклональные антитела — антитела, вырабатываемые иммунными клетками, произошедшими из одной плазматической клетки-предшественницы. Используется два вида противоопухолевых моноклональных антител: Неконъюгированные антитела — они оказывают непосредственное действие на процессы, которые приводят к гибели злокачественной клетки. Конъюгированные антитела — они связаны (конъюгированы) с токсинами или изотопами. Токсины и изотопы обладают уничтожающим действием на злокачественные клетки, а антитело обеспечивает их прицельную доставку к клеткам-мишеням.

Для лечения: Мавтера, минтузумаб, милотарг – при лейкемии, транстузумаб – при раке молочной железы

Задача.

В лаборатории исследовали активность АЛТ в сыворотке крови и определили, что она в 8 раз превышает нормальный уровень. Сделайте предположение о возможных причинах возрастания активности фермента в данной биологической жидкости.

Ответ: Основной причиной повышения уровня аланинаминотрансферазы (АЛТ) является поражение печени (гепатиты, цирроз). Проникновение фермента в кровь происходит вследствие синдрома цитолиза. Активность АЛТ в этих случаях повышается больше, чем АСТ. Самые высокие показатели фиксируются при острых гепатитах (токсическом, вирусном и т.д.). В этом случае показатель может превышать норму в 20, иногда даже 100 раз. При гепатите А уровень фермента начинает повышаться задолго до проявления желтухи (за 2-3 и более недель). Уровень нормализуется спустя 3-3,5 недели. При наличии гепатита В или С показатель меняется непредсказуемо: он может как резко повышаться, так и понижаться, но затем возвращается в норму. АЛТ увеличивается также при обструктивной или механической желтухе. Причём изменения происходят скачкообразно: за короткий промежуток времени показатель может достигнуть значительного уровня или измениться в небольшой степени. Иногда показатель достигает 600 единиц и начинает снижаться, приходя в норму за 2-3 дня. Это явление весьма характерно для данной разновидности желтухи. Жировая дистрофия печени и цирроз приводит к повышению АЛТ в 2 или 3 раза. При метастазировании печёночноклеточного рака наблюдаются незначительные скачки уровня АЛТ, в то время как первичная опухоль во многих случаях может никак не отражаться на данном показателе. При алкогольном гепатите АЛТ повышается не больше чем в 6 раз.

Билет 27

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

2. Ферментативные системы антирадикальной защиты. Катализируемые реакции.

3. Вектор иммуноконъюгата. Вещества, используемые в качестве векторов адресной доставки.

1. Метаболизм – обмен веществ, совокупность разнообразных биохимических процессов, в рез-те которых поступающие питательные вещества усваиваются, происходит освобождение энергии и синтез необходимых организму соединений. Состоит из двух частей. Анаболизм – синтез сложных веществ из простых с затратой энергии. Катаболизм – распад более сложных веществ до более простых с выделением энергии. Передача энергии происходит посредством макроэргических соединений, обладающих значительным запасом энергии. Универсальным макроэргическим соединением во всех клетках служит АТФ, аденозинтрифосфат.

Функции: 1) извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических химических соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; 2) образование из экзогенных веществ промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; 3) синтез из этих предшественников белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки.

Конвергенция – объединение различных метаболических процессов, характерных для отдельных видов веществ в единые, общие для всех видов. Унификация – постепенное уменьшение числа участников обменных процессов и использование в метаболических реакциях универсальных продуктов обмена.

Стадии генерирования энергии по Креббсу: На первой стадии крупные молекулы пищи расщепляются на более мелкие компоненты. Белки гидролизуются на 20 типов аминокислот; полисахариды гидролизуются до простых сахаров, таких, как глюкоза; жиры распадаются на глицерол и жирные кислоты. На этой стадии не происходит высвобождения биологически полезной энергии.

На второй стадии многочисленные малые молекулы, образовавшиеся в результате первой стадии, распадаются до нескольких простых компонентов, играющих центральную роль в метаболизме. Большинство из них - сахара, жирные кислоты, глицерол и некоторые аминокислоты - превращаются в ацетильную часть ацетил-СоА. На этой стадии происходит образование АТФ, но в значительно меньшем количестве, чем при полном окислении ацетильного компонента ацетил-СоА.

Третья стадия - это цикл трикарбоновых кислот и окислительное фосфорилирование, представляющие собой конечные общие пути в окислении топливных молекул.

2. Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидные анионы в перекись водорода:

2О∙2 + 2H+ → H2O2+ O2

Изоферменты СОД находятся и в цитозоле (Cu2+ и Zn2+) и в митохондриях (Mn2+) и являются как бы первой линией защиты, потому что супероксидныйанион образуется обычно первым из активных форм кислорода. СОД — индуцируемый фермент, т.е. синтез его увеличивается, если в клетках активируется СРО.

Каталаза - геминовый фермент, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода. При этом образуется вода и молекулярный кислород:

2Н2О2 → H2O+ O2

Каталаза находится в основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество перекиси водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва» и в эритроцитах, где она защищает гем гемоглобина от окисления.

Глутатионпероксидаза — обеспечивает разрушение перекиси водорода и гидропероксидовлипидов при окислении глутатиона ): Н2О2 + 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G. Глутатионпероксидаза в качестве кофермента содержит селен.

Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион с участием НАДФН2:

Фосфолипаза в мембране отщепляет от фосфолипидов окисленные жирные кислоты, содержащие гидроперекисную группу (LOOH), тем самым разрушаются гидроперекиси липидов, предотвращается разветвление цепей окисления липидов в мембранах.

3. Иммуноконъюгаты – это бифункциональные молекулы, которые состоят из адресующего домена (вектора), мишень для которого локализована в опухоли, и терапевтического компонента (например, антибиотика).

Вектором называется молекула, имеющая на своей поверхности участок способный специфически связываться с рецепторами на поверхности клетки – мишени. В качестве вектора могут использоваться: гормоны, ферменты, пептиды, антитела, гликопротеиды, гликолипиды, вирусы. Реализация работы данной системы происходит путем привязки (коньюгации) лекарственного вещества с вектором, затем этот комплекс с помощью специфического участка на поверхности вектора связывается с лигандом. После прикрепления к клетке-мишени вектор с лекарством эндоцитируется или происходит слияния мембраны вектора или липосомы с мембраной клетки. Лекарство доставляется внутрь клетки и, в принципе, с помощью специальных приёмов может быть направлено в ядро, митохондории, эндоплазматический ретикулум и другие органеллы.

Задача.

У пациента с тяжёлой формой язвенной болезни двенадцатиперстной кишки (ЯБДК) при очередном обследовании обнаружена гормональноактивная опухоль – гастри-нома. Какова возможная связь наличия гастриномы с тяжёлым течением ЯБДК?

Ответ: Наличие гастриномы является одним из отягчающих факторов течения ЯБДК. Т.к. гастринома (гормональноактивная опухоль), продуцирует гастрин (пептидный гормон), который является стимулятором секреции соляной кислоты в желудке. Повышенная секреция (гиперпродукция соляной кислоты) провоцируется язвообразование.

Билет 28

1. Синтез креатина, креатинфосфата, креатинина. Функции этих соединений в организме.

2. Типы переваривания: полостное, пристеночное, внутриклеточное (субстраты, ферменты, продукты). Функции ЖКТ как пищеварительно-транспортного конвейера. Функции слюны.

3. Эпидермальный фактор роста и α-фетопротеин: их использование в качестве векторов.

1. Креатин – вещество скелетных мышц, миокарда, нервной ткани. В виде креатинфосфата креатин является "депо" макроэргических связей, используется для быстрого ресинтеза АТФ во время работы клетки.

Синтез креатина в тканях человека протекает в две стадии. На первой стадии в почках образуется гуанидинацетат:

На второй стадии в печени происходит реакция трансметилирования:

** Синтезированный в печени креатин поступает в кровь и доставляется в мышцы. Там он взаимодействует с АТФ, в результате чего образуется макроэргическое соединение креатинфосфат. Эта реакция легко обратима.

В состоянии покоя мышцы накапливают креатинфосфат (его содержание в неработающей мышце в 3-8 раз выше, чем содержание АТФ). При переходе к мышечной работе изменяется направление реакции и образуется АТФ, необходимый для мышечного сокращения. Образование АТФ при участии креатинфосфата – наиболее быстрый путь генерации АТФ. Запас креатинфосфата обеспечивает интенсивную работу мышц в течение 2 – 5 секунд. За это время человек успевает пробежать 15 – 50 метров.

***Синтез креатинина осуществляется, в основном, в мышечной ткани. В процессе мышечного сокращения происходит распад креатинфосфата с выделением энергии и образованием креатинина.

Креатин: участвует в энергетическом обмене в мышечных и нервных клетках, влияет на силу сокращения сердечной мышцы, спортсмены используют как пищевую добавку.

Креатинин: участвует в энергетическом обмене мышечной и других тканей. Из организма креатинин выводится почками с мочой, его количество в крови — важный показатель деятельности почек.

Креатинфосфат: обеспечение стабильности выработки внутриклеточной энергии за счет постоянного поддержания необходимого уровня АТФ путем ресинтеза.

2. *Происхождение гидролитических ферментов: собственное: осуществляется ферментами пищеварительных желез: слюны, желудочного и поджелудочного соков, эпителия тонкой кишки; симбионтное: осуществляется ферментами кишечных симбионтных бактерий и простейших пищеварительного тракта (например, переваривание целлюлозы в прямой кишке); аутолитическое: осуществляется ферментами, которые вводятся в организм в составе принимаемой пищи. (в грудном молоке матери ферменты для новорожденного).

В зависимости от локализации процесса пищеварение делится:

на внутриклеточное (с помощью ферментов лизосом, активно у новорожденных); внеклеточное пищеварение: дистантное (полостное): совершается в среде, удалённой от места продукции гидролаз (работа ферментов слюны в ротовой полости); контактное (пристеночное, мембранное): гидролиз происходит с помощью ферментов, «встроенных» в мембраны микроворсинок, а также ферментов слизи и гликокаликса тонкой кишки.

* Последовательная цепь деградации пищи и ее питательных веществ. Заключается в преемственности следующих процессов:

1)органных: пищеварение в полости рта-желудочное пищеварение-кишечное пищеварение;

2) физических и химических: размельчение, увлажнение, набухание, растворение пищи; денатурация белков; гидролиз полимеров до стадии различных олигомеров, затем мономеров; их транспорт из пищеварительного тракта в кровь и лимфу;

3) полостного и пристеночного пищеварения от центральной части пищевого комка в желудке к его примукозальному слою;от вершины кишечной ворсинки к ее основанию; от полостного гидролиза питательных веществ в тонкой кишке к продолжению его в зоне примукозальной слизи, затем в зоне гликокаликса и наконец на мембранах энтероцитов;

4) гидролиза на апикальных мембранах энтероцитов и транспорта в энтероцит образовавшихся мономеров, а из него — в интерстициальную ткань и затем в кровь и лимфу;

5) ферментативной деполимеризации питательных веществ.

*Функции слюны: растворение пищевых вещ-в, смазывание пищевого комка, охлаждение, нейтрализация и разбавление пищи, увлажнение ротовой полости для жевания и речи, бактерицидная (лизоцим).

*Функции желчных к-т: эмульгирование жира, инактивируют пепсин, подавляют гнилостные процессы в кишечнике, активируют липазу

3. Рецептор альфа-фетопротеина может служить мишенью для избирательной противоопухолевой терапии. Связываясь специфически со своим рецептором, альфа-фетопротеин интернализуется опухолевыми кл-ми вместе с ковалентно приосединенными к нему молекулами лекарств.соединений, обеспечивая избирательную доставку препаратов в опухолевые кл-ки. Применение АФП и эпидермального фактора роста позволяет значительно повысить эффективность внутриклеточной доставки.

Задача.

По результатам исследования желудочного сока лаборатория дала заключение: «гипохлоргидрия» Что означает этот термин? Каким методом мог быть проведен анализ? Какие показатели определили в лаборатории, чтобы дать такое заключение?

Ответ: Это – пониженное содержание соляной кислоты в желудочном соке. Титрованием (в настоящее время используется редко, чаще проводят прямую рН-метрию при ФГДС). Определили общую кислотность, свободную и связанную соляную кислоту или только рН.

Билет 29

1. Этапы биосинтеза жирных кислот: реакции, ферменты. Регуляция процесса биосинтеза ВЖК.

2. Гормоны щитовидной железы: химическая природа и структура, этапы биосинтеза. (см. билет 17)

3. Утерян

1. Биосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды.

Условно можно выделить 4 этапа биосинтеза:

1. Образование ацетил-SКоА из глюкозы, других моносахаров или кетогенных аминокислот.

2. Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль:

• может быть в комплексе с карнитином, подобно тому как переносятся внутрь митохондрии высшие жирные кислоты, но здесь транспорт идет в другом направлении,

• обычно в составе лимонной кислоты, образующейся в первой реакции ЦТК.

Поступающий из митохондрий цитрат в цитозоле расщепляется АТФ-цитрат-лиазой до оксалоацетата и ацетил-SКоА.

Оксалоацетат в дальнейшем восстанавливается до малата, и последний либо переходит в митохондрии (малат-аспартатный челнок), либо декарбоксилируется в пируват малик-ферментом ("яблочный" фермент).

3. Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА.

Карбоксилирование ацетил-SКоА катализируется ацетил-SКоА-карбоксилазой, мульферментным комплексом из трех ферментов.

4. Синтез пальмитиновой кислоты.

Осуществляется мультиферментным комплексом "синтаза жирных кислот" (синоним пальмитатсинтаза) в состав которого входит 6 ферментов и ацил-переносящий белок (АПБ).

2. Природа гормона: производные аминокислоты тирозина (гидроксифенилаланин). Тиреоциты вырабатывают два тиреоидных гормона: Т3 (трийодтиронин) и Т4 (тироксин).

Биосинтез тироксина и трийодтиронина происходит в 4 этапа.

1 этап — включение йода в щитовидную железу.

2 этап — окисление йодида в молекулярный йод I+. Этот этап происходит с помощью фермента пероксидазы и перекиси водорода (Н2О2) в качестве акцептора электронов. Пероксидаза непосредственно связана с мембраной тиреоцита.

3 этап— органификация йода. Молекулярная форма йода высокоактивна. I+ быстро связывается с молекулой аминокислоты тирозина, содержащейся в тиреоглобулине. При связывании йода с одной молекулой тирозина образуется монойодтирозин, с двумя молекулами — дийодтирозин.

4 этап — окислительная конденсация. Под влиянием окислительных ферментов из двух молекул дийодтирозина образуется тироксин (тетрайодтиронин), из монойодтирозина и дийодтирозина — трийодтиронин. Биологически активными являются лишь L-формы (L-изомеры) гормонов щитовидной железы. Процесс образования Т4 и Т3 происходит в тиреоците на молекуле тиреоглобулина, затем T4 и Тз перемещаются в просвет фолликула, где и накапливаются.

Секреция: йодтиреоглобулин транспортируется из коллоида в фолликулярную клетку (тиреоцит) путём эндоцитоза. Там он гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т3 и Т4.

Задача.

В лаборатории исследовали кислотность желудочного сока и определили: общая кислотность – 90 ЕД, свободная HCl – 60ЕД, связанная HCl – 20 ЕД. Каким методом мог быть проведен анализ? Есть ли отклонение от нормы? Какова роль соляной

кислоты в составе желудочного сока?

Ответ: Титрованием (в настоящее время используется редко, чаще проводят прямую рН-метрию при ФГДС). Отклонения есть. У пациента гиперхлоргидрия. Термином «гипохлоргидрия» обозначают снижение содержания соляной кислоты в желудочном соке. Виды кислотности желудочного сока: свободная, связанная и общая. Соляная кислота, как компонент желудочного сока, необходима для переваривания белков, обеззараживания пищи, а также для регуляции функций ЖКТ.

30 билет 1 пентозно-фосфатный путь, биологическое значение 2 роль печени в пигментном обмене. Виды желтух. Физиологическая желтуха новорождённых

3.утерян

1. Этот путь окисления глюкозы не связан с образованием энергии, а обеспечивает анаболизм клеток.

Так как в клетках непрерывно просходят реакции синтеза белков, то для этого процесса требуются рибонуклеиновые кислоты. В свою очередь для синтеза самих нуклеиновых кислот, а точнее пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, требуется рибозо-5-фосфат. Если клетка готовится к делению, то для синтеза ДНК ей нужны дезоксирибонуклеотиды, которые образуются при участии НАДФН.

В клетке существует процесс, обеспечивающий одновременное образование рибозы и НАДФН – это пентозофосфатный путь.

Локализация: в цитозоле клеток печени, жировой ткани, эритроцитах, коре надпочечников, молочной железе при лактации, в гораздо меньшей степени в скелетных мышцах.

Все ткани, в которых активность данного пути высока, используют в реакциях восстановительного синтеза NADPH, например в реакциях синтеза жирных кислот, стероидов, аминокислот (с участием глутаматдегидрогеназы) или восстановленного глутатиона в эритроцитах.

Пентозофосфатный путь включает два этапа – окислительный и этап структурных перестроек (неокислительный).

В реакциях первой фазы глюкоза-6-фосфат дегидрогенируется и декарбоксилируется с образованием рибулозо-5-фосфата.

В ходе второй фазы рибулозо-5-фосфат превращается снова в глюкозо-6-фосфат в результате серии реакций, в которых главную роль играют два фермента: транскетолаза и трансальдолаза

Рисунок 4: Схема реакций пентозофосфатного шунта (черный круг с буквой Р в центре обозначает фосфатную группу).

Задача: Одним из симптомов сахарного диабета является замедленное заживление ран. Как можно объяснить это явление? Ответ: Это явление объясняется действием глюкокортикоидов (их действие при данной патологии не сбалансировано инсулином), одним из эффектов которых является торможение синтеза белов, кроме регуляторных ферментов глюконеогенеза в клетках печени.

Билет 31

1. Биосинтез триацилглицеринов (ТАГ): последовательность реакций, субстраты, ферменты. Особенности синтеза в печени, жировой ткани, энтероцитах. Регуляция процесса.

2. Химический состав мочи: органические и неорганические компоненты мочи в норме и их происхождение. Патологические компоненты мочи и их происхождение. Клиническое значение биохимического анализа мочи. Механизм подкисления мочи.

3. Понятие о рекомбинантных ДНК.

1. Синтез ТАГ происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани. Но если жировая ткань – только место депонирования жира, то печень выполняет важную роль превращения части углеводов, поступающих с пищей, в жиры, которые затем секретируются в кровь в составе ЛПОНП и доставляются в другие ткани.

Печень – основной орган, где идет синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. В гладком эндоплазматическом ретикулюме гепатоцитов жирные кислоты активируются и сразу же используются для синтеза ТАГ, взаимодействуя с глицерол-3-фосфатом. Синтезированные жиры упаковываются в ЛПОНП и секретируются в кровь.

В жировой ткани для синтеза ТАГ используются в основном жирные кислоты, освободившиеся при гидролизе жиров ХМ и ЛПОНП. Жирные кислоты поступают в адипоциты, превращаются в производные КоА и взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом. Кроме жирных кислот, поступающих в адипоциты из крови, в этих клетках идет и синтез жирных кислот из продуктов распада глюкозы. Молекулы ТАГ в адипоцитах объединяются в крупные жировые капли, не содержащие воды, и поэтому являются наиболее компактной формой хранения топливных молекул.

** В абсорбтивный период при увеличении соотношения инсулин/глюкагон активируется синтез ТАГ в печени. В жировой ткани индуцируется синтез липопротенлипазы (ЛПЛ), т.е в этот период активируется поступление жирных кислот в адипоциты. Одновременно инсулин активирует белки-переносчики глюкозы – ГЛЮТ-4, что ведет к увеличению поступления глюкозы в адипоциты и активации там гликолиза. В результате образуются необходимые для синтеза жиров глицерол-3-фосфат и активированные жирные кислоты. В печени в результате действия инсулина увеличивается количество и активность регуляторных ферментов гликолиза, пируватдегидрогеназного комплекса, а также ферментов, участвующих в синтезе жирных кислот из ацетил-КоА. Итогом этих изменений является увеличение синтеза ТАГ и секреция их в кровь в составе ЛПОНП. ЛПОНП доставляют жиры в капилляры жировой ткани, где действие ЛПЛ обеспечивает быстрое поступление жирных кислот в адипоциты, где они депонируются в составе ТАГ.

Мобилизация жиров, т.е. гидролиз до глицерола и жирных кислот, происходит в постабсорбтивный период, при голодании и активной физической работе. Процесс осуществляется под действием гормончувствительной ТАГ-липазы. Этот фермент отщепляет одну жирную кислоту у первого углеродного атома глицерола с образованием диацилглицерола, а затем другие липазы гидролизуют его до глицерола и жирных кислот, которые поступают в кровь. Глицерол как водорастворимое вещество транспортируется кровью в свободном виде, а жирные кислоты – в комплексе с белком плазмы альбумином.

2. Основной компонент мочи — это вода (1-2 л/сут), в которой растворен сухой остаток (60 г/сут). Сухой остаток представлен органическими и неорганическими соединениями.

Химический состав мочи может изменяться при различных патологиях, определение этих изменений может иметь диагностическое значение. Мочевина выделяется с мочой от 12 до 36 г/сут. Увеличение наблюдается при белковой диете, при ускоренном распаде белков в результате голодания, при ожогах, травмах, лихорадке, опухолях, гипертиреозе, диабете. Снижается при тяжелых поражениях печени, нарушении фильтрации плазмы в клубочках почек, при избытке инсулина. Креатинин. У мужчин около 1-2 г/сут. У женщин 0,8-1,8г/сут. Выделение отражает мышечную массу и скорость почечного кровотока.

Аминокислоты выделяются с мочой около 1,1г/сут. Среди них преобладает глицин, и гистидин, немного меньше глутамина, аланина и серина.

Молочная, пировиноградная, щавелевая, янтарная, уксусная, пропионовая, валериановая и другие кислоты. Их выделение с мочой не превышает 1г/сут.

Гиппуровая кислота выделяется с мочой около 0,7г/сут. Образуется при соединении глицина и бензойной кислоты.

Минеральные соли (5-7 г/сут). Моча содержит натрий (3-6г/сут), хлор (3,6-9г/сут), калий (1,5-3,2г/сут), кальций (0,1-0,25г/сут), магний (0,1-0,2г/сут), неорганический фосфор (0,9-1,3г/сут), сульфаты (1,8 г/сут).

Выделение NaCl(норма 8-15г/сут) снижается при хронических нефритах, диарее, остром суставном ревматизме. Выведение NaC lувеличивается при введении гипертонических растворов.

Уровень бикарбонатов в моче повышается при алкалозе, снижается при ацидозе.

Патологические компоненты мочи.

Протеинурия (наличие белка в моче) наблюдается после тяжелой физической работы, при нефритах, гломерулонефритах, нефротическом синдроме, амилоидозе, острых инфекциях, отравлениях и т д.

Патологическая глюкозурия - при сахарном диабете, почечном диабете, избытке стероидов, остром панкреатите, отравлении морфином, стрихнином, фосфором, хлороформом.

Кетонурия (наличие кетоновых тел в моче) появляется при сахарном диабете, голодании, кахексии, гиперинсулинизме, тиреотоксикозах, послеоперационный период, гликогенозах (I,II,IV), акромегалиях, инфекциях, интоксикациях.

Гемоглобинурия появляется после переохлаждении, при гемолитических анемиях, при сепсисе, ожогах, отравлениях сульфаниламидами, ядами грибов.

Гематурия появляется при остром нефрите, гломерулонефрите, пиелонефрите мочекаменной болезни, циститах, инфаркте почек, ишемии почек, опухоли почек, амилоидозе почек, аденоме простаты, лихорадке.

3. Рекомбинантная ДНК - это молекулы ДНК, которые имеют фрагменты ДНК, полученные из двух или более источников. Образованы лабораторными методами генетической рекомбинации (например, молекулярное клонирование) для объединения генетического материала из нескольких источников, создания последовательностей, которые иначе не были бы обнаружены в геноме.

Задача.

Одним из первых синтетических бактериостатических препаратов был сульфаниламид (стрептоцид). На чём основано бактериостатическое действие данного вещества?

Ответ: Сульфаниламидны, являясь структурными аналогами параминобензойной кислоты (ПАБК), действуют как антиметаболиты, приводя к синтезу аналога фолиевой кислоты, не обладающего её функциями, что делает размножение бактерий невозможным. Основой для синтеза фолиевой кислоты служит парааминобензойная кислота (ПАБК), которую бактерии получают из среды.

Билет 32

1. Функции жёлчных кислот и его регуляция. Энтерогепатическая циркуляция жёлчных кислот, биологическое значение.

2. Обмен железа: основные функции, пул железа в организме. Всасывание железа в кишечнике, «ферритиновый» блок. Транспорт железа в плазме крови. Нарушения метаболизма железа (железодефицитные состояния, гемосидероз).

3. Использование рекомбинантных ДНК в медицине

1.

1)Обеспечивают эмульгирование жира, а также стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию. Меняют желудочное пищеварение на кишечное, то есть инактивируют пепсин. Подавляют гнилостные процессы в кишечнике. Активируют панкреатическую липазу.

2) Энтерогепатическая циркуляция желчных кислот — циклическое обращение желчных кислот в органах пищеварения. Желчные кислоты синтезируются гепатоцитами печени, выводятся в составе желчи в двенадцатиперстную кишку, реабсорбируются в кишечнике, транспортируются кровотоком к печени и повторно используются при секреции желчи.

Холевая и хенодезоксихолевая кислоты синтезируются в гепатоцитах печени из холестерина. Синтез при этом ингибируется содержащимися в крови желчными кислотами. В желчи желчного пузыря желчные кислоты присутствуют главным образом в виде конъюгатов — парных соединений с глицином и таурином. При конъюгировании холевой, дезоксихолевой и хенодезоксихолевой кислот с глицином образуются, соответственно, гликохолевая, гликохенодезоксихолевая и гликодезоксихолевая кислоты. Продукты конъюгации желчных кислот с цистеином — предшественником таурина — таурохолевая, таурохенодезоксихолевая и тауродезоксихолевая кислоты.

В первых 100 см тонкой кишки при активном участии желчных кислот происходит всасывание целого ряда гидрофобных веществ: холестерина, жирорастворимых витаминов, растительных стероидов и им подобных. Сами желчные кислоты при этом не всасываются, остаются в химусе и всасывается в кровь позже, главным образом, в подвздошной кишке.

В толстой кишке желчные кислоты расщепляются под воздействием ферментов бактерий кишечника

Роль: образование вторичных желчных кислот, как компонента желчи; нет необходимости в новом синтезе желчи, транспорт жирных кислот в печень для синтеза желчи.

2.Сывороточный пул железа в большей части (до 80%) необходим для формирования гемоглобина эритроцитов. Повышение образования гемоглобина - главное условие, оказывающее выраженное влияние на метаболизм железа.

При попадании в желудок под действием HCl желудочного сока железо высвобождается из элементов пищи (гемопротеины, железосодержащие белки). Всасывание происходит в проксимальном отделе тонкого кишечника.

1. Образованный в желудке при участии HCl комплекс [железо(III)—муцин] взаимодействует с мембранным белком интегрином, железо переносится внутрь клетки и восстанавливается до Fe (II) параферритином, и далее при помощи мобилферрина перемещается к месту использования. Роль этого пути очень низка.

2. Другая часть негемового железа (III) восстанавливается до Fe (II) при помощи аскорбиновой кислоты или при участии ферроредуктазы (DcytB, дуоденальный цитохром B) и далее переносится внутрь белком DMT-1.

3.Основным способом всасывания (до 20-30% от полученного с пищей) является транспорт гемового железа. Гемовое железо связывается с белком НСР1, и в цитозоле высвобождается из гема при действии гемоксигеназы, и далее переносится по клетке.

После всасывания формируется пул внутриклеточного железа. Далее железо может: остаться в эпителиоците в составе ферритина (Fe3+), выходить из клетки при помощи ферропортина, окисляться гефестином (феррооксидазой) и связываться с транспортным белком трансферрином (Fe3+).

*Железо в сосудистом русле соединяется с трансферрином, ктр синтезируется в печени, связывает две молекулы Fe2+ и передает железо в костный мозг, ткани, депо.

Железодефици́тная анеми́я — нарушение синтеза гемоглобина вследствие дефицита железа и проявляющийся анемией. Скрытые кровотечения, недостаточное потребление железа с пищей и воспалительные заболевания тонкого кишечника.

Гемосидероз — избыточное отложение гемосидерина в тканях организма. Усиленный распад эритроцитов, нарушение утилизации этого пигмента в процессе эритропоэза, усиленное всасывание его в кишечнике, нарушение обмена железосодержащих пигментов,

3.

Производство человеческий инсулин, гормон роста, вакцины, промышленные ферменты;

Механизмы репликации и экспрессии генов;

Исследование отцовства;

Диагностика генетических и инфекционных заболеваний;

Генная терапия;

Задача.

Врач-хирург в поликлинике назначил пациенту с гнойной раной мазь, содержащую фермент трипсин. Пациент усомнился в действиях врача, так как вычитал в Интернет, что трипсин нужен организму «совсем для другого». Кто из них прав – врач или пациент? Как врач может объяснить пациенту целесообразность своего назначения?

Ответ: Прав врач. То, что трипсин – пищеварительный фермент, вырабатываемый поджелудочной железой, не мешает использовать его не только в ЖКТ, но и везде, где требуется расщепление белков, например, для очистки гнойной раны от

омертвевших тканей.