- •Биохимия. Краткий курс
- •Часть I
- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Введение
- •1. Ферменты
- •1.1.Строение ферментов
- •1.2.Номенклатура и классификация ферментов
- •1.3.Изоферменты и их медицинское значение
- •1.4. Регуляция активности ферментов
- •1.5. Ферменты в медицине и фармации
- •2. Витамины
- •2.1. Водорастворимые витамины Витамин в1, (тиамин, антиневритный витамин)
- •Витамин в2(рибофлавин)
- •Витамин рр,(ниацин, антипеллагрический витамин)
- •Витамин в6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин)
- •Витамин н (биотин)
- •Фолиевая кислота
- •Витамин в12 (кобаламин)
- •Витамин с (аскорбиновая кислота, антицинготный витамин)
- •Пантотеновая кислота
- •2.2.Жирорастворимые витамины Витамин а (антиксерофтальмический)
- •Витамин к, нафтохиноны (антигеморрагический)
- •Витамин е, токоферол
- •Витамин д (кальциферол, кальциол, антирахитический)
- •3.Биоокисление и биоэнергетика
- •3.1. Цикл кребса
- •3.2. Дыхательная цепь
- •3.3.Свободное окисление: функции, оксидативная модификация
- •4. Обмен углеводов
- •4.1.Переваривание и всасывание
- •4.2. Обмен гликогена
- •4.3.Распад глюкозы в аэробных и анаэробных условиях
- •4.4. Глюконеогенез
- •4.5. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы
- •5 Глюкозо-6-фосфат 6 рибозо-5-фосфат
- •4.6.Гомеостаз глюкозы крови
- •5. Обмен липидов
- •5.1.Переваривание и всасывание
- •5.2. Обмен жира
- •5.3.Обмен жирных кислот
- •5.4. Обмен и роль кетоновых тел
- •5.5. Обмен, роль и транспорт холестерина
- •5.6. Патология обмена холестерина
- •6. Обмен белков
- •6.1. Переваривание и всасывание
- •6.2. Декарбоксилирование аминокислот
- •6.3. Обмен по аминогруппе
- •6.4. Источники аммиака и его обезвреживание.
- •6.5. Судьба безазотистого остатка аминокислот
- •6.6. Обмен отдельных аминокислот
- •7. Тестовые задания
- •8. Эталоны ответов к тестовым заданиям
- •9. Рекомендуемая литература
- •Биохимия. Краткий курс
- •Часть 1
3.3.Свободное окисление: функции, оксидативная модификация
Большая часть кислорода, потребляемого организмом, восстанавливается на терминальном участке ДЦ в результате присоединения 4-х электронов. Некоторая часть кислорода используется в реакциях свободного (не фосфорилирующего) окисления, катализируемых оксидазами, оксигеназами (эти реакции необходимы при синтезе желчных кислот, гормонов, обезвреживании ксенобиотиков), а также одновременно является токсическим веществом, в случае, если из него образуются активные формы кислорода (АФК), которые также могут работать как регуляторы. АФК образуются в результате неполного поэтапного восстановления кислорода (в результате присоединения менее 4-х электронов). При одноэлектронном восстановлении кислород превращается в супероксид. При двухэлектронном восстановлении – в пероксид водорода, при трехэлектронном – в гидроксильный радикал (самая токсичная форма). Вещества, усиливающие образование активных форм кислорода, называют прооксидантами. Ими являются: кислород, особенно гипербарический и потребляемый в огромных количествах при активации нейтрофилов и макрофагов); витамин Д и большие дозы витамина А, излучения (ультрафиолет и ионизирующее), ксенобиотики (том числе и лекарства), металлы с переменной валентностью (железо, медь). Образовавшиеся активные формы кислорода воздействуют на липиды, нуклеиновые кислоты, белки, вызывая их оксидативную модификацию, результатом которой является образование в перечисленных субстратах органических перекисей – ROOH. Оксидативная модификация молекул имеет как патологические, так и физиологические стороны.
Патологическими эффектами оксидативной модификации являются:
Мутации, возникающие при повреждении ДНК.
Нарушения функций белков, возникающие при их повреждении, что также приводит к патологии мембран.
Повреждение липидов, также приводящее к патологии мембран.
В результате всех процессов происходит повреждение и гибель клеток.
Все эти процессы могут привести к хроническому и избыточному воспалению, канцерогенезу, атеросклерозу, старению и др.
Физиологическими эффектами оксидативной модификации являются:
Функционирование нейтрофилов и макрофагов, приводящее к завершению фагоцитоза.
Синтез эйкозаноидов – гормонов, производных полиненасыщенных жирных кислот.
В организме существует эффективная система защиты – антиоксидативная система, она состоит из низкомолекулярных веществ (антиоксидантов) и ферментов. Низкомолекулярными антиоксидантами являются: трипептид глутатион, витамины С, Е, малые дозы витамина А, каротины – провитамины А, ликопин и др.
К ферментам, защищающим клетки от активных форм кислорода, относят супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионпероксидазу. Органические перекиси разрушают глутатионпероксидаза и глутатионтрансфераза, при этом органические перекиси превращаются в спирты. Глутатионтрансфераза также может связывать токсические вещества – продукты перекисного окисления, например, альдегиды.
Супероксиддисмутаза превращает супероксид в менее токсичную перекись водорода. Перекись водорода может разрушаться ферментом каталазой до кислорода и воды. Глутатионпероксидаза – важнейший фермент, так как он разрушает как пероксид водорода, так и органические перекиси. Он катализирует восстановление пероксидов с помощью глутатиона. Сульфгидрильная группа глутатиона (GSH) служит донором электронов, и, окисляясь, образует дисульфидную форму окисленного глутатиона, в которой 2 молекулы глутатиона связаны через дисульфидную группу
Н2О2 + 2 GSH 2Н2О + GSSG
Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой:
GSSG + НАДФН + Н+ 2 GSH + НАДФ+