ответы на экз билеты беха / Билет 25
.docxБилет 25
1. Свободнорадикальное неферментативное окисление непрерывно протекает в норме во всех тканях живых организмов, то есть определенный уровень СРО является одним из
показателей гомеостаза.
СРО - это процесс непосредственного переноса кислорода на субстрат с образованием перекисей, кетонов, альдегидов, при этом характерной особенностью реакции является ее цепной характер, она сама индуцируется . СРО является универсальным механизмом, с помощью которого контролируются важнейшие гомеостатические физико-химические параметры клетки: вязкость, выборочная проницаемость и целостность клеточных мембран. С участием свободных радикалов (СР) протекает обмен веществ, происходит детоксикация чужеродных соединений, поступающих и образующихся в организме. Радикалы и продукты СРО влияют на иммунитет, структуру и функцию биологических мембран, аккумуляцию и биотрансформацию энергии.
Не вызывает сомнения, что присутствие СР в организме имеет определенное физиологическое значение. Протекания многих биологических процессов, физиологических актов невозможно без свободных радикалов, образования О2 и других активных кислородных форм, обеспечивает цитотоксическое действие фагоцитов, является механизмом регуляции процесса деления клеток, обеспечивает предупреждение злокачественной трансформации клеток, модуляцию «программируемой» гибели клеток (апоптоз), ротацию белкового и липидного компонента биомембран, синтеза ряда биологически активных веществ (простагландинов, простациклинов, катехоламинов, стероидов, тромбоксана, лейкотриенов и т.п.). Известно, что уровень О2 и Н2О2 контролирует в эукариот экспрессию антиоксидантных генов. Вместе с тем, даже такой, как кажется, «вредный» процесс - перекисное окисление липидов (ПОЛ) - имеет большое значение для восстановления мембран, ротации их белкового и липидного компонентов, регуляции физико-химических свойств мембран клеток и субклеточных структур.
Известно, что СР играют важную роль в поддержании транспорта электронов в дыхательной цепи, индукции образования пор в митохондриальной мембране, регулирующих соединенное дыхания с окислительным фосфорелюванием и лежит в основе окислительных процессов в митохондриях. Окислительные процессы за участием активированных кислородных метаболитов - неотъемлемая часть существования высших форм живых организмов. Они выполняют функцию меж - и внутриклеточных мессенджеров, модуляторов и индукторов в биохимической регуляции и реализации метаболических процессов, являются самым первым и наиболее мобильным звеном в адаптационной перестройке организма при экстремальных воздействиях.
Установлено, что при экстремальных воздействиях в организме активируются окислительно-восстановительные процессы, ведущие к образованию лепо- и гидроперекисей, дальнейшее разложение которых способствует образованию эндогенного кислорода, необходимого для жизнедеятельности. Двойственность свойств активизированных кислородных метаболитов предполагает, что в физиологических условиях существует некоторое равновесие между продуцированием СР и их нейтрализацией, а также различные механизмы его поддержки.
2. ацетил-КоА – важное соединение в обмене веществ, используемое во многих биохимических реакциях. Его главная функция – доставлять атомы углерода с ацетил-группой в ЦТК, чтобы те были окислены с выделением энергии.
Две молекулы ацетил-КоА могут быть соединены, чтобы создать ацетоацетил-КоА, что будет первым шагом в ГМГ-КоА/биосинтезе холестерина, предшествующем синтезу изопреноидов.
Ацетил-КоА – важный компонент биологического синтеза нейротрансмиттера ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холинацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим А.
Обычно ацетил-КоА из метаболизма жирных кислот поступает в цикл трикарбоновых кислот, содействуя энергетическому обеспечению клеток. В печени, когда уровень циркуляции жирных кислот высок, производство ацетил-КоА от разрыва жиров превышает энергетические потребности клетки. Чтобы использовать энергию, доступную из лишних ацетил-КоА, создаются кетоновые тела, которые затем могут циркулировать в крови.
Ацетил-КоА – также источник ацетил-группы, включённой в определённые лизиновые остатки гистоновых и негистоновых белков в посттрансляционной модификации ацетилирования, реакции, катализируемой ацетилтрансферазой.
Кетоновые тела - это способ транспорта ацетильной группы.При состояниях, сопровождающихся снижением глюкозы крови, клетки органов и тканей испытывают энергетический голод. Так как окисление жирных кислот процесс "трудоемкий", а нервная ткань вообще неспособна окислять жирные кислоты, то печень облегчает использование этих кислот тканями, заранее окисляя их до уксусной кислоты и переводя последнюю в транспортную форму – кетоновые тела.
К кетоновым телам относят три соединения близкой структуры – ацетоацетат, 3-гидроксибутират и ацетон.
Синтез кетоновых тел (кетогенез).Синтез ацетоацетата происходит только в митохондриях печени, далее он либо восстанавливается до 3-гидроксибутирата, либо спонтанно декарбоксилируется до ацетона. Далее все три соединения поступают в кровь и разносятся по тканям. Ацетон, как летучее вещество, легко удаляется с выдыхаемым воздухом и потом. Все кетоновые тела могут выделяться с мочой.
Используются кетоновые тела клетками всех тканей, кроме печени и эритроцитов. Особенно активно, даже в норме, они потребляются миокардом и корковым слоем надпочечников.Реакции утилизации кетоновых тел(Кетолиз) примерно совпадают с обратным направлением реакций синтеза. В цитозоле 3-гидроксибутират окисляется, образующийся ацетоацетат проникает в митохондрии, активируется за счет сукцинил-SКоА и превращается в ацетил-SКоА, который сгорает в ЦТК.
Ацетонемия (синоним кетонемия) — содержание в крови ацетоновых (кетоновых) тел: ацетоуксусной, β-оксимасляной кислот, ацетона. Ацетоновые тела образуются преимущественно в печени из жирных кислот. В физиологических условиях скорость образования кетоновых тел соответствует их распаду, в норме их содержание в крови составляет 0,7—0,8 мг % . Увеличение содержания кетоновых тел в крови и тканях —— может наступить в результате усиленного, но недостаточно полного окисления жирных кислот, что в большинстве случаев связано с уменьшением в организме запасов углеводов. Кетоз сопровождает такие заболевания, как сахарный диабет, инсулиновая гипогликемия. К кетозу могут привести также гипоксия, интоксикации, инфекции, вызывающие жировую инфильтрацию печени, избыточное введение глюкокортикоидов при инсулиновой недостаточности. Значительное накопление ацетоновых тел (60—190 мг%) наблюдается при диабетической коме.Токсическое действие гиперкетонемии на организм проявляется в угнетающем влиянии на центральную нервную систему, сдвиге рН крови в кислую сторону, большой потере с мочой калия и натрия, токсическом действии на почки с развитием вторичной олигурии и даже анурии.
Ацетонурия (acetonuria) — выделение с мочой ацетона (появляется запах ацетона). Ацетон относится к так называемым кетоновым телам.В норме кетоновые тела в моче отсутствуют.Наиболее частая причина кетонурии — выраженная декомпенсация сахарного диабета I типа, а также длительно протекающий диабет II типа при истощении бета-клеток поджелудочной железы и развитии абсолютной инсулиновой недостаточности. Резко выраженная кетонурия отмечается при гиперкетонемической диабетической коме.У больных сахарным диабетом мониторинг кетонурии используется для контроля правильности подбора пищевого режима: если количество вводимых жиров не соответствует количеству усваиваемых углеводов, то кетонурия увеличивается. При уменьшении введения углеводов (лечение без инсулина) и обычном количестве жиров начинает выделяться ацетон; при лечении инсулином снижение глюкозурии достигается лучшим усвоением углеводов и не сопровождается кетонурией.Другие возможные причиныПомимо сахарного диабета, кетонурия может выявляться при прекоматозных состояниях, церебральной коме, длительном голодании, тяжелых лихорадках, алкогольной интоксикации, гиперинсулинизме, гиперкатехолемии, в послеоперационном периоде.
3.Система гипофиз — надпочечники играет важнейшую роль в неспецифических системных реакциях организма, возникающих при длительном воздействии стресса. На уровне целостного организма можно различить фазы ответной реакции на стресс или травму. 1.Острая фаза опосредуется ЦНС через гипоталамус. Происходящие при этом процессы имеют самое непосредственное отношение к поддержанию кровоснабжения жизненно важных органов, особенно сердца, легких и мозга. Основные усилия организма направлены, по-видимому, на сохранение объема жидкости и артериального давления, и в решении этой задачи система КРФ — АКТГ — глюкокортикоиды надпочечников взаимодействует с катехоламннамн, АДГ и системой ренин-ангиотензин-альдостерон.2.перераспределение субстратов, необходимых для выработки энергии и анаболических процессов. В ходе этой стадии глюкокортикоиды действуют совместно с гормонами поджелудочной железы (повышается секреция глюкагона при снижении секреции инсулина) и аминами вегетативной нервной системы и мозгового слоя надпочечников. При этом адреналин ингибирует секрецию инсулина и стимулирует секрецию глюкагона; глюкокортикоиды также повышают секрецию глюкагона.3.Во время восстановительной стадии весь комплекс гормонов, а также субстраты энергетического обмена и предшественники белка (аминокислоты и другие компоненты) обеспечивают усиленный синтез белков и деление клеток. В первую очередь этому способствуют инсулин, гормон роста и тиреоидные гормоны.
Имеются пробирки с растворами: пробирка №1 с концентрированной азотной кислотой; пробирка №2 с раствором 10% трихлоруксусной кислоты и пробирка №3 с раствором CuSO4 в 10% NaOH. Опишите, какие процессы произойдут в каждой пробирке при добавлении в них раствора белка. Какие из этих реакций находят практическое применение?
Ответ:
I пробирка ксантопротеиновая реакция
Используется для качественного обнаружения белков, содержащие ароматические и гетероциклические аминокислоты. При добавлении к раствору белка концентрированной азотной кислоты и нагревании появляется желтое окрашивание, переходящее в присутствии щелочи в оранжевое. Сущность реакции состоит в нитровании бензольного кольца циклических аминокислот азотной кислотой с образованием нитросоединений, выпадающих в осадок. Реакция выявляет наличие в белке циклических аминокислот.
II пробирка. Образуется плотный осадок денатурированного белка. Реакция используется в диагностической практике для удаления мешающих белков из биологических жидкостей при анализе.
III пробирка. Биуретовая реакция
Реакция основана на образовании хелатного соединения ионов меди II с двумя пептидными связями(CO-NH).
Реакция применяется для качественного и количественного обнаружения белков и пептидов в растворах.