77. Антибиотики-ингибиторы биосинтеза белка.

Синтез белка представляет собой реализацию генетической информации, т. е. построение пептидной цепи с помощью мРНК. Сборка цепи из аминокислот (АК) происходит на рибосоме. В доставке аминокислот к мРНК участвуют разные транспортные молекулы РНК (тРНК), каждая из которых связывает конкретную АК. Каждая тРНК несет антикодон триплета нуклеотидных оснований, которые комплементарны определенной кодирующей единице мРНК к(одон, состоит из трех нуклеиновых оснований). Синтез белка состоит из следующих этапов: 1. Первый этап, инициация, включает сборку аппарата для синтеза белка из мРНК, малой и большой рибосомных единиц и инициирующего комплекса тРНК-АК. За этим следуют этапы удлинения. 2. Рибосома фокусируется на двух кодонах мРНК. Один (слева) связывает комплекс тРНК-АК, а АК уже добавлена к пептидной цепи. Другой (справа) готов принять следующий комплекс тРНК-АК. 3. После последнего присоединения аминокислоты двух смежных комплексов связываются в результате воздействия рибосомной пептидсинтетазы (пептидилтрансферазы). Она является рибозимом, т. е. ферментом, каталитическая функция которого обеспечивается рибосомной РНК. Одновременно отсоединяется левый комплекс тРНК-АК. 4. Левая тРНК отсоединяется от мРНК. Рибосома двигается вдоль нити мРНК и фокусируется на следующем кодоне. 5. Затем правый комплекс тРНК-АК перемещается влево, что дает возможность связать справа следующий комплекс. Эти отдельные этапы могут ингибироваться антибактериальными препаратами. В отличие от линезолида, который продуцируется синтетически путем, все антибиотики, указанные на рисунке ниже, получают преимущественно из Streptomyces spp. Ниже обсуждаются группы препаратов в соответствии с этапами синтеза белков. В классификации, построенной по принципу терапевтической важности, имеются градации. Во главе стоят макролиды и тетрациклины, которые имеют значение при амбулаторном лечении. За ними следуют аминогликозиды, вводимые парентерально и поэтому предназначенные для стационарного лечения, и в конце — линезолид (резервный препарат) и хлорамфеникол, который в настоящее время почти не используется. 1. Оксазолидиноны, например, линезолид, являются новой группой препаратов. Они ингибируют инициацию синтеза новой пептидной нити в точке, где связываются рибосома, мРНК и начальный комплекс тРНК-АК. Оксазолидиноны оказывают бактериостатическое действие на грамположительные бактерии. Поскольку имеются сообщения об угнетении костного мозга, необходим гематологический контроль. Линезолид ингибирует МАОA и МАОB , поэтому эндогенные и введенные внутрь биогенные амины вызывают больший эффект и повышают АД. 2а. Тетрациклины ингибируют связывание комплексов тРНК-АК. Они обладают бактериостатическим свойством и поражают возбудителей многих видов. Тетрациклины всасываются из ЖКТ в различной степени в зависимости от вещества, причем полностью всасываются доксициклин иминоциклин. Внутривенная инъекция требуется редко. Наиболее частым побочным эффектом является нарушение со стороны ЖКТ (тошнота, рвота, диарея и т. д.), возникающее вследствие 1) прямого раздражающего действия на слизистую этих веществ и 2) подавления естественной бактериальной кишечной флоры (антибиотики широкого спектра), что позволяет патогенным микроорганизмам, включая грибы рода Candida, колонизировать кишку. Не следует одновременно принимать антациды или молоко, т. к. тетрациклины образуют нерастворимые комплексы с многовалентными ионами (Са2+, Mg2+, AI3+, Fe2+/3+), что приводит к их инактивации, т. е. к нарушению всасывания, отсутствию антибактериальной активности и местному раздражающему действию. Свойство тетрациклинов образовывать комплексы с Са2+ обусловливает их способность накапливаться в растущих зубах и костях. В результате происходит необратимое желто-коричневое окрашивание зубов и обратимое торможение роста костей. Исходя из этих нежелательных реакций, тетрациклины не следует применять после 2-го месяца беременности и назначать детям в возрасте до 8 лет. К другим побочным эффектам относятся повышенная фоточувствительность кожи и повреждение печени в основном после в/в введения. Тигециклин — производное тетрациклина с измененной структурой (глицилциклин). Это резервный препарат при тяжелых инфекциях, эффективен также против тетрациклин-резистентных бактерий. 2b. Аминогликозиды вызывают образование аномальных комплексов тРНК-АК, что приводит к появлению ошибок при синтезе белка. Аминогликозиды являются бактерицидными средствами. Их спектр активности охватывает в основном грамотрицательные организмы. Стрептомицин и канамицин используются преимущественно при лечении туберкулеза. Аминогликозиды состоят из аминосахаров, соединенных гликозидной связью с агликоновым фрагментом (см. гентамицин С1а, компонент смеси гентамицина). Они содержат несколько гидроксильных групп и аминогруппы, которые связывают белки. Следовательно, эти вещества имеют высокую полярность, плохо проникают через мембраны и плохо всасываются в кишечнике. Неомицин используется только местно накожно и для нанесения на слизистые оболочки. Аминогликозиды для системного лечения серьезных инфекций вводят в виде инъекций (гентамицин, тобрамицин, амикацин, нетилмицин). Аминогликозиды проникают внутрь бактерий за счет бактериальных транспортных систем. В почках они проникают в клетки проксимальных канальцев посредством системы захвата олигопептидов. Канальцевые клетки чувствительны к повреждающему действию аминогликозидов (в основном обратимая нефротоксичность). Во внутреннем ухе могут повреждаться чувствительные клетки вестибулярного аппарата и спирального органа (в некоторых случаях развивается необратимая ототоксичность). 3. Хлорамфеникол ингибирует пептидсинтетазу. Он обладает бактериостатическим свойством против широкого спектра возбудителей, полностью всасывается после приема внутрь и легко преодолевает диффузионныебарьеры, например ГЭБ. Несмотря на эти благоприятные свойства, хлорамфеникол используется только в редких случаях (при инфекции ЦНС) из-за риска повреждения костного мозга. 4. Макролиды подавляют синтез белка на рибосомах. Они оказывают преимущественно бактериостатическое действие, которое направлено главным образом против грамлоложительных бактерий. Кроме того, поражаются внутриклеточные бактерии, например, хламидии и микоплазмы. Макролиды эффективны при введении внутрь. Прототипом препаратов этой группы является эритромицин, который также применяется как резервный препарат при аллергии или резистентности к пенициллину. Кларитромицин, рокситромицин и азитромицин являются производными эритромицина с одинаковой активностью, тем не менее они медленно выводятся, что позволяет снизить дозу и вводить их менее часто. Макролиды обычно хорошо переносятся. Они вызывают желудочно-кишечные расстройства, возможно, из-за стимуляции рецепторов эндогенного посредника мотилина, который активирует перистальтику. Эритромицин и другие макролиды ингибируют реполяризацию миокарда, в результате чего возникает риск сердечных аритмий у пациентов с уже имеющимся удлинением интервала ОТ на ЭКГ или у пациентов получающих одновременно другие препараты, удлиняющие интервал ОТ. Вследствие ингибирования изоферментов CYP, например CYP3A4, появляется риск неблагоприятных лекарственных взаимодействий. Длительное использование приводит к повреждению печени с холестазом. Телитромицин — синтетический макролид с измененной структурой («кетолид»). Он обладает другим видом резистентности, которая связана со взаимодействием с дополнительным местом связывания рибосомы. 5. Линкозамиды. Клиндамицин обладает такой же антибактериальной активностью, как и эритромицин. Он оказывает бактериостатическое действие в основном на грамположительные аэробы, а также на анаэробные возбудители. Клиндамицин хорошо всасывается после приема внутрь и достигает эффективных концентраций даже в костной ткани, поэтому он используется при лечении стафилококкового остеомиелита.

78.Распад белков в желудочно-кишечном тракте. https://studfile.net/preview/5874744/

1. При переваривании происходит гидролиз пищевых белков до свободных аминокислот. Процесс переваривания начинается в желудке и продолжается в тонком кишечнике под действием ферментов пептидгидролаз (пептидаз). Основные пептидазы синтезируются в клетках желудка, поджелудочной железы и кишечника (рис. 9.1). В желудке белки пищи денатурируются и гидролизуются с образованием олигопептидов. Вкишечнике панкреатические пептидазы продолжают гидролиз олигопептидов до ди- и трипептидов и свободных аминокислот. Короткие пептиды расщепляются до свободных аминокислот в пристеночном слое или в клетках кишечного эпителия. Затем происходит их всасывание.

Все пептидазы, в зависимости от места расположения в пептиде гидролизуемой связи, делятся на эндопептидазы и экзопептидазы:

• эндопептидазы - расщепляют пептидные связи, удаленные от концов пептидной цепи (пепсин, трипсин, химотрипсин, эластаза);

• экзопептидазы - гидролизуют пептидные связи, образованные N- и С-концевыми аминокислотами (аминопептидаза, карбоксипептидазы А и В), а также расщепляют ди- и трипептиды.

2. Желудочные и панкреатические пептидазы вырабатываются в неактивной форме (проферменты), секретируются к месту действия, где активируются путем частичного протеолиза (отщепление пептида различной длины, чаще с N-конца молекулы профермента). Место синтеза проферментов (клетки слизистой оболочки желудка, поджелудочная железа) и место их активации (полость желудка, тонкого кишечника)пространственно разделены. Такой механизм образования активных ферментов необходим для защиты секреторных клеток желудка и поджелудочной железы от самопереваривания.

Преждевременная активация проферментов в секреторных клетках происходит при:

• язвенной болезни желудка - пепсиноген превращается в пепсин в клетках слизистой желудка;

• остром панкреатите - трипсиноген превращается в трипсин в клетках поджелудочной железы и активирует остальные панкреатические пептидазы.

3. Слизистая оболочка желудка вырабатывает следующие факторы, необходимые для переваривания белков:

• пепсиноген - синтезируется в главных клетках;

• соляную кислоту - вырабатывается обкладочными клетками. Гидролиз белков в желудке происходит под действием пепсина.

Профермент пепсиноген при поступлении пищи секретируется в полость желудка, где в два этапа происходит его активация:

• с помощью НС! - медленно;

• аутокаталитически - быстро, уже имеющимся пепсином. Соляная кислота желудочного сока выполняет следующие функции:

• .участвует в активации пепсиногена;

• создает оптимум рН для пепсина;

• оказывает бактерицидное действие;

• денатурирует белки пищи.

4. Переваривание белков в кишечнике происходит под действием:

• ферментов поджелудочной железы-трипсина, химотрипсина, эластазы, карбоксипептидаз А и Б;

• ферментов эпителия тонкой кишки - аминопептидазы, дипептидаз, трипептидаз.

Активная форма трипсина образуется в кишечнике при участии фермента энтеропептидазы, выделяемого клетками кишечника. Энтеропептидазаотщепляет от N-конца трипсиногена гексапептид (рис. 9.2), что приводит к изменению конформации молекулы и формированию активного центра трипсина.

Пунктирная стрелка - место гидролиза. Буквами обозначены аминокислоты (А - асп, Г - глу, В - вал, Л - лиз, И - иле)

Остальные проферменты панкреатического сока (химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы А и В, проэластаза) активируются трипсином.Активация панкреатических пептидаз в кишечнике происходит в виде каскада реакций.

Ферменты эпителия тонкой кишки синтезируются в энтероцитах сразу в активной форме.

• Ферменты, участвующие в переваривании белков в кишечнике, обладают субстратной специфичностью к определенным аминокислотам в белке: Трипсин гидролизует преимущественно пептидные связи, образованные карбоксильными группами катионогенных аминокислот: 5. Конечным результатом переваривания белков является образование свободных аминокислот, поступающих в клетки слизистой оболочки кишечника, путем вторично-активного транспорта за счет градиента концентрации натрия (симпорт). Всасывание L-аминокислот является активным, требующим затраты энергии процессом. Транспорт их осуществляется двумя путями:

• через воротную систему печени;

• по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток.

Аминокислоты конкурируют друг с другом за специфические участки связывания белков-переносчиков. Так, всасывание лейцина в больших количествах уменьшает всасывание изолейцина и валина. В крови максимальная концентрация аминокислот достигается через 30-50 минут после приема белковой пищи. Свободные аминокислоты, в отличие от белков пищи, лишены видовой специфичности и не обладают антигенными свойствами.

Скорость проникновения аминокислот через мембраны клеток различается, что указывает на существование транспортных систем, обеспечивающих перенос аминокислот через мембраны. Известно пять специфических транспортных систем для переноса определенной группы близких по строению аминокислот:

• нейтральных с короткой боковой цепью (аланин, серин, треонин);

• нейтральных с длинной или разветвленной боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин);

• с катионными радикалами (лизин, аргинин);

• с анионными радикалами (глутаминовая и аспарагиновая кислоты);

• иминокислот (пролин, оксипролин).

Переносчики аминокислот первой и пятой групп, а также переносчик метионина относятся к числу Na+-зависимых. Независимые от Na+ переносчики специфичны для некоторых нейтральных аминокислот (фенилаланин, лейцин) и аминокислот с катионными радикалами (лизин).

Одной из основных транспортных систем для нейтральных аминокислот является γ-глутамильный цикл, который функционирует в почках, поджелудочной железе, печени и селезенке, в мозге и других тканях он содержится в очень небольших количествах (рис. 9.3). Ключевую роль в работе системы играет мембранный фермент γ-глутамилтранспептидаза (γ-ГТ). Этот гликопротеин катализирует перенос γ-глутамильной группы с глутатиона (γ-глутамилцистеинилглицин) или другого γ-глутамильного пептида на транспортируемую аминокислоту и последующий перенос комплекса в клетку. Глутатион содержится во всех тканях животных. Для транспорта в клетку одной молекулы аминокислоты с участием γ-глутамильного цикла затрачивается три молекулы АТР. 79. Распад углеводов в желудочно-кишечном тракте.

Эпителиальные клетки кишечника могут всасывать только моносахариды. Поэтому переваривание заключается в ферментативном гидролизе гликозидных связей в олиго- и полисахаридах (рис. Гидролиз гликозидной связи).

В ротовой полости пища измельчается, смачивается слюной. Слюна - 99% воды, рН=6,8, содержит гидролитический фермент -амилазу (-l,4-гликозидаза), расщепляющую в крахмале -l,4-гликозидные связи. Действие фермента кратковременно, амилаза слюны не расщепляет -l,6-гликозидные связи (связи в местах разветвлений), поэтому крахмал в ротовой полости переваривается лишь частично с образованием крупных фрагментов (декстринов) и небольшого количества мальтозы. Амилаза слюны не гидролизует гликозидные связи в дисахаридах.

Действие амилазы прекращается в резко кислой среде желудка (рН 1,5 – 2,5). Активность амилазы может некоторое время сохраняться внутри пищевого комка, пока рН не изменится в кислую сторону.

Последующие этапы переваривания крахмала и др. углеводов происходит в разных отделах тонкого кишечника под действием гидролитических ферментов ‒ гликозидаз.

Всасывание моносахаридов в тонком кишечнике и их дальнейший транспорт. Глюкозные транспортеры

Моносахариды, образовавшиеся в результате переваривания, всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок с помощью специальных механизмов транспорта через мембраны этих клеток - путём облегчённой диффузии и активного транспорта.

Активный транспорт: глюкоза и Na⁺ проходят через мембраны с люминальной (*люминальный -  относящийся к просвету или полости трубчатого органа) стороны, связываясь с разными участками белка-переносчика. При этом Na⁺ поступает в клетку по градиенту концентрации и одновременно глюкоза транспортируется против градиента концентрации (вторично-активный транспорт). Следовательно, чем больше градиент Na⁺, тем больше поступление глюкозы в энтероциты. Если концентрация Na⁺ во внеклеточной жидкости уменьшается, транспортирование глюкозы снижается. Градиент концентрации Na⁺, являющийся движущей силой активного симпорта, создаётся работой Na⁺,K⁺-АТPазы. Перенос в клетки слизистой оболочки кишечника по механизму вторично-активного транспорта характерен также для галактозы.

Облегченная диффузия: благодаря активному транспорту эпителиальныe клетки кишечника могут поглощать глюкозу при её очень низкой концентрации в просвете кишечника. Если же концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то она может транспортироваться в клетку путём облегченной диффузии. Таким же способом может всасываться и фруктоза. Следует отметить, что скорость всасывания глюкозы и галактозы гораздо выше, чем других моносахаридов.

После всасывания моносахариды (главным образом, глюкоза) покидают клетки слизистой оболочки кишечника через мембрану, обращённую к кровеносному капилляру, с помощью облегченной диффузии. Более половины глюкозы через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровь и по воротной вене доставляется в печень. Остальное количество глюкозы поступает в клетки других тканей.

2.2 Амилолитические ферменты: характеристика

1.Панкреатическая -амилаза

2.Сахаразо-изомальтазный комплекс

3.Гликоамилазный комплекс

4.β-Гликозидазный комплекс (лактаза)

5.Трегалаза (?)

1. Панкреатическая -амилаза В двенадцатиперстной кишке рН среды желудочноro содержимого нейтрализуется, т. к. секрет поджелудочной железы имеет рН – 7,5-8,0 и содержит бикарбонаты (НСО₃¯). С секретом поджелудочной железы в кишечник поступает панкреатическая -амилаза. Этот фермент гидролизует -l,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах.

Гидролизует крахмала до дисахарида – мальтозы (содержит 2 остатка глюкозы, связанных -l,4-связью). Из тех остатков глюкозы, которые находятся в местах разветвления и соединены -l,6-гликозидной связью, образуется дисахарид изомальтоза. Кроме того, образуются олигосахариды, содержащие 3-8 остатков глюкозы, связанных -1,4 и -l,6-связями.

-Амилаза поджелудочной железы (так же, как и -амилаза слюны) действует как эндогликозидаза (разрушает внутренние 1,4 – гликозидныесвязи м/у углеводородными остатками). Панкреатическая -амилаза не расщепляет -l,6-гликозидные связи в крахмале. Этот фермент также не гидролизует -1,4-гликозидные связи, соединяющие остатки глюкозы в молекуле целлюлозы. Целлюлоза, таким образом, проходит через кишечник неизменённой, может частично расщепляться бактериями с образованием спиртов, орг. кислот и СО₂. Продукты бактериального расщепления целлюлозы - стимуляторы перистальтики кишечника

Мальтоза, изомальтоза и трисахариды, образующиеся в верхних отделах кишечника из крахмала, – промежуточные продукты. Дальнейшее их переваривание происходит в тонком кишечнике под действием специфических ферментов. Сахароза и лактоза также гидролизуются специфическими дисахаридазами.

Особенность переваривания углеводов в тонком кишечнике: в просвете кишечника активность ферментов низкая, но они активно действуют на поверхности эпителиальных клеток, к-е покрывают ворсинки кишечника. Эпителиальные клетки, в свою очередь, покрыты микроворсинками, обращёнными в просвет кишечника. Эти клетки вместе с ворсинками образуют щёточную каёмку которая увеличивает поверхность контакта ферментов и их субстратов в содержимом кишечника.

2. Сахаразо-изомальтазный комплекс - ферментативный комплекс состоит из двух полипептидных цепей, имеет доменное строение. Сахаразо-изомальтазный комплекс прикрепляется к мембране микроворсинок кишечника с помощью гидрофобного (трансмембранного) домена, образованного N-концевой частью полипептида. Каталитический центр выступает в просвет кишечника. Связь этого пищеварительного фермента с мембраной способствует эффективному поглощению продуктов гидролиза клеткой.

С-и к. гидролизует сахарозу и изомальтозу, расщепляя -l,2- и, -l,6-гликозидные связи. Кроме того, оба ферментных домена имеют мальтазную и мальтотриазную активности, гидролизуя -l,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе (трисахарид, образующийся из крахмала).

3. Гликоамилазный комплекс катализирует гидролиз -1,4-связи м/у глюкозными остатками в олигосахаридах. По механизму действия - экзогликозидаза. Расщепляет также связи в мальтозе, действуя как мальтаза. Состоит из 2х разных каталитических субъединицы. Наиболее активен в нижних отделах тонкого кишечника.

4. β-Гликозидазный комплекс (лактаза)

Лактаза расщепляет β-1,4-гликозидные связи между галактозой и глюкозой в лактозе.

Действие лактазы

По химической природе - гликопротеин. Лактаза, как и другие гликозидазные комплексы, связана со щёточной каемкой и неравномерно распределена по всему тонкому кишечнику.