БХ - 3 семестр / ()Зачеты / 4 / Зачет 4

1.Биологическая ценность белка. Нормы и роль белка в питании. Заменимые и незаменимые АК. Биосинтез заменимых АК из глюкозы. Полноценность белка, азотистый баланс.

Биоценность Б зависит от содержания в нём незаменимых АК. Эталоном биологической ценности являются Б яиц (обозначается цифрой 100). Б животных имеют более высокую биоценность, чем Б растительные. Б, не содержащие хотя бы одной из незаменимых АК, не имеют биоценности.

Потребность в Б выше во время роста, когда Б накапливаются (степень синтеза Б превалирует над их распадом). Для возмещения потерь у взрослых необходимо примерно 0,47 г/кг/день. Это значение увеличивается на 30% для поправки на популяционные вариации и достигает 0,6 г/кг/день. Учитывая значение биоценности, равное 70 (см. выше), необходима коррекция ещё на 30%, что повышает потребность в азоте до 0,8 г/кг/день.

Возможности синтеза АК клетками млекопитающих ограничены. АК, которые не синтезируются клеткой, получили название незаменимых АК. Абсолютно заменимыми являются 3 АК, которые синтезируются из промежуточных продуктов метаболизма. Это АЛА, ГЛУ и АСП кислоты, которые образуются из ПВК, КГ и ЩУК соответственно. Относительно незаменимыми являются АСН, ГЛН, АРГ, ГЛИ, ПРО и СЕР. Незаменимые АК: ВАЛ, ИЛЕ, ЛЕЙ, ЛИЗ, МЕТ, ТРЕ, ТРИ и ФЕН.

Азотистый баланс – это общий показатель обмена Б в организме. АБ – это разность между количеством поступившего азота (обычно в виде Б) и кол-вом выведенного азота (обычно в форме неусвоенного Б из кишечника и мочевины – почками). АБ бывает положительный (задержка азота в организме) и отрицательный (потери азота).

2.Состав и свойства желудочного сока. Значение компонентов желудочного сока в переваривании Б( НСl, пепсин, слизь). Механизм секреции НСl. Анализ состава желудочного сока в норме и при патологии.

Секрет клеток слизистой желудка носит название желудочный сок. Это опалесцирующая жидкость, содержащая 0,2-0,5 % НСl с pH=1,5. В состав желудочного сока входят неорганические соли, ферменты (пепсин, ренин и липаза) и мукопротеины (слизь).

НСl понижает pH химуса, поступающего в желудок, денатурирует пищевые белки, создаёт оптимальный pH для действия пепсина и инициирует ограниченный протеолиз пепсиногена.

Пепсин катализирует гидролиз внутренних пептидных связей (эндопептидаза).

Содержащиеся в слизи сложные ОС образуют коллоидный защитный барьер желудка, предотвращающий самопереваривание и ускоряют продвижение пищевого комка по ЖКТ.

Механизм секреции НСl. Довольно высокий градиент Н⁺ поддерживается работой специальной Н⁺К⁺АТФ-азы, которая является структурным белком апикальной мембраны париетальных клеток. В покое на поверхности клеток имеется небольшое количество этого фермента, однако под влиянием стимуляторов, большие кол-ва тубовезикулярных структур, которыми богаты париетальные клетки перемещаются к апикальной мембране и, сливаясь с ней, увеличивают кол-во фермента на поверхности и обеспечивают быстрое освобождение Н⁺ взамен на К⁺. Такой обмен требует значительных затрат энергии и обеспечивается гидролизом АТФ.

Секреция НСl стимулируется гистамином через Н₂ рецепторы, АХ через М3 мускариновые рецепторы и гастрином, вероятно, частично через гастриновые рецепторы и в мембранах париетальных клеток. Н₂ рецепторы увеличивают внутриклеточный цАМФ при участии G-белков, а мускариновые и гастриновые рецепторы проявляют свои эффекты, увеличивая концентрацию внутриклеточного свободного Са²⁺.

Анализ состава желудочного сока: базальная, не стимулированная пищей, химическими стимуляторами и т.п., секреция у мужчин ( у женщин меньше на 25-30 %) составляет желудочного сока – 80-100 мл/ч; НСl – 2,5-5,0 ммоль/ч; пепсина – 20-35 мг/ч.

3.Кишечный и панкреатические соки. Ферменты соков и значение в переваривании пищи. Значение определения в клинической практике.

Панкреатический сок содержит ферменты, которые несут основную функцию в переваривании Б. Переваривание в кишечнике иногда называют панкреатическим, поскольку основные ферменты образуются и секретируются поджелудочной железой.

Сок поджелудочной железы имеет щелочную реакцию благодаря высокому содержанию НСО₃^-. За сутки секретируется около 1500 мл панкреатического сока. Желчь и кишечные соки также нейтральны или щелочные, и все эти три секрета нейтрализуют НСl желудка, повышая pH дуоденального содержимого до 6,0-7,0.

Протеазы сока поджелудочной железы секретируются в неактивной форме и подвергаются координированному активированию, инициатором которого является кишечный фермент энтеропептидаза (энтерокиназа), активность которого в свою очередь повышается при попадании панкреатического сока в 12-перстную кишку.

Энтеропептидаза является структурным белком мембраны энтероцитов и катализирует превращение трипсиногена в трипсин, запуская каскад протеолитических превращений и активирование всех панкреатических проферментов.

Трипсиноген представляет одноцепочечную молекулу и под действием энтеропептидазы превращается в активную форму – трипсин.

Образующиеся молекулы трипсина могут катализировать активирование трипсиногена (автокатализ), участвовать в переваривании Б и активировать другие неактивные протеазы поджелудочной железы и кишечника химотрипсина, эластазы, карбоксипептидаз А и В.

Врождённая недостаточность энтеропептидазы приводит к тяжёлой белковой недостаточности.

Каждая из протеаз, образующихся в кишечнике, обладает специфичностью к определённым пептидным связям в Б. Продукт действия одного фермента может использоваться как субстрат для другого фермента. Специфичность в действии протеиназ обеспечивает взаимодополняющий эффект их действия на Б. Продуктами переваривания Б в ЖКТ является смесь из АК и олигопептидов (35% - нейтральные и основные АК, 65% АК остаются в составе олигопептидов).

4.Механизм переваривания белков и всасывания АК в ЖКТ. Роль градиента pH различных отделов ЖКТ в переваривании белков. Гниение белков в толстом кишечнике. Обезвреживание продуктов гниения белков в печени.

Переваривание белков:

Полостное – в желудке, под действием пепсина, и в кишечнике под действием трипсина (панкреатический сок) и пептидаз (кишечные соки) – образуются олигопептиды.

Пристеночное – олигопептиды, образованные в процессе гидролиза Б в просвете кишечника, в дальнейшем гиролизуются специфическими олигопептидазами (экзо-, дипетидазы), локализованными в мембранах щёточной каёмки энтероцитов.

Эти ферменты являются гликопротеинами, углеводная часть молекулы обеспечивает ориентацию активных центров в просвете кишечника.

Конечные продукты пристеночного пищеварения – свободные АК, ди- и трипептиды.

Всасывание. В мембране микроворсинок кишечника расположены специфические транспортные системы, участвующие в активном транспорте АК в энтероциты. Различают несколько таких систем для переноса: 1. Нейтральных АК, 2. Алифатических гидрофобных АК, 3. Кислых АК, 4. Основных АК. Работа некоторых из этих переносчиков зависит от ионов натрия, градиент которого (как и при всасывании глюкозы) обеспечивает их перенос через мембрану. Два переносчика также требуют Сl^-. У двух систем транспорт независим от Na⁺. Ди- и трипептиды транспортируются в энтероциты системой, которая требует ионов Н⁺ вместо Na+. Большие пептиды всасываются в очень небольших количествах.

Градиент pH оказывает влияние на активацию ферментов, в желудке pH 1,5 (кислая) – активируется пепсин, в кишечнике – 6,0-7,0 (щелочная) – активируется трипсин и пептидазы.

Гниение Б – превращения АК под влиянием микрофлоры кишечника. Микроорганизмы толстого кишечника используют непереваренные б для своих процессов жизнедеятельности. Многие продукты, образуемые бактериями, для человека являются токсическими и могут представлять клинический интерес. Основные химические процессы, лежащие в основе гниения, связаны с реакциями декарбоксилирования, дезаминирования, десульфирования и удаления боковой части ароматических АК.

Обезвреживание токсических продуктов происходит в гепатоцитах печени.

5.АК пул клетки. Пути поступления и утилизации АК в организме.

Поступившие в клетки АК формируют подвижный фонд (пул) АК, который постоянно пополняется поступающими из внеклеточного пространства АК, а также путём синтеза новых АК из других соединений. Возможности синтеза АК клетками млекопитающих ограничены.

Пути поступления АК – с пищей и собственный синтез.

Распад Б способствует освобождению АК и азота, которые могут быть использованы вновь в синтезе тех же или иных Б, однако эффективность использования не является 100%. Это связано с тем, что:

А) некоторые АК модифицируются после трансляции и не могут повторно использоваться

Б) некоторые АК вступают в пути катаболизма и уходят тем самым из АК фонда клетки

В) некоторые АК теряются из организма с калом, мочой и потом и если не замещать такие потери внешним поступлением АК, то общий фонд азота в организме снижается, что влечёт за собой нарушение функций клеток

АК фонда клетки используются для синтеза Б и небелковых азотсодержащих ОС.

Некоторая часть АК распадается до конечных продуктов и служат источниками энергии (Б обеспечивают 10-15% общей потребности в энергии, необходимой человеку в сутки).

6.Прям и непрям окислит. дезаминир. Ак..переаминир-е.ферменты.Биол. роль

Дезамин-е-кислот-реакция отщепления альфа –аминогруппы от АК,в результате чего образуется соответст.альфа –КК и выдел молекула аммиака.1)окисл дез-е:наиболее активно в тканях происходит дез-е глутаминов к-ты.Р-ю катализ-т фермент глутамат ДГ,кофер-м ее явл НАД+.Р-я идет в 2 этапа.Вначале происходит ферментат. дегидрирование глутамата и образование альфа –иминоглутарата,затем неферментат. гидролит отщепление иминогруппы виде аммиака,в рез-те чего образ. альфа-кетоглутарат.ГлутаматДГ очень активна в МХ к-к практически всех органов,кроме мышц.Этот фермент-олигомер,сост из 6 субъединиц.Она явл регуляторн ферментом АК обмена,может синтезироваться стер. гор-ми(кортизол)2)непрям дез-е.Больш-во АК не способны дезам-ся в одну стадию,подобно Глу.Аминогруппы таких АК в рез-те трансам-я перенос. на альфа-кетоглутарат с образ-м Глу к-ты,котор затем подверг прям окислит дез-ю.Такой механизм дез-я АК в 2 стадии получ назв-е трансдез-я или непрям дез-я.Непрям дез-е АК происх при участии 2 фер-в:аминотр-зы(коф-т ПФ),глутаматДГ(коф-т НАД+).Этот путь дез-я преобл в мышцах при интенс работе,в рез-те котор накапл молочн к-та.Выдел-ся аммиак предотвращает закисление среды в кл-х,вызван образ-м лактата.Переам-е-заключается в переносеаминогруппы от молекулы a-аминокислоты в молекулу a-кетокислоты, как правило с участием ферментов - аминотрансфераз (трансаминаз). Аминотрансферазы содержат в качестве кофермента производные витамина В₆-пири-доксаль-5'-фосфат и пиридоксамин-5'-фосфат (II).

7.Фер-ты.Коф-ты.АсАт,АлАТ,амилаза.В сыворотке крови здоров людей акт-ть этих трансаминаз в сред составл 15-20 Е,по сравнению с десятками и сотнями тысяч единиц во внутр органах и тканях.Поэтому органич поражения при острых и хронич забол-х сопровожд деструкцией кл-к,и выхода АсАТ и АлАТ из очага поражения в кровь.Наибольш акт-ть АлАТ приход на печень,а АсАТ на миокард.Поэтому опред-е акт-ти АлАТ в сыворотке крови использ для ранн диагн-ки болезни Боткина.Высок акт-ть фер-та поддерж 10-15 дн,затем постеп сниж.Опред-е акт-ти АсАТ испол для ранн диагн-ки ИМ.Причем увелич акт-ти набл через 24-36ч.И сниж на 3-7 сутки,при благоприят исходе.Для дифф диаг-ки гепатита и ИМ испол коэф-т де Ритиса:К=АсАТ/АлАТ=1.5-2.0(в норме).Если К>2-ИМ.Если К<0.6 гепатит.

8.Аммиак.его токсичность.пути детокс аммиака,аммониогенез.часть аммиака образ в кишечнике в рез-те д-я бактерий на пищевые белки и поступает в кровь воротной вены.Конц-я аммиака в крови ворот вены больше,чем в общем кровотоке.В печени задерживается большее кол-во аммиака ,что поддержив низкое содерж-е его в крови.Конц-я аммиака в крови в норме редко превыш 0.4-0.7мг/л.Аммик-токсичн соед-е.Небольшое повыш-е его конц-и оказывает неблагопр возд-е на ЦНС.Повыш-е конц-и аммиака в мозге до 0.6ммоль вызывает судороги.М-м д-я токсичности аммиака на мозг и организм в целом,связан с д-м его на несколько функц систем.Аммиак легко проникает через в к-ки и в МХ сдвигает р-ю,катализируемую глутаматДГ,в сторону образования глутамата.Восстановит аминирование альфа кетоглутарата под д-м глутаматДГ,катализ обратимую р-ю.Однако этот путь обезвреж-я аммиака в тканях испол слабо,т.к глутаматДГ катализ р-ю дезам-я глутамата.Из мышц и кишечника избыток аммиака вывод виде ала.Этот м-м необходим,т.к активность глутаматДГ в мышцах невелика и непрям дезам-е АК малоэффективно.Поэтому в мышцах сущ еще один путь вывед азота.Глн и Асн выдел с мочой в следствиии они явл транспорт формами аммиака.Основн масса глн и асн захватыв почками,где под д-м глутаминазы от них отщепл аммиак,далее он реагир с Н+ и дает ион аммония,котор вывод с мочой.Биолог роль ЦСМ:м-м детоксикации аммиака,м-м регуляции КЩС,ЦСМ поставляет орнитин.Регуляция ЦСМ:краткосрочная:определ уровнем карб.фосфат синтазы,котор направляет азот глу в карбомоилфосфат;долгосрочная:определ уровнем лиролиза,ацети-SKoA.Энергентич стоимость ЦСМ:ЦСМ «стоит» 4 молек АТФ:2 атф на синтез карбомоилфосфата,1 атф на синтез аргининсукцината.Но фактически в процессе использ 4 макроэргич связи атф:2- когда синтез карбомоилфосфат,и 2 при синтезе аргининсукцината.

9.Декарбоксил-е АК.Биоген амины.пути превращения безазотистоно остатка АК, гликоген и кетоген АК.пути вступл ак в цтк. Декарбоксилирование – процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2. Биогенные амины — вещества, обычно образующиеся в организме животных или растений из аминокислот при их декарбоксилировании ферментами декарбоксилазами и обладающие высокой биологическойтрактивностью.Кобиогеннымгаминамшотносятся дофамин, норадреналин и адреналин, серотонин, мелатонин и триптамин и многие другие соединения. В организме животных многие биогенные амины выполняют роль гормонов и нейромедиаторовБиогенные амины (гистамин, g-аминомасляная кислота, серотонин и др.) оказывают сильное фармакологическое действие на физиологические функции организма. Гистамин образуется при декарбоксилировании гистидина: вызывает расширение капилляров повышение их проницаемости, понижает АД, стимулирует секруцию желудочного сока и слюны, усиливает секрецию соляной кислоты в желудке; сокращает гладкие мышцы легких, что может вызвать «гистаминовый шок», что проявляется как приступ удушья; g-аминомасляная кислота (ГАМК) образуется при декарбоксилировании глутаминовой кислоты, оказывает тормозящее действие на ЦНС (нейрогуморальный ингибитор). Обнаружена в сером веществе головного мозга, ее введение в организм вызывает торможение в коре (центральное торможение)Серотонин образуется из триптофана в нейронах гипоталамуса, функционирует как нейромедиатор в ЦНС, оказывает мощное сосудосуживающее действие, регулирует АД, температуру тела, дыхание, почечную фильтрацию. Пути вступления аминокислот в ЦТК. После дезаминирования аминокислот, образующие углеродные скелеты могут использоваться в различных реакциях клеток. Роль а/к в энергетическом обмене при нормальных условиях невелика, т.к. основными энергетическими субстратами являются все же липиды и углеводы. Но в экстремальных ситуациях (голод, алкогольная интоксикация) и патологии (диабет), роль аминокислот резко возрастает. На первых этапах главным субстратом являются мобилизованные при распаде гликогена углеводы (первые 24 часа). Дальше, после истощения запасов гликогена, происходит переключение метаболизма на утилизацию липидов (10-15 дней), с одновременным включением ГНГ. После истощения запасов липидов наступает терминальная стадия – утилизация а/к-- увеличение аммиака в крови ---- увеличению интоксикации ---- кома ----- смерть. АК,котор превращ в пируват и промеж продукты цтк и образ оксалоацетат,могут использов в процессе гнг-гликогенн ак;АК,котор в процессе катаболизма превращ в ацетоацетат или ацетил-коа и могут использ в синтезе кетон тел-кетогенн ак;

10.Обмен сер и гли.роль тгфк,нарушение обмена гли. Глицин самая распространенная в организме аминокислота. Составляет 30-35% в структуре коллагена.Коллаген составляет около 50% общей массы белков организма. В синтезе СЕР и ГЛИ важную роль играют промежуточные продукты обмена глюкозы, а глицин и серин используются в формировании др АК, нуклеотидов и фосфолипидов. Глицинсинтаза – ферментная система, содержащая 4 белка:  Р белок, включающий В6,  Н белок, содержащий липоевую кислоту,  L белок – липоамид ДГ,  T белок – в состав входит ТГФК. Биологический смысл этой реакции – в образовании N5,N10-CH2-ТГФК. Глицин участвует в синтезе креатина. Первая реакция протекает в почках-образуется гуанидинацетат (гликоциамин) при участии гликоциаминтрансамидиназы. АРГ+ ГЛИ ---- Гликоциамин + Орнитин.Вторая реакция протекает в печени при участии гуанидинацетаттрансферазы. Креатинфосфат – буфер макроэргов мышц (главный энергетический ресурс мышц).Креатинобладает седативным действием, является эндогенным фактором нейрогуморального контроля. При депрессии его концентрация возрастает.В спокойном состоянии креатинфосфат синтезируется из креатина. При этом фосфатная группа присоединяется по гуанидиновой группе креатина (N-гуанидино-N-метилглицина). Креатин, который синтезируется в печени, поджелудочной железе и почках, в основном накапливается в мышцах. Далее креатин медленно циклизуется за счет нефермен реакции с образованием креатинина, который поступает в почки и удаляется из организма.Нарушения креатин- креатининового обмена наблюдается при заболеваниях мышц. Креатинурия наблюдается при миопатиях, мышечных дистрофиях, миастениях, миоглобинуриях. Креатин появляется в моче при нарушении синтеза креатинфосфата. А также при поражении печени, СД, гипертиреозах, болезни Аддисона, акромегалии, инфекц. заболеваниях, в том числе и при авитаминозах С и Е, когда усиливается распад белков. ГЛИ участвует в синтезе пуриновых колец, участвует в синтезе глутатиона – G-SH.  G-SH – водораств.клеточный антиоксидант, а также транспортное средство для аминокислот при пересечении клеточных мембран. ГЛИ определяет О/В потенциал. При СД, алкогольной интоксикации уровень ГЛИ падает.ГЛИ принимает участие в биосинтезе гема (Hb крови). ГЛИ обеспечивает синаптическую передачу на уровне спинного мозга (антагонист стрихнин). Нарушения обмена ГЛИ  При некоторых формах наслед.патологии уровень ГЛИ в почках повышается.  В почках есть фермент глициноксидаза, которая обеспечивает окислительное дезаминирование аминокислоты.  При патологии активность фермента высока. Пути синтеза СЕР и ГЛИ используются также при образовании др АК, при этом важную роль играет ФК и ТГФК.

11.Глутаминовая к-та занимает важное место в промежуточном обмене нескольки АК.К ним относятся глу, про, арг и Гис.

Дезаминирование- реакция превращения из глутамина в глутаминновую к-ту, трансаминирование – процесс переноса аминогруппы аминок-ты на кеток-ту –реакция синтеза глутамина. Декарбоксилирование – отщепление карбоксильной группы- путь образования биогенных аминов.

Глютамин увеличивает кол-во гамма-аминомасляной к-ты, которая необходима для поддержания нормальной работы головного мозга, находится в больших количествах в мышцах и используется для синтеза белков клеток скелетной мускулатуры. Поэтому пищевые добавки с глютамином применяются культуристами и при различных диетах, а также для профилактики потери мышечной массы при таких заболеваниях, как злокачественные новообразования и СПИД, после операций и при длительном постельном режиме.

Дополнительно глютамин применяют также при лечении артритов, аутоиммунных заболеваниях, фиброзах, заболеваниях ЖКТ, пептических язвах, заболеваниях соединительной ткани.

12. Главный путь метаболизма фенилаламина в целом организме- его гидроксилирование до тирозина с участием фермента фенилаламин-4-гидроксилазы – не обнаружены в мозге. Другие энзимы, присутствующие в мозге катализировать гидроксилирование лишь небольшой части фенилаланина.

Печеночная с-ма гидроксилирования фенилаланина тщательно изучена, так как ее нарушение ведет к самому распространенному и тяжелому заболеванию, связанному с метаболизмом АК,- фенилкетонурии. Система состоит из самой гидроксилазы, неконъюгированного птеридинового кофактора и пиридин-связанной редуктазы для рециклизирования птеридинового кофактора . Гидроксилаза – сложный железосодержащий белок-является классической монооксигеназой, требующей молекулярного кислорода в кач-ве окислителя, и L-эритротетрагидробиоптерина в кач-ве восстановителя. Второй экзим системы дегидроптеринредуктаза - катализирует рециклизацию окисленного кофактора, используя НАДФН как источник электронов.

Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление различных веществ с участием донора электрона НАДФН и молекулярного кислорода. В этой реакции один атом кислорода присоединятся к субстрату, а второйвосстанавливается до воды.

1 этап синтеза кологена- гидроксилирование лизина и пролина. Присоединение к названным аминокислотным остаткам ОН-групп, необходимое для того, чтобы между тремя первичными аминокислотными цепями, объединенными между собой, возникли ковалентные связи и началась спирализация тройной молекулы. Для осуществления этого этапа необходимо наличие активных лизин- или пролингидроксилазы и кофактора аскорбиновой к-ты.

Аскорбат- акцептор и донор Н+.

13. Пролин синтезируется из глутамата в цепи обратимых реакций. Синтез пролина включает четырехэтапный процесс, начинающий с глутамата и представляет реакции обратные его распаду. Одна молекула АТФ и два НАДФН+Н используются на моль пролина.

L-Пролин-заменимая аминок-та. Входит в состав практически всех белков. Особенно богаты L-Пролином коллаген, проламины (семена злаков) и эластин. Пролин используется в качестве биодобавки к пище.

Показания к применению:

-механическое повреждение кожи и слизистых;

-воспалительные заболевания кожи и слизистых;

-труднозаживающие раны, язвы, ожоги;

-сосудистые дефекты;

-опухоли различной локализации;

-болезнь Педжета;

-цирроз печени.

Свойства:

-способствует производству коллагена;

-улучшает структуру кожи;

-укрепляет суставные соединения, связки сердечную мышцу;

-поддерживает в нормальном состоянии соединительные ткани(печень, почки, склера глаза, сосуды).

14. Обмен цистеина.Это заменимая аминокислота, она синтезируется из серина, гидроксильная группа которого замещается SН-группой, которую поставляет гомоцистеин. Цистеин в составе белков-ферментов своей -SН группой участвует в образовании каталитического центра (тиоловые протеазы), а также участвует в образовании дисульфидных связей, которые принимают участие в формировании третичной и четвертичной структуры белков. Также цистеин необходим для синтеза трипептидаглютатиона, который состоит из цистеина и глютаминовой кислоты. Молекула глутатиона условно обозначается как (Г-SН). Глютатион способен легко окисляться и восстанавливаться.Окисляясь, глютатион предохраняет от окисления другие вещества, например, двухвалентное гемоглобина в эритроцитах. Цистеин подвергается и распаду, при этом он окисляется и декарбоксилируется, в результате образуется таурин, который участвует в образовании парных желчных кислот (таурохолевая и др.) в печени. Серная кислота, которая образуется из таурина, участвует в обезвреживании токсических веществ в печени

Так обезвреживаются продукты гниения белков в кишечнике - индол, скатол, фенол и крезол. В этих процессах серная кислота участвует в своей активной форме в виде 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфата (ФАФC), которая образуется с участием АТФ.

15. Метионин - это незаменимая аминокислота, а цистеин - заменимая.

Главной особенностью обмена метионина является то, что из него тоже образуется активный С₁ в виде СН₃-группы, которая участвует в различных синтезах. Однако, этот активный С₁ образуется без участия ТГФК. Чтобы стать источником СН₃- группы, метионин подвергается активации с участием АТФ. В результате этой реакции от АТФ отщепляются все три остатка фосфорной кислоты, а аденозин присоединяется к атому серы метионина. Так образуется активная форма метионина - S- аденозил-метионин.

S-аденозил-метионин участвует в реакциях трансметилирования. Наиболее важный из них синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина, обезвреживание биогенных аминов с участием О-метилтрансфераз, синтез адреналина из норадреналина, синтез ацетилхолина из холина и Ацетил-КоА, синтез креатина, который в виде креатинфосфата является резервной формой макроэргических связей и участвует в обеспечении нервной ткани и работающей мышцы АТФ.

Синтез креатина.

В синтезе креатина участвуют и другие аминокислоты - аргинин и глицин. В почках из аргинина и глицина образуется гуанидинацетат, который метилируется в печени с участием S-аденозил-метионина и в результате образуется креатин:

Гомоцистеин участвует в синтезе амикислот - цистеина (гомоцистеин + серин). Креатин подвергается фосфорилированию с участием АТФ, в результате образуется соединение с макроэргической связью - креатинфосфат. Это обратимая реакция, которая катализируется ферментом креатинфосфокиназой (КФК).

Эта реакция интенсивно идет в мышцах, особенно, в сердечной мышце, и в ткани мозга. Креатинфосфат активно синтезируется в покое и распадается при мышечной работе. Это наиболее быстрый способ регенерации АТФ. Креатин, образовавшийся из креатинфосфата распадается до креатинина, который является конечным продуктом и выводится с мочой. В сутки выводится 1-2 грамма креатинина. Это количество креатинина прямо пропорционально мышечной массе, поэтому у мужчин креатинина в моче больше, чем у женщин. Креатинин не реабсорбируется из первичной мочи, поэтому его количество во вторичной моче характеризует объем клубочковой фильтрации. При поражении мышечных клеток и нарушении ткани мозга креатинфосфокиназа появляется в крови, это является диагностическим признаком. Известно, что КФК имеет три изофермента - кардиальный, церебральный и мышечный, появление их в крови позволяет определить поражение соответствующего органа. Появление в крови кардиального изофермента является ранним диагностическим признаком инфаркта миокарда.

16.Обмен Фен и Тир. Биосинтез катехоламинов и тироидных гормонов. Нарушение обмена Тир и Фен. Фен явл. источником Тир. Это превращение осущ. фенилаланингидроксилаза (восстан. О₂ с образ. воды). Нарушение функции этого фермента-фенилкетонурия (появление в крови и моче фенилпирувата). Основные причины: недостаточность фенилаланингидроксилазной активности(классическая фенилкетонурия),недостаточность дигидробиоптеринредуктазной активности (гиперфенилаланинемия 2 и 3 типов),нарушения биосинтеза дигидробиоптерина(гиперфенилаланинемия 3 и 4 типов). Для выявления этого заболевания необходимо определить кол-во фенилпирувата в моче или кол-во Фен в плазме крови. Алкаптонурия-заболевание, вызванное наркшением оксидазной активности на гемогентизиновую к-ту. Моча таких больных тимнеет при контакте с воздухом, далее происходит общая пигментация тканей (охроноз) и разв. артрит. Альбинизм-сидром, характер-ся гипомеланозом. Происходит полная утрата функций тирозингидроксилазы и происходит утрата пигмента радужки, волосеных луковиц, меланоцитов.

17. Обмен гистидина. Образование гистамина и дипептидов (ансерина и карнозина). Их протекторная роль.Свободный гистамин обладает высокой активностью: он вызывает спазм гладких мышц, расширение капилляров и понижение артериального давления, вызывает сгущение крови и отек окружающей ткани. При различных патологических процессах, а также при поступление в организм некоторых хим.веществ (т.к. он наход. в связанном состоянии, то высвободителями его являются тубокурарин, морфин, декстран и другие лек.препараты). Ансерин и карнозин- биолог. активные дипептиды, которые в большом кол-ве в мозгу и скелетных мышцах. Ансерин обладает антидиуритическим действием, его недостаток приводит к развитию несахарного диабета. Карнозин- является предшественником ансерина, он стимулирует образование АТФ, увелич. эффективность катионного транспорта. Карнозин является производным гистидина как экстрактивное в-во мышц.

18. Пути обмена Трп. Клинические проявление в нарушении обмена Трп. Триптофанурия (синдром Хартнупа)-заболевание при дефекте транспортных систем клеток, которое ведет к снижению всасывания триптофана в слиз. об. кишечника и уменьшение его реабсорбции в канальцах почек. Клиника характеризуется признаками недостаточности витРР (Трп-источник). Одним из первых проявлений синдрома является симптом голубых пеленок (избыток Трп превращ. в индикан в киш-ке и тот выделяется с мочой и окисляется до синего цвета).

19. Пути обмена аргинина. Адаптивная роль системы Арг-аргиназа-мочевина. При экстремальных переохлаждениях происходит нарушение метаболизма мозга, следовательно нужно найти меры воздействия на энергетический обмен с целью коррекции метаболизма мозга. Для этого была использована мочевина и в 1980 году З.С.Шугалей выдвинута гипотеза об адаптивном значении системы аргинин-аргиназа-мочевина при действии неблагоприятных факторов среды. При гипотермии после введения мочевины крысам, не происходило изменения в процессах аэробного гликолиза, аэробного образования молочной к-ты, снижение кол-ва аммиака, снижение дезамидирования белков мозга, также самосогрев этих крыс был намного быстрее, чем у крыс без введенной мочевины. Таким образом эта система выступает как защита от экстремальных ситуаций и способна моментально реагировать на патологическое изменение метаболизма органов.

20. Обмен АК с разветвленным радикалом в норме и при патологии. Характерные признаки болезни, связанной с нарушением окисл. декарбоксилирования аминокислот с разветвл. радикалом проявляться ещё у ребенка на первой неделе жизни: запах мочи как жженого сахара, затруднение кормления, рвота. В плазме и моче сильно повышаеться содерж. АК с разветвл. цепью-лейцина, изолейцина и валина. Нарушаються функции мозга. Появляется ряд заболеваний: скачкообразная кетонурия, гипервалинемия, фенилкетонурия и т.д.

21. применение АК в медицине.

Многие АМИНОКИСЛОТЫ находят применение в медицине. Различные гидролизаты белков и смеси АМИНОКИСЛОТ назначают для парентерального питания (см. Белковые гидролизаты).  Препараты аминокислот. В медицине в качестве лекарственных средств используют аминокислоты гистидин, глутаминовую кислоту, метионин, цистеин.  Гистидин (Histidinum; син.: Gerulcin, Laristin, Stellidin и др.) - выпускается в виде солянокислой соли, или гидрохлорида - Histidini hydrochloridum. Гистидин повышает секреторную и моторную функцию органов желудочно-кишечн. тракта; полагают, что гистидин способен нормализовать липопротеиновый обмен у больных атеросклерозом. Назначают при гепатитах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Вводят внутримышечно по 5 мл 4% раствора ежедневно в течение 25-30 дней, затем делают 5-6 инъекций каждые 2-3 месяца.  Кислота глутаминовая (Acidum glutaminicum; син.: Acidogen, Acidum glutamicum, Glutan и др.) содержится в белках головного мозга и играет существенную роль в энергетическом обеспечении его функций, возможно, является посредником, участвующим в передаче нервного импульса в синаптических образованиях ц. н. с. с хим. передачей возбуждения.  Применяют главным образом в неврологической и психиатрической практике при лечении эпилепсии, олигофрении, психозов, реактивных состояний, а также при задержке психического развития у детей, болезни Дауна и полиомиелите. Назначают внутрь или внутривенно, взрослым - по 1 г 2-3 раза в день, детям - по 0,1-1 г (в зависимости от возраста) 2-3 раза в день. Принимают за 15-30 мин до еды, при развитии диспептических явлений - во время или после еды.  При приеме глутаминовой кислоты могут появиться рвота, понос, при длительном применении возможно уменьшение содержания гемоглобина и числа лейкоцитов (лейкопения).  Препарат противопоказан при заболеваниях, сопровождающихся лихорадкой, болезнях печени, почек, желудочно-кишечн. тракта, кроветворных органов, бурно протекающих психотических реакциях.  Метионин (Methioninum; син.: Acimetion, Athinon, Meonine, Metione и др.) необходим для поддержания роста и развития организма, обладает липотропным эффектом, т. е. способностью удалять из печени избыток жира, участвует в синтезе адреналина, креатина и других биологически активных соединений, активирует действие гормонов, витаминов и ферментов, участвует в обезвреживании токсических соединений.  Метионин применяют при заболеваниях и токсических поражениях печени, хроническом алкоголизме, сахарном диабете. Лечебный эффект этой АМИНОКИСЛОТЫ особенно выражен при жировой инфильтрации печени. В сочетании с липокаином метионин используют для лечения алиментарной дистрофии у детей и взрослых, развивавшейся в результате белковой недостаточности после дизентерии и других инф. болезней желудочно-кишечн. тракта. При атеросклерозе метионин способствует снижению содержания холестерина и повышению содержания фосфолипидов в крови, однако этот эффект нестоек и не всегда выражен.  Назначают метионин внутрь по 3-4 раза в день. Разовая доза для взрослых - 0,5-1,5 г, для детей - от 0,1 до 0,5 г в зависимости от возраста. Применяют за 0,5-1 ч до еды. Курс лечения 10-30 дней. Детям рекомендуют запивать таблетки метионина сиропом, киселем. При появлении рвоты метионин отменяют.  Цистеин (Cysteinum) участвует в обмене веществ в хрусталике глаза. Есть данные, что существует корреляция между степенью патол. изменений, происходящих в хрусталике при катаракте, и содержанием в нем цистеина. В связи с этим раствор цистеина применяют с целью приостановления развития катаракты и для просветления хрусталика в начальном периоде старческой, миопатической и лучевой катаракты. Водный раствор цистеина вводят в глаз с помощью электрофореза, глазных ванночек или закапывают в конъюнктивальный мешок. Цистеин противопоказан при повышении внутриглазного давления и при чашеобразной катаракте. 

22. Интеграция углеводного, липидного и белкового обменов. Общие метаболиты.

На первой стадии полисахариды (углеводы) распадаются до гексоз и пентоз, жиры до жирных кислот, глицерина , белки – до аминокислот.

На второй стадии распада веществ все эти продукты превращаются в еще более простые соединения. Так, гексозы, пентозы и глицерин расщепляются до одного и того же промежуточного продукта ацетил коэнзима А. Аналогичные превращения претерпевают жирные кислоты и аминокислоты. Их расщепление также завершается образованием ацетилкоэнзима А. Таким образом, ацетилкоэнзим А представляет собой общий конечный продукт второй стадии катаболизма.

На третьей стадии ацетильная группа ацетил КоА вступает в цикл Кребса (цикл лимонной кислоты) – общий конечный путь, на котором почти все виды клеточного топлива окисляются до углекислого газа, воды и аммиака.

Анаболические пути (синтез веществ) расходятся, и образуется много разнообразных молекул. Биосинтез начинается с малых молекул предшественников и протекает также в три стадии.

Катаболический и соответствующий ему, но противоположный по направлению, анаболический путь различаются по промежуточным продуктам реакций. Однако их связывает общая стадия, которая включает в себя цикл лимонной кислоты. На этой стадии завершается не только распад молекул (катаболизм), но происходит и процесс анаболизма, заключающийся в поставке молекул предшественников для биосинтеза молекул аминокислот, жирных кислот и углеводов. У взрослого здорового организма процессы распада и синтеза соответствуют друг другу и таким образом устанавливается динамическое равновесие. В растущем организме преобладают процессы биосинтеза над распадом.

Таким образом, почти все метаболические реакции в конечном счете связаны между собой. Регуляция метаболизма осуществляется на 3 уровнях:

Первый из них, наиболее быстро реагирующий на любое изменение связан с действием ферментов, обладающих не только каталитической, но и регуляторной активностью. Они как бы дирижеры, задающие темп метаболическим процессам.

Второй уровень регуляции метаболизма осуществляется под действием гормонов, вырабатываемых различными эндокринными железами и выделяемыми непосредственно в кровь. Гормоны переносятся кровью к другим органам и тканям, где стимулируют или тормозят определенные виды обмена веществ.

Третий уровень регуляции метаболизма связан с изменением процессов биосинтеза фермента вследствие увеличения или уменьшения того или иного субстрата в клетке. Так, если в организме избыток углеводов, то в печени синтезируются ферменты , катализирующие распад углеводов. Если же увеличивается количество белков, то в печени заметно повысится содержание ферментов, необходимых для расщепления АК.

Пути превращения белков, жиров и углеводов взаимосвязаны. Существует тесная энергетическая связь между ними, когда энергетические потребности организма обеспечиваются окислением какого-либо класса органических веществ, при недостаточном поступлении других. Так белки и аминокислотыиспользуются для синтеза ряда соединений (пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, биогенных аминов). Аминокислоты, образующиеся в процессе обмена ацетоацетил КоА участвуют в синтезе жирных кислот. Глюкоза может также синтезироваться из аминокислот. Ацетил КоА, образующийся в процессе обмена углеводов, жиров, белков и ряда аминокислот служит пусковым субстратом в цикле Кребса.

Таким образом, преобладание распада ряда одних питательных веществ и биосинтеза других прежде всего определяется физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах. Этими факторами в значительной степени может быть объяснено существование постоянного динамического состояния химических составных компонентов организма как единого целого. В организме человека как и в живой природе вообще не существует самостоятельного обмена белков, жиров , углеводов и нуклеиновых кислот. Все они объединены в единый процесс метаболизма, допускающий взаимопревращения между отдельными классами органических веществ.

23. Сложные белки. Строение, классификация. Биологическая роль. Строение нуклеопротеидов, особенности строения рибосом и хромосом.

В состав сложных белков входит белковая часть и какая-либо небелковая (простетическая) группа. В зависимости от химической природы простетической группы различают: хромопротеины, фосфопротеины, липопротеины, гликопротеины, металлопротеины, нуклеопротеины.

Х р о м о п р о т е и н ы состоят из простого белка,  связанного с каким-либо окрашенным соединением небелкового характера. Эти белки обладают высокой биологической активностью. Одни из них участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, другие  -  в процессе фотосинтеза, третьи  -  в переносе кислорода и диоксида углерода и т.д.

Окрашенными небелковыми компонентами хромопротеинов могут быть производные каротина, изоаллоксазина, порфиринов и др.

Хорошо  изученным  представителем  хромопротеинов  является    г е м о г л о б и н  -  белок, играющий важную роль в дыхательной функции крови теплокровных (транспорт кислорода и диоксида углерода). Молекула гемоглобина состоит из белка глобина и небелковой группы гема. Видовая специфичность гемоглобина человека и животного обусловлена глобином; гем у всех гемоглобинов имеет одинаковое строение.

В основе химической структуры гема лежит протопорфирин IX (1,3,5,8-тетраметил-2,4-дивинил-6,7-дипропионовокислый порфирин), представляющий собой производное порфирина  -  ароматического макроцикла, состоящего из пиррольных колец, соединенных метиновыми группами (-СН= ). Протопорфирин IX,соединенный с двухвалентным железом, является гемом. Приводим формулы каждого из этих соединений.    

Гемоглобин обладает очень интересной и биологически важной особенностью. Он легко соединяется не только с кислородом, но и с СО, NO и другими газами. При воздействии окислителей к железу гемоглобина присоединяется группа   -ОН  и оно становится трехвалентным.

М и о г л о б и н  -  относительно небольшой глобулярный, кислород-связывающий, белок (мол. масса 16700) мышечных клеток. Его молекула состоит из одной полипептидной цепи, содержащей 153 аминокислотных остатка с установленной последовательностью и одного гема.

Ф о с ф о п р о т е и н ы  -  белки, содержащие в своем составе ортофосфорную кислоту, присоединенную сложноэфирной связью к остаткам серина, реже треонина.

  Фосфопротеины играют важную роль в питании как зародышей животных, так и молодого, растущего животного организма. Важными представителями этой группы белков являются казеин  -  главный белок молока, вителлин и фосфовитин  -  белки яичного желтка, ихтулин, выделенный из икры рыб и некоторые другие.

Л и п о п р о т е и н ы  -  это сединения, состоящие из липидов и специфических белков, связанных между собой посредством гидро-фобных и электростатических взаимодействий. Из липидов в составе липопротеинов обнаружены ацилглицерины, жирные кислоты, фосфолипиды, холестерин и его эфиры.

Среди липопротеинов различают структурные (нерастворимые) и свободные (растворимые в воде). Структурные липопротеины входят в состав мембран клетки и ее структурных образований,оболочки нервных волокон и жировых шариков молока, пластид растительной клетки (хлоропластов) и др. Структурные  липопротеины обеспечивают проницаемость мембран.

Свободные липопротеины содержатся в плазме крови, молоке, желтке яиц и др. Они занимают ключевое место в транспорте и обмене липидов. Наиболее изученными являются липопротеины крови.

Г л и к о п р о т е и н ы  -  белки, содержащие в  качестве небелковой группы углеводы и их производные (галактозу, маннозу, аминосахара, олигосахариды, гетерополисахариды и др.) Углеводный и белковый компоненты в гликопротеинах соединены О- или  N-гликозидными связями. В образовании О-гликозидных связей между углеводным компонентом и белком участвуют остатки серина, треонина, гидроксилизина и гидроксипролина. В образовании N-гликозидной углевод-белковой связи могут участвовать глюкозамины (или N-ацетилглюкозамины) и амидная группа аспарагина пептидной цепи. Углеводная часть в молекуле гликопротеина может составлять менее 1%, а может достигать 30% и более.

М е т а л л о п р о т е и н ы   -   сложные белки, в состав которых входят ионы какого-либо одного или нескольких металлов, соединенные с белковой частью посредством комплексной связи. Ионы металлов в металлопротеинах можно отделить от белка  только при энергичном воздействии. К металлопротеинам относятся  ф е р р и т и н, содержащий железо,  ц е р у л о п л а з м и н   и   п о л и ф е н о л о к с и д а з а, содержащие медь,  а м и л а з а, содержащая кальций и др.

Некоторые металлопротеины, особенно из группы ферментов, содержат в качестве простетической группы несколько различных веществ. Так, например, в сукцинатдегидрогеназе, наряду с производным флавина, содержится железо, ксантиноксидаза содержит производное флавина и молибден, алкогольдегидрогеназа  -  производные пиридина и цинк и т.д.

Н у к л е о п р о т е и н ы  -  это комплексы нуклеиновых кислот с белками. Они содержатся в каждой клетке и выполняют важнейшие специфические функции, связанные с хранением и реализацией генетической информации. Белковой составляющей нуклеопротеинов могут быть гистоны, протамины и так называемые негистоновые белки. Природа негистоновых белков пока не выяснена. Из нуклеиновых кислот в состав нуклеопротеинов входят дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) или рибонуклеиновая кислота  (РНК).

Нуклеопротеины, содержащие ДНК называют дезоксирибонуклео-протеинами (ДНП), а содержащие РНК  -  рибонуклеопротеинами (РНП).

К нуклеопротеинам относят вирусы - паразиты, способные проникать в клетку специфического хозяина и , размножаясь, вызывать заболевание. Вирусы в виде чистых препаратов (вне клетки хозяина) не способны к самовоспроизведению.

24. Обмен нуклеопротеидов. Переваривание и всасывание нуклеотидов, нуклеозидов, свободных пуриновых и пиримидиновых оснований.

ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Нуклеиновые кислоты в организме постоянно обновляются. В норме синтез и распад находятся в состоянии динамического равновесия. КАТАБОЛИЗМ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ Начинается с гидролиза 3',5'-фосфодиэфирной связи под действием ферментов нуклеаз: - ДНКазы - расщепляют ДНК - РНКазы - расщепляют РНК Среди ДНКаз и РНКаз различают: - экзонуклеазы (5' и 3');  - эндонуклеазы - специфичны к мононуклеотидной последовательности, есть высокоспецифичные: рестриктазы - используются в генной инженерии. Далее происходит отщепление фосфата от мононуклеотида с участием ферментов нуклеотидаз с образованием нуклеозидов. Нуклеозид может расщепляться путем гидролиза под действием фермента нуклеозидазы на азотистое основание и пентозу, но чаще происходит фосфоролиз - при этом нуклеозид расщепляется на азотистое основание и фосфорибозу. Нуклеазы очень многообразны. Различают ДНКазы и РНКазы. Отличаются друг от друга по месту действия. Бывают эндонуклеазы (расщепляют внутренние 3’5'-фосфодиэфирные связи) и экзонуклеазы (отщепляют концевые мононуклеотиды). Встречается 2 типа экзонуклеаз: 3'-экзонуклеазы – отщепляют мононуклеотид с 3'-конца молекулы, и 5'-экзонуклеазы – отщепляют 5'-концевой мононуклеотид. Нуклеазы могут отличаться друг от друга и по специфичности. Пищеварительные нуклеазы и нуклеазы лизосомальные отличаются низкой специфичностью, у них упрощенное строение активного центра. У высокоспецифичных нуклеаз очень сложное строение активного центра. Они способны «узнавать» целую последовательность нуклеотидов из 4-10 пар и расщеплять одну-единственную связь в строго определенном месте (если «узнаваемый» участок содержит содержит 4 нуклеотидные пары, то расщепляется, в среднем, одна связь из 250 возможных). Такие высокоспецифичные ДНКазы называютсярестриктазами. Участки ДНК, «узнаваемые» рестриктазами, называются полиндромными последовательностями. Рестриктазы широко применяются в генной инженерии. Пентозы, образующиеся в ходе катаболизма нуклеиновых кислот, могут быть утилизированы во II-м этапе ГМФ-пути. Азотистые основания также подвергаются дальнейшему катаболизму, но по-разному, в зависимости от их типа - пуриновых (аденина, гуанина) или пиримидиновых (тимина, цитозина и урацила)

25. Биосинтез и распад пиримидиновых нуклеотидов. Оротовая кислота, Роль ТГФК в синтезе пиримидиновых нуклеотидов.

Пиримидиновые азотистые основания подвергаются тотальному разрушению до СО2, Н2О и NH3.

Аминогруппа азотистых оснований очень легко могут отщепляться гидролитическим путем. Аминогруппа может отщепляться, когда азотистое основание еще находится в составе нуклеозида, мононуклеотида и даже в составе нуклеиновой кислоты. Но поскольку в организме урацил не входит в состав ДНК, то дезаминирование цитозина и превращение его в урацил воспринимается клеткой как ошибка и исправляется. -аланин обычно разрушается до CO2, H2O и NH3 но иногда может использоваться для синтеза пептидов карнозина и ансерина в мышечной ткани. У микроорганизмов  а-аланин используется и для синтеза HS-КоА. Конечным продуктов распада пиримидиновых азотистых оснований можно считать и мочевину, которая образуется из аммиака по известному механизму, изложенному в теме «Обмен простых белков».

Тимин распадается подобно урацилу, но сохраняется CH3-группа и вместо (-аланина образуется в--аминоизобутират. Поскольку тимин встречается только в ДНК, то по уровню -аминоизобутирата в моче судят об интенсивности распада ДНК

-аминоизобутират выводится из организма и определение его количества в моче может использоваться для оценки катаболизма ДНК.

Сначала образуется сначала циклическая структура пиримидинового азотистого основания, и только затем присоединяется рибозо-фосфат. Первая реакция синтеза пиримидиновых монуклеотидов приводит к образованию карбамоилфосфата. Одна из молекул АТФ является донором фосфата.

Оротовая кислота – первое азотистое основание на пути синтеза пиримидинов – общий предшественник остальных пиримидинов. У многих живых организмов для синтеза оротовой кислоты требуется три фермента. У человека же все реакции образования оротата катализирует один-единственный фермент, в составе которого находятся три активных центра.  Оротовая кислота затем превращается в оротидинмонофосфат (ОМФ). Далее ОМФ декарбоксилируется, и образуется УМФ. Обе эти реакции катализирует один фермент с двумя активными центрами. Другие пиримидиновые нуклеотиды можно рассматривать как производные УМФ. Для ЦМФ источником NH2-группы является амидная группировка глутамина. 

Реакцию образования (d)ТМФ катализирует фермент тимидилатсинтетаза, в состав ее кофермента входит ТГФК. Этот фермент – мишень для многих фармакологических препаратов. Постоянно тимидиловые нуклеотиды необходимы только для синтеза ДНК, поэтому угнетение этого фермента тормозит деление клеток, но не влияет на скорость синтеза информационной РНК (и-РНК) и белков. Ингибиторы тимидилатсинтетазы применяются в терапии рака. 

26. Пуриновые основания собираются на рибозе при участии нескольких амидотрансферазных и трансформилирующих реакции. Весь процесс можно разделить на 2 этапа:

а) образование ИМФ - исходного предшественника для синтеза главных пуриновых нуклеотидов

б) преобразование ИМФ в АМФ и ГМФ.

Для синтеза ИМФ необходимо пять молей ATФ, два моля глутамина (атомы 3,9), один моль глицина (атомы 4,5,7) , один моль CO₂ (атом 6), один моль аспартата(атом 1) и два моля формиата (атомы 2,8). Формильный фрагмент переносится при участии тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФ) в форме N⁵, N¹⁰-метенил-ТГФ и N¹⁰-формил-ТГФ.

Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов:

В регуляции синтеза пуриновых нуклеотидов можно выделить несколько уровней. Управление синтезом в целом происходит на этапе фосфорибозиламидотрансферазы. Основную роль в регуляции на этом уровне играет ингибирующее влияние мононуклеотидов по механизму обратной связи и -или концентрация ФРПФ. Второй уровень регуляции связан с контролем за поддержанием соответствующего равновесия между ATФ и ГТФ. АТФ, являясь источником энергии для синтеза ГМФ, стимулирует образование ГМФ. В свою очередь ГТФ, как источник энергии для синтеза АМФ, стимулирует образование АМФ. Кроме того, каждый их нуклеотидов тормозит свое образование по принципу обратной связи, действуя на ферменты своего синтеза. ГМФ тормозит преобразование ИМФ в КсMФ, а AMФ тормозит преобразование ИМФ в аденилсукцинат. Такое многоуровневое и согласованное действие регуляторов позволяет поддерживать соотношение мононуклеотидов на уровне, обеспечивающем потребности в них в клетке . Наиболее частые проявления нарушений обмена пуринов - гиперурикемия и подагра. Подагра - группа патологических состояний, связанных с заметно повышенными уровнями урата в крови (в норме 3-7 мг/100 мл). Гиперурикемия не всегда проявляется какими-либо симптомами но, у некоторых людей, способствует осаждению кристаллов урата натрия в суставах и тканях. В дополнение к выраженной боли сопровождающей обострение, повторные приступы приводят к деструкции тканей и тяжелых артритоподобных нарушений. Термин подагра должен быть ограничен гиперурикемией с присутствием таких подагрических отложений. Причинами повышения могут быть нарушения функции трех основных ферментов обмена пуринов: ФРПФ –синтетазы, ФРПФ амидотрансферазы и Гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы (ГГФРТ). Мочевая кислота может быть образована только под действием фермента ксантин оксидазы. у человека этот фермент имеется лишь в печени и энтероцитах, где и идет переработка ксантина в мочевую кислоту. Увеличение уровня мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) отмечается при патологических состояниях, связанных с усилением распада клеток (в особенности содержащих ядра), нарушением выделения мочевой кислоты с мочой, изменением эндокринной регуляции обмена пуриновых оснований (вторичные гиперурикемии), а также при подагре – заболевании, обусловленном первичным (вызванным врожденными ферментативными сдвигами метаболизма) нарушением обмена этого метаболита. Гипоурикемия (уменьшение концентрации этого метаболита) наблюдается при гепатоцеребральной дистрофии (болезни Вильсона-Коновалова), некоторых злокачественных новообразованиях (лимфогранулематозе, бронхогенном раке), у больных после приема пиперазина, атофана, салицилатов и кортикотропина (АКТГ).

27. Существует два типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Мономерами в нуклеиновых кислотах служат нуклеотиды. Каждый из них содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза — в ДНК, рибоза — в РНК) и остаток фосфорной кислоты. В ДНК входят четыре вида нуклеотидов, отличающихся по азотистому основанию в их составе, — аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В молекуле РНК также имеется 4 вида нуклеотидов с одним из азотистых оснований — аденином, гуанином, цитозином и урацилом (У).  Таким образом, ДНК и РНК различаются как по содержанию сахара в нуклеотидах, так и по одному из азотистых оснований. Молекула ДНК может включать огромное количество нуклеотидов — от нескольких тысяч до сотен миллионов. В структурном отношении она представляет собой двойную спираль из полинуклеотидных цепей, соединенных с помощью водородных связей между азотистыми основаниями нуклеотидов. Благодаря этому полинуклеотидные цепи прочно удерживаются одна возле другой. Конфигурация двойной спирали ДНК сильно меняется в зависимости от количественного содержания воды и ионной силы окружающей среды. Методами рентгеноструктурного анализа доказано существование по крайней мере 6 форм ДНК, названных А-, В-, С-, D-, Е- и Z-формами.

28. Относительно структуры тРНК наиболее вероятной представляется модель, предложенная Р. Холли, плоское изображение которой напоминает клеверный лист. Во всех тРНК есть участки, взаимодействующие с рибосомами, места для связывания с аминокислотами и ферментами, а также специфическая последовательность трех нуклеотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплементарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей включение в белковую молекулу определенной аминокислоты. Аминокислота взаимодействует с АТФ и активируется, образуя аминоациладенилат, который, не освобождаясь из связи с ферментом (Е), отдаёт активированную аминокислоту тРНК с образованием аминоацил-тРНК. Для каждой аминокислоты существует свой фермент - своя аминоацил тРНК синтетаза: для глутамата - глутамил-тРНК синтетаза, гистидина - гистидил-тРНК синтетаза и т.д. Энергия, заключённая в макроэргической сложноэфирной связи аминоацил-тРНК, впоследствии используется на образование пептидной связи в ходе синтеза белка.

29.  Матричный синтез ДНК выполняет две основные функции: репликацию (удвоение) ДНК, т.е. синтез новых дочерних цепей, комплементарных исходным матриксным цепям, и репарацию (восстановление) ДНК, если одна из цепей имеет повреждения.При расхождении двунитевой ДНК каждая из цепей может воспроизвести другую цепь - это процесс репликации. Он реализуется при участии ферментов ДНК-полимераз.  ДНК-полимеразы катализируют перенос дезоксирибонуклеотидных фрагментов от АТФ, ГТФ, ЦДФ, ТДФ на гидроксигруппу растущей или подлежащей регенерации цепи ДНК. Т. е. ДНК-полимеразы относятся к классу трансфераз. Раскручивание двунитевой спирали ДНК для доступа к ней ДНК-полимераз осуществляется двумя ферментами: геликазой и ДНК-топоизомеразой. ДНК программирует работу ферментов РНК-полимераз, которые катализируют синтез новых молекул РНК из нуклеотидов с последовательностью, комплементарной одной из цепей программирующей ДНК. Этот процесс называют транскрипцией (считывание). Конечным итогом является образование информационных, рибосомных и транспортных РНК.  p53 (белок p53) — это транскрипционный фактор, регулирующий клеточный цикл. p53 выполняет функцию супрессора образования злокачественных опухолей, соответственно генTP53 является антионкогеном. Человеческий белок p53 состоит из 393 аминокислотных остатков и имеет 5 доменов: N-концевой домен, активирующий транскрипцию, богатый пролином домен, важный для апоптотической активности p53, ДНК-связывающий домен, домен, отвечающий за олигомеризацию, C-концевой домен, задействованный в отсоединении ДНК-связывающего домена от ДНК. Белок р53 является продуктом гена-супрессора опухоли TP53 и экспрессируется во всех клетках организма. При отсутствии повреждений генетического аппарата белок р53 находится в неактивном состоянии, а при появлении повреждений ДНК активируется. 

30. Процессинг РНК (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта РНК в зрелую РНК. Наиболее известен процессинг матричных РНК, которые во время своего синтеза подвергаются модификациям: кэпированию, сплайсингу и полиаденилированию.  Кэпирование представляет собой присоединение к 5'-концу транскрипта 7-метилгуанозина через необычный для РНК 5',5'-трифосфатный мостик, а также метилирование остатков рибозы двух первых нуклеотидов. Процесс кэпирования происходит во время синтеза молекулы пре-мРНК. Кэпирование защищает 5'-конец первичного транскрипта от действия рибонуклеаз, специфически разрезающих фосфодиэфирные связи в направлении 5’→3'. Сплайсинг  — процесс вырезания определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и соединения последовательностей, сохраняющихся в «зрелой» молекуле, в ходе процессинга РНК. Наиболее часто этот процесс встречается при созревании информационной РНК (мРНК) у эукариот, при этом путём биохимических реакций с участием РНК и белков из мРНК удаляются участки, не кодирующие белок (интроны) и соединяются друг с другом кодирующие аминокислотную последовательность участки — экзоны. Таким образом незрелая пре-мРНК превращается в зрелую мРНК, с которой считываются (транслируются) белки клетки. Сплайсома — структура, состоящая из молекул РНК и белков и осуществляющая удаление некодирующих последовательностей (интронов) из предшественников мРНК. Сплайсому составляют пять малых ядерных рибонуклеопротеинов (мяРНП) и некоторое количество дополнительных белковых факторов. Содержащиеся в сплайсоме мяРНП называются U1, U2, U4, U5 и U6. Они участвуют во многих взаимодействиях между молекулами РНК, а также между РНК и белками. Альтернативный сплайсинг — процесс, в ходе которого экзоны, вырезаемые из пре-мРНК, объединяются в различных комбинациях, что порождает различные формы зрелой мРНК. В результате один ген может порождать не одну, а множество форм белка. В основе переключения классов иммуноглобулинов у B-лимфоцитов лежит механизм альтернативного сплайсинга. На любой стадии дифференцировки B-лимфоцитов синтезируются транскрипты генов иммуноглобулинов , в состав которых входят экзоны вариабельных частей иммуноглобулинов, а также их константных частей, как мю, так и дельта, определяющих класс иммуноглобулинов (IgM или IgD соответственно). В результате альтернативного сплайсинга с последовательностями экзонов вариабельных частей в зрелой мРНК соединяются последовательности экзонов мю или дельта, что и определяет класс иммуноглобулинов, образующихся в результате трансляции этих мРНК рибосомами.

31.Строение митохондриальной ДНК. Особенности митохондриального генома ,митохондриальные болезни.

Митохондриальный геном представлен однокольцевой молекулой ДНК,состоящей из 16569 нуклеотидных пар , кодирует 13 белков, используемых на построение структурно-функциональных компонентов митохондрий. В митохондриях отсутствуют ферменты, отвечающие за репарацию , поэтому в митохондриальном геноме немало ошибок.

Можно выделить 2 группы митохондриальных заболеваний:

Ярко выраженные наследственные синдромы, обусловленные мутациями генов, ответственных за митохондриальные белки

«Вторичные митохондриальные заболевания», включающие нарушение клеточного энергообмена как важное звено формирования патогенеза 

митохондриальные заболевания

Митохондриальный сахарный диабет, сопровождающийся глухотой (DAD, MIDD, синдром MELAS) — это сочетание, проявляющееся в раннем возрасте, может быть вызвано мутацией митохондриального гена MT-TL1, но сахарный диабет и глухота могут быть вызваны как митохондриальными заболеваниями, так и иными причинами;

• наследственная оптическая нейропатия Лебера (en:Leber's hereditary optic neuropathy (LHON)), характеризующийся потерей зрения в раннем пубертатном периоде;

синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта (en:Wolff-Parkinson-White syndrome)

рассеянный склероз и подобные ему заболевания;^{[источник не указан 458 дней]}

синдром Лея (Leigh) или подострая некротизирующая энцефаломиопатия : После начала нормального постнатального развития организма болезнь обычно развивается в конце первого года жизни, но иногда проявляется у взрослых. Болезнь сопровождается быстрой потерей функций организма и характеризуется судорогами, нарушенным состоянием сознания, деменцией, остановкой дыхания

«Нейропатия, атаксия, retinitis pigmentos и птоз» en:Neuropathy, ataxia, retinitis pigmentosa, and ptosis (NARP): прогрессирующие симптомы нейропатии, атаксии, тунельное зрение и потеря зрения, птоз, деменция;

Митохондриальная нейрогастроинтенстинальная энцефалопатия en:Mitochondrial neurogastrointestinal encephalomyopathy (MNGIE): гастроинтестинальная псевдообструкция икахексией, нейропатия, энцефалопатия с изменениями белого вещества головного мозга

32.Общая схема биосинтеза белка. Информационный поток биосинтеза белка(репликация,транскрипция РНК,процессинг, сплайсинг).Роль реверкиназы в биосинтезе вирусных белков, характеристика генетического кода.

см. схему.

процессинг - образование зрелых молекул белка из их синтетических предшественников.

свойства генетического кода:

триплетность

непрерывность

вырожденность

универсальность

однонаправленность

Сплайсинг (от англ. splice — сращивать или склеивать концы чего-либо) — процесс вырезания определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и соединения последовательностей, сохраняющихся в «зрелой» молекуле, в ходе процессинга РНК. Наиболее часто этот процесс встречается при созревании информационной РНК (мРНК) у эукариот, при этом путём биохимических реакций с участием РНК и белков из мРНК удаляются участки, не кодирующие белок (интроны) и соединяются друг с другом кодирующие аминокислотную последовательность участки — экзоны. Таким образом незрелая пре-мРНК превращается в зрелую мРНК, с которой считываются (транслируются) белки клетки. Большинство генов прокариот, кодирующих белки, не имеют интронов, поэтому у них сплайсинг пре-мРНК встречается редко. У представителей эукариот, бактерий и архей встречается также сплайсинг транспортных РНК (тРНК)[1] и других некодирующих РНК.

Обратная транскриптаза (также известная как ревертаза или РНК-зависимая ДНК-полимераза) — фермент (КФ 2.7.7.49), катализирующий синтез ДНК на матрице РНК в процессе, называемом обратной транскрипцией.Называется так потому, что большинство процессов транскрипции в живых организмах происходит в другом направлении, а именно, с молекулы ДНК синтезируется РНК-транскрипт.Обратная транскрипция необходима, в частности, для осуществления жизненного цикла ретровирусов, например, вирусов иммунодефицита человека и T-клеточной лимфомы человека типов 1 и 2. После попадания вирусной РНК в клетку обратная транскриптаза, содержащаяся в вирусных частицах, синтезирует комплементарную ей ДНК, а затем на этой цепи ДНК, как на матрице, достраивает вторую цепь.

33. Пластический поток, механизмы активации аминокислот.Характеристика ферментов. Энергитический поток. Роль АТФ и ГТФ.

АТФ и ГТФ как источники энергии. на включение одной аминокислоты в каждую полипептидную цепь , клетка затрачивает 4 макроэргических связи : 2 из АТФ в ходе реакции ,катализируемой аа-тРНК синтетазой(в процессе активации аминокислот расщепляется на АМФ и пирофосфат) и 2 молекулы ГТФ: одна используется на связывание аа-тРНК в А-центре рибосомы, а вторая затрачивается на стадию транслокации. К этому следует добавить использование ещё двух макроэргических связей молекул АТФ и ГТФ на инициацию элонгацию и терминацию.

34.Механизмы транскрипции ,рекогниции , инициации ,элонгации терминации . Рибосома как молекулярная машина для сканирования генетической информации.

Транскрипция - первая стадия реализации генетического материала клетки.В ходе процесса образуется молекула м-РНК служащая матрицей синтеза белков.

стадии транскрипции:

инициация . акитивация большим белком - TATAфактором. его присоединение облегчает взаимодействие промотора с РНК-полимеразой.Факторы инициации вызывают изменение конформации РНК-полимеразы и обеспечивают образование транскрипционной вилки.после того , как синтезирован олигонуклеотид из 8-10 нуклеотидных остатков, субъединица отделяется от РНК-полимеразы, на её место присоединяется несколько факторов элонгации.

Элонгация: факторы элонгации повышают активность РНК-полимеразы и облегчают расхождение цепей ДНК синтез молекул РНК идет от 5' к 3' концу комплементарной матричной Днк. На этой стадии в области транскр. вилки разделены 18 пар нукл. ДНК . растущий конец РНК образует гибридную спираль. 12 пар нуклеотидов с матричной цепью ДНК от рнк-п 3' к 5' концу впереди цепь расходится , позади- идет восстановление спирали ДНК.

Терминация — окончание синтеза белка, осуществляется, когда в А-сайте рибосомы оказывается один из стоп- кодонов — UAG, UAA, UGA. Из-за отсутствия тРНК , соответствующих этим кодонам, пептидил-тРНК остаётся связанной с Р-сайтом рибосомы. Здесь в действие вступают специфические белки RF1 или RF2, которые катализируют отсоединение полипептидной цепи от мРНК, а также RF3, который вызывает диссоциацию мРНК из рибосомы. RF1 узнаёт в А-участке UAA или UAG; RF-2 — UAA или UGA. С UAA терминация эффективнее, чем с другими стоп-кодонами.

35.процессинг пробелков. Механизм: химическая модификация,ограниченный протеолиз, самосборка молекул.

Ограниченный протеолиз — процесс расщепления одной или нескольких пептидных связей в молекуле белка ферментом-протеазой. Ограниченный протеолиз является одной из регуляторных посттрансляционных модификаций. Ограниченный протеолиз может изменять такие свойства белка, как ферментативная активность, способность связываться с другими белками, внутриклеточная локализация.

Примеры ограниченного протеолиза

Ограниченный протеолиз может использоваться клеткой для разных целей:

1.для отщепления N- и С-концевых сигнальных последовательностей в процессе внутриклеточного транспорта белка^[2];

2.для удаления вспомогательной части полипептидной цепи пробелка, которая помогает формировать правильную третичную структуру(С-пептид в проинсулине);

3.для активации предшественников ферментов (пищеварительные ферменты, протеазы свёртывания крови^[3]);

• 4.для изменения локализации белка (некоторые цитоплазматические белки переходят в ядро после ограниченного протеолиза: SREBP,NF-κB^[4], YB-1^[5]);

5.для получения физиологически активных олигопептидов из белка-предшественника (расщепление проопиомеланокортина с образованием эндорфина, адренокортикотропного гормона, α- и γ-меланоцитстимулирующих гормонов и других физиологически активных пептидов);

6.разрезание перемычки между доменами белка, при этом домены обычно остаются в контакте друг другом (созревание дифтерийного токсина^[3], формирование фактора пролиферации клеток HCF-1;

7.для разделения белковых глобул в полибелках (это характерно для вирусов)^[6];

8.для получения нескольких изоформ белка (ограниченный протеолиз белков Stat5 и Stat6 приводит к формированию их изоформ, лишённых доменов, активирующих транскрипцию)

Самосборка молекул подразумевает не просто их ассоциацию, а связы­вание в нужной последовательности и с определенной ориентацией. Можно сказать, что информация о структуре ассоциата «зашифрована» в химической структуре компонентов и «считывается» в ходе образования ансамбля. Поэто му самосборку часто рассматривают как межмолекулярный обмен структур­ной информацией и называют молекулярным распознаванием.Непременное условие молекулярного распознавания — двойная компле- ментарность компонентов, включающая как геометрическое, так и энерге­тическое их соответствие. В последнем случае используются также термины химическая комплементарность и комплементарность взаимодействий.Комплементарные компоненты (фрагменты молекул, отдельные молекулы или даже фрагменты ассоциатов) называют плеромерами от греческих слов x\r)puj[ia — дополнение и ряроа — часть. В простейшем случае бимолекуляр­ного ассоциата больший из плеромеров называется рецептором, а меньший — субстратом. Их обозначают р и а соответственно. На комплементарность р и а указывают с помощью «Ьга-ket* обозначений ( | и | ), применяемых в квантовой механике, например (р\о}. Супермолекулу из комплементарных субъединиц обозначают per. Рецепторные субъединицы часто еще называют лигандами

36.Теорию регуляции синтеза белка разработали французские ученые Ф.Жакоб и Ж.Моно. Сущность этой теории сводится к «включению» или « выключению» генов как функционирующих единиц. Согласно теории Ф. Жакоба и Ж. Моно, в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере 3 типагенов: структурные гены, ген-регулятор и ген-оператор. Структурные гены определяют первичную структуру синтезируемого белка. Именно эти гены в цепи ДНК являются основой для биосинтеза мРНК, которая затем поступает в рибосому и, как было указано, служит матрицей для биосинтеза белка. Регуляция экспрессии активности генов у эукариот. Для большинства эукариотических клеток, как и клеток прокариот, стадия инициации транскрипции является основной, главной регуляторной точкой экспрессии активности генов. Тем не менее имеются существенные различия: во-первых, место процессов транскрипции (в ядре) и трансляции (в цитоплазме); во-вторых, активирование транскрипции у эукари-от связано с множеством сложных изменений структуры хроматина в транскрибируемой области; в-третьих, в эукариотических клетках превалируют положительные регуляторные механизмы над отрицательными. Положительная или отрицательная регуляция определяется типом белков, вовлеченных в механизм регуляции. Получены доказательства существования минимум 3 типов белков, участвующих в регуляции процесса инициации транскрипции, опосредованного через РНК-полимеразу: специфические факторы,репрессоры и активаторы. Первые вызывают изменение специфичности РНК-полимеразы к данномупромотору или группе промоторов; репрессоры связываются с промотором, блокируя тем самым доступ РНК-полимеразы к промотору; активаторы, напротив, связываются вблизи промоторного участка, повышая связывание промотора и РНК-полимеразы.

37.Полиморфизм белков на примере lg. Регуляция экспрессии lg.

иммуноглобулины(антитела) – специфические белки, вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на попадание в организм антигенов. Все Ig имеют общий план строения (пример IgG)

молекула состоит из четырех полипептидных цепей: две легкие (220 ак остатков) и две тяжелые (440)

все цепи соединены множество нековалентных и 4мя дисульфидными связями.

У млекопитающих выделяют пять классов антител (иммуноглобулинов) — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, различающихся между собой по строению и аминокислотному составу тяжёлых цепей и по выполняемым эффекторным функциям. Наиболее эффективный контролирующий механизм заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител. Действие антител нельзя объяснить просто нейтрализацией антигена, потому что целые молекулы IgG подавляют синтез антител намного эффективнее, чем F(ab')2 -фрагменты. Предполагают, что блокада продуктивной фазы T-зависимого B-клеточного ответа возникает в результате образования перекрестных связей между антигеном, IgG и Fc — рецепторами на поверхности B-клеток. Инъекция IgM, усиливает иммунный ответ. Так как антитела именно этого изотипа появляются первыми после введения антигена, то на ранней стадии иммунного ответа им приписывается усиливающая роль.

38.Патология белкового обмена:белковое голодание , квашиоркор , биосинтез дефектных белков, первичные и вторичные протеинопатии, поврежденные белки.

белковое голодание (недостаточность) Результат – отриц азотистый баланс , гипопротеинемии, нарушение коллоидно-осмотического и водно-солевого обмена. квашиоркор – частный случай, заболевание детей развивающихся стран. при нем наблюдаются тяжелые поражения печени, остановка роста,резкое снижение иммунитета, отеки , атония мышц, часты случаи летального исхода. к протеинопатиям относятся: фенилкетонурия-результат потери способности синтезировать фенилаланин-4-монооксигеназу(фениаланин-тирозин).резкое замедление умст развития , экскрецияс мочой больших количеств фенил пвк.алкаптонурия – экскреция с мочой больши количеств гомогенизированной куслоты,окисления придает темную окраску. альбинизм – врожденное отсутствие пигментов в коже . связан с потерей меланоцитами способности синтезировать тирозиназу - фермент , катализирующий окисление тирозина в диоксифенилаланин и диоксифенилаланинхинон – предшественники меланина.болезнь хартнупа – специф. нарушения обмена триптофана.пелагроподобные кожные поражения, псих расстройства, атаксия, гипераминацидоурия, связана с нарушением 1 реакции рбмена трп, он идет по пути декарбоксилирования.с мочой выделяется индолилацетат.индолилацетилглутамин,индикан.

болезнь кленового сиропа – высокая концентрация индолилацетата в моче, но источникиндолилпируват.

39.Биохимические основы и биологическая роль апоптоза. Роль цитохрома С , AIF в активации каспаз , активирующих апоптоз.

Апоптоз  — программируемая клеточная смерть, регулируемый процесс самоликвидации на клеточном уровне, в результате которого клетка фрагментируется на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной.

митохондриальный путь активации апоптоза, в котором участвуют высвобождаемые из межмембранного пространства митохондрий цитохром c и AIF

В качестве альтернативного пути выхода апоптогенных белков из межмембранного пространства митохондрий рассматривается вариант образования белкового канала во внешней митохондриальной мембране. Так или иначе, в цитоплазму высвобождаются: цитохром c — белок с молекулярной массой 15 кДа; прокаспазы −2, −3 и −9; AIF (от англ. apoptosis inducing factor — «фактор индуцирующий апоптоз») — флавопротеин с молекулярной массой 57 кДа. Цитохром c в цитоплазме клетки участвует в формировании апоптосомы вместе с белком Apaf-1 (от англ. apoptosis protease activating factor-1 — «фактор активации протеаз апоптоза»). Предварительно, Apaf-1 претерпевает конформационные изменения в результате реакции, протекающей с затратой энергии АТФ. Предполагается, что трансформированный Apaf-1 приобретает способность связывать цитохром c. К тому же открывается доступ CARD-домена Apaf-1 для прокаспазы-9. В итоге происходит олигомеризация 7 субъединиц трансформированного белка Apaf-1 с участием цитохрома c и прокаспазы-9. Так образуется апоптосома, активирующая каспазу-9. Зрелая каспаза-9 связывает и активирует прокаспазу-3 с образованием эффекторной каспазы-3.^] Высвобождающийся из межмембранного пространства митохондрий флавопротеин AIF является эффектором апоптоза, действующим независимо от каспаз.

40.Гормоны – в-ва орган. природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающих в кровь и оказывающие регулирующие влияние на обмен в-в и физиол. фун-ии.

Термин «гормон» ввёл в 1905г. Э.Старлинг. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГОРМОНОВ.

1)выделяются из вырабатывающих их клеток во внеклеточное пространство; 2) не являются структурными компонентами клеток и не используются как источник энергии. 3) способны специфически взаимодействовать с клетками, имеющими рецепторы для данного гормона. 4) обладают очень высокой биологической активностью - эффективно действуют на клетки в очень низких концентрациях (около 10^-6 - 10^-11 моль/л).Номенлатура: часто используют тривиальные названия гормонов, принятая номеклатура указывает на источник гормона( нап.инсулин-островок)или отражает его функцию. Классификация: 1) от места и природного синтеза, в соответ. различают гормоны гипоталамуса,гипофиза, щитовидной железы и др. 2) по их химической природе – пептидные и белковые горомоны; гормоны- производные аминокислот; гормоны стероидной природы; эйказаноиды – гормоноподобные в-вва;

41.Принципы организации и функционирования нейро-эндокринной системы.

Иерархический – наличие 4 уровней

1.Внутриклеточные гормоны (цАМФ, PG, TXA, LT, Ca²⁺ и др.)

2.Тканевые гормоны (гормоны периферических желез)

3.Тропные гормоны

4.Гипоталамические гормоны (либерины и статины)

5.Иногда выделяют 5 уровень - высшие структуры, регулирующие функции гипоталамуса

Иерархическая система гормональной регуляции (эффектор- гормон)

Гипофиз и гипоталамус, контролируемые ЦНС.

1.На стимулирующее или тормозящее воздействие нейроны гипоталамуса отвечают выбросом либеринов или статинов

2.Эти нейрогормоны достигают аденогипофиза, где стимулируют (либерины) или ингибируют (статины) биосинтез и секрецию тропинов.

3.Гонадотропины, например, симулируют биосинтез стероидных гормонов в половых железах.

4.Стероидные гормоны действуют только на клетки-мишени, а по механизму обратной связи, подавляют синтез или секрецию других гормонов регуляторного каскада.

Принципы организации НЭС (прод.)

1.Наличие прямой и обратной + и – связи +, – взаимодействие (впервые выделено проф. МГУ М.М. Завадовским)

2.Наличие центрального и периферического эффекта гормонов

3.Наличие порога чувствительности гипоталамуса к регуляторному действию гормонов.

42.Ф-ры,определяющ. гормональн. эффект.Общ. схема синтеза гормонов.Понят. о про- и антигормонах.Мех-м действия гормонов(катехоламинов,пептидн.,стероидн.,тиреоидных).Хар-ка рецепторов,их клет.локализация.

Прогормоны-в-ва,кот. являются предшественниками гормонов,в то время как сами по себе они не обладают биолог. акт-ю.В ор-ме чел-ка встреч-я большое число естеств. прогормонов:проинсулин-предшеств. инсулина,тироксин-трийодтиронина.Антигормоны-защитн. в-ва,вырабатываемые ор-мом при длительном введении в него больших кол-в белковых гормональных препаратов.

Катехоламины деградируют при участии ферментов :

1.МАО (моноаминооксидаза) R-NH2 → R- COOH

2.КОМТ (катехоламин О-метилтрансфераза) R-ОН → R-О-СН3

В результате конечными продуктами их катаболизма являются : 1. 3-метокси-4- гидроксифенилацетат и 3-метокси-4-гидроксифенилгликоль

2.Т4, Т3 деградируют при участии деиодиназ (Т₄ → Т₃ → Т₂ → Т₁ → Т₀)

Деградация пептидных гормонов:

Внеклеточная:

1.Восстановление дисульфидных связей (редуктазы)

2.Экзопептидазы 3.Протеазы

Внутриклеточная: Связывание с рецепторами мембран, эндоцитоз, лизосомы.

Липофильные гормоны (прод.)

Липофильные гормоны (стероидные гормоны, Т3 и Т4 , а также ретиноевая кислота):

1.относительно низкомолекулярные вещества (300-800 Да),

2.секретируются в кровь сразу после завершения биосинтеза (за исключением Т4)

3.в крови транспортируются связываясь со специфическими белками-переносчиками плазмы крови (ТСГ, РСГ).

4.Объект действия: ядра клеток-мишеней.

43.Феномен десенситизации,его мех-мы и биол-ое знач-е.Пермиссивн.,сенсибилизирующий эффект гормонов.

Десенситизация рецепторов

Снижение чувствительности R к действию гормона - способ защиты клетки от избыточного сигнала и истощения

Причины :

• изменение ФЛ микроокружения

• химическая модификация R

• погружение R в толщу мембраны

• интернализация R

• др. причины

Межгормональные взаимодействия

• Пермиссивный (разрешающий) эффект

• Сенсибилизирующий эффект – один гормон повышает чувствительность рецепторов другого к действию «своего» гормона

• Антагонистический эффект инсулин-контринсулярные гормоны

Оба эффекта проявляются при стрессе таких процессах как ГНГ (контринсулярные гормоны) лактация и др.

44.Гистогормоны-цитокины и ФР(ф-ры роста),классифик.,функц-ая роль.Представ-ли интерлейкинов(ИЛ) и ФР.Роль NO-синтазы,ионов Ca в регул-и гормон-х эффектов.

Цитокины. Группа пептидов с ауто- или паракринной активностью, выделяемых клетками млекопитающих.

Функции цитокинов

1.Развитие и гомеостаз иммунной системы 2.Контроль гемопоэза

3.Регуляция неспецифических защитных реакций (воспаление, гемостаз)

4. Регуляция роста, дифференцировки, продолжительности жизни клетки и др.

5.Регуляция апоптоза

6.Регуляция АД и др.функций

Виды цитокинов:

• ИЛ – интерлейкины

• ЛК – лимфокины

• МК – монокины

• ХК – хемокины

• ФНО – факторы некроза опухолей (TNF)

• ИФ – интерфероны

• Мц – малые цитокины

• КСФ – колонийстимулирующие факторы – регуляторы гемопоэза

• и многие др.

Представители ИЛ:

• ИЛ-1 (α и β-формы)-эндогенный пироген, образуются:

а) активированными макрофагами (моноцитами)

б) интактными кератиноцитами и нек. др. эпител. кл.

• Оба рецептора (р80 - 80 kDa и р68- 68 kDa) - Ig-подобные белки, находятся на эндотелиоцитах, лимфоцитах, макрофагах, кератиноцитах

• Их действие:

а) участвуют в воспалении, иммунных реакциях:

б) повышение температуры

в) многочисленные др. эффекты,в том числе регуляция сна.

Факторы роста – ФР

ФР - белки, стимулирующие (ингибирующие ) деление и развитие определенных клеток:

ЭФР - эпидермальный фактор роста НФР - фактор роста нейронов

ФРФ - фактор роста фибробластов

ФРТ - фактор роста тромбоцитов

45.Витамин D и его метаболиты.Регуляция Ca-P обмена.Паратгормон и кальцитонин.Наруш-е Ca-P обмена.Остеомаляция,остеопороз.

Витамин D — группа биологически активных веществ (в том числе холекальциферол и эргокальциферол). Витамины группы D являются незаменимой частью пищевого рациона человека. Сам витамин D (холекальциферол и эргокальциферол) на самом деле является провитамином. Для активации холекальциферол сначала должен превратиться в печени в 25-гидрокси-холекальциферол (сокращенно 25(HO)D), а затем в почках — в 1,25-дигидрокси-холекальциферол (кальцитриол).

Активные метаболиты витамина Д

Кальцидиол (25–гидроксивитамин Д) гидроксилируется в почках в положении 1 и превращается в 1,25–дигидроксивитамин Д (кальцитриол), самый активный метаболит, который может считаться гормоном. Альфакальцидол – это пролекарство, предшественник кальцитриола, он превращается в кальцитриол, проходя через печень. То есть после приема внутрь альфакальцидол (в отличие от кальцитриола) сразу не может связаться с рецепторами в кишечнике, он действует более медленно, что снижает риск гиперкальциемии. При остеопорозе средняя терапевтическая доза кальцитриола составляет 0,5 мкг в сутки, альфакальцидола – 1,0 мкг в сутки.

Паратгормон повышает [Са²⁺] в крови

Стимулирует:

1.реабсорбцию Са²⁺ в дист. канальцах почек

2.Остеокласты и мобилизацию Са²⁺ из кости

образование 1,25 (ОН)₃ в почках

3.всасывание Са в кишечнике .

46. ТТГ

Тиреотропин (ТТГ или TSH) – гликопротеид (М = 28.3 кД), состоящий из двух нековалентно связанных субъединиц :α-субъединица TSH-α (13.6кД) в пределах вида идентична таковым ЛГ и ФСГ и ХГТ, β-субъединица TSH-β (14 7кД) сама по себе неактивна, но ответственна за гормональнальные свойства.Органы – мишени ТТГ: ЩЖ и жировая ткань.

Различают два типа эффектов ТТГ:быстрые (несколько минут) Рецептор к ТТГ на плазматической мембране и состоит из двух доменов: гликопротеина и ганглиозида. ТТГ связывается с обоими доменами, меняет их конформацию, и активирует АЦ механизм. Стимуляция поглощения Ca²⁺ ЩЖ и всех стадий биосинтеза и секреции тиреойдных гормонов: активация транспорта I^- в железу (против 500-кратного градиента); концентрирование и органификация иодида; конденсация иодтиронинов; гидролиз тиреоглобулина , пиноцитоз коллойда. В жировой ткани ТТГ стимулирует липолиз и выход в кровь ЖК.

- Длительные эффекты (несколько дней) наблюдается повышение синтеза р-РНК, м-РНК и тиреоглобулина; усиление транспорта и метаболизма глюкозы (ПЦ, гликолиз и ЦТК); увеличение поглощения O₂ ЩЖ; активация синтеза фосфоглицеридов и сфинголипидов; ускорение образования PG; стимуляция роста и деления тиреойдных клеток. Патология обмена.

Избыток ТТГ – одна из причин развития тиреотоксикоза. Гипопродукция ТТГ - микседема гипофизарного происхождения и тиреогенный карликовый рост (с нарушением пропорции в частях тела).

Щитовидная железа активно участвует в обмене веществ, что подтверждается обильным ее кровос­набжением, несмотря на небольшую массу (20—30 г).

Гормоны щитовидной железы:

1) трийоидтиронин (ТЗ); 2) тетрайоидтиронин (Т4. тироксин)— основной гор­мон фолликулярной части щитовидной железы; 3) кальцитонин — гормон пептидной природы, синте­зируется в парафолликулярных или С-клетках, обеспечивает постоянную концентрацию кальция в крови.

Тиреоглобулин служит предшественником ти­роксина и трийодтиронина.

Предшественник тироксина и трийоидтиронина является тиреоглобулин — большой йодированный гликозированный белок, который содержит 115 остатков тирозина, представляет собой форму хранения ТЗ и Т4 в коллоиде и при нормальной функции щитовидной же­лезы обеспечивает поступление этих гормонов в кровь.

Этапы метаболизма йодида:

1) концентрирование

2) окисление

3) йодирование тирозина;

4) конденсация йодгирозинов.

В крови гормоны щитовидной железы находят­ся в связанной форме с белками, преобладающей метаболически активной молекулярной формой яв­ляется ТЗ, поскольку он связывается с рецепторами клеток-мишеней со сродством, в 10 раз превышаю­щим сродство Т4.

Катаболизм гормонов щитовидной же­лезы протекает по двум направлениям:

1) по пути распада гормонов с освобождением йо-дидов;

2) по пути деэаминирования — отщепления аминог­руппы — боковой цепи гормонов.

Механизм действия тиреоидных гормонов:

1) повышение поглощения кислорода. Эффект наб­людается во всех органах, кроме головного мозга, ретикулоэндотелиальной системы и гонад;

2} индукция синтеза белков путем активации меха­низма генной транскрипции;

3) регуляция скорости основного обмена, рост и диф-ференцировка тканей, обмен белков, углеводов и липидов. водно-электролитный обмен.

Эндемический зоб — компенсаторное увеличе­ние щитовидной железы при недостатке йода в пище и воде, при котором происходит разрастание соеди­нительной ткани щитовидной железы, но без увеличе­ния секреции тиреоидных гормонов.

Лечение заключается в обогащении продуктов питания неорганическим йодом.

Гипертиреоз — повышенная функция щитовид­ной железы (зоб диффузный токсический, базедова болезнь).

Обусловлен избыточным образованием тире­оидных гормонов.

Резкое повышение обмена веществ сопровож­дается усиленным распадом тканевых белков, что приводит к развитию отрицательного азотистого ба­ланса, общему истощению организма.

47. СТГ

Соматотропный гормон (СТГ. гормон роста, соматотропин) синтезируется в ацидофильных клет­ках передней доли гипофиза. Концентрация его в гипо­физе в 1000 раз превышает концентрацию других гор­монов и составляет 5— 15 мг на 1 г ткани.

Его концевые аминокислоты представлены фе-нилаланином. СТГ определяет интенсивность биоло­гического обмена белков, липидов, углеводов и ми­неральных веществ во всех клетках организма.

Под действием СТГ усиливаются синтез белка, ДНК. РНК и гликогена, мобилизация жиров из депо и распад высших жирных кислот и глюкозы в тканях.

Гиперпродукция СТГ у взрослых приводит к раз­витию акромегалии при которой идут непропорцио­нально интенсивный рост отдельных частей тела и разрастание внутренних органов.

48. Поджелудочная железа представляет собой два разных органа, объединенных в единую морфо­логическую структуру.

Ацинарная часть выполняет экзокринную функ­цию, секретируя в просвет двенадцатиперстной киш­ки ферменты и ионы, необходимые для кишечного пи­щеварения.

Эндокринная часть железы представлена остров­ками Лангерганса, состоящими из клеток разного типа и се кре тирую щи ми инсулин, глюкагон. соматостатин и панкреатический полипептид, которые высвобож­даются в панкреатическую вену, впадающую в воротную.

Инсулин — первый белок с доказанной гормо­нальной активностью, впервые получен в кристалли­ческом виде. Молекула инсулина — полипептид, со­стоящий из двух цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Биосинтез: предшест­венники инсулина.

Инсулин синтезируется в виде препрогормона.

Проинсулин и инсулин соединяются с цинком.

Секреция инсулина— энергозависимый процесс.

Стимулы синтеза инсулина:

1) повышение концентрации глюкозы в крови;

2) гормональные факторы;

3) фармакологические агенты;

4) внутриклеточные медиаторы секреции.

Инсулин не имеет белка-носителя в плазме, по­этому в норме период его полужизни не более 5 мин. Метаболические превращения инсулина происхо­дят в основном в печени, почках, плаценте.

Около 50% инсулина исчезает из плазмы за один пассаж через печень.

Последствием инсулиновой недостаточности является сахарный диабет, основным признаком ко­торого является гипергликемия.

Внутриклеточная концентрация свободной глюко­зы значительно ниже ее внеклеточной концентрации. Скорость транспорта глюкозы через плазматическую мембрану мышечных и жировых клеток определяет интенсивность фосфорилирования глюкозы и ее даль­нейший метаболизм.

Глюкоза проникает в клетки путем облегченной диффузии, опосредованной переносчиком.

Инсулин усиливает этот процесс, увеличивая чис­ло переносчиков, но это не касается печеночных клеток.

Механизм действия инсулина.

1. Рецептор инсулина — специфический гликоп-ротеиновый рецептор на поверхности клетки-мише­ни, синтезируется в виде одно цепочечного пептида в шероховатом эндоплазмагическом ретикулуме. Концентрация рецепторов — 20 ООО на клетку.

2. Внутриклеточные медиаторы. Предполагают, что глюкоза действует в качестве сигнала для активи­рования аденилатциклазы, образовавшейся сАМР (в качестве сигнала для секреции инсулина).

3. Многие из метаболических эффектов инсули­на опосредованы его влиянием на реакции фосфори­лирования и дефосфорилирования белка, что. в свою очередь, влияет на ферментативную активность этого белка.

4. Инсулин влияет на трансляцию МРНК.

5. Инсулин влияет на транскрипцию генов.

Диабет - это хроническая болезнь, которая возникает в тех случаях, когда поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина или когда организм не может эффективно использовать вырабатываемый им инсулин. Это приводит к повышенному уровню содержания глюкозы в крови (гипергликемии).

Для диабета первого типа (ранее известного как инсулинозависимый или детский диабет) характерно отсутствие выработки инсулина. Диабет второго типа (ранее называемый инсулиннезависимым или взрослым диабетом) развивается в результате неэффективного использования организмом инсулина. Часто он является результатом избыточного веса и отсутствия физической активности.

49.Адренокортикотропный гормон,— тропный гормон, вырабатываемый эозинофильными клетками передней доли гипофиза. По химическому строению АКТГ является пептидным гормоном. Молекула АКТГ состоит из 39 аминокислотных остатков.

АКТГ, как и некоторые другие гормоны (меланоцитостимулирующий гормон, липотропины и β-эндорфин), синтезируется из белка-предшественника проопиомеланокортина. Синтез АКТГ подчинён особому ритму, который, в свою очередь, подчинён ритму выделения кортиколиберина. Максимальная секреция АКТГ (а также либерина и глюкокортикоидов) наблюдается утром в 6-8 часов, а минимальная — между 18 и 23 часами.

Кортикотропин контролирует синтез и секрецию гормонов коры надпочечников. В основном кортикотропин влияет на синтез и секрецию глюкокортикоидов — кортизола, кортизона,кортикостерона. Попутно повышается синтез надпочечниками прогестерона, андрогенов и эстрогенов. 

Глюкокортико́иды, гормоны коры надпочечников, обладающие более сильным действием на углеводный, чем на водно-солевой обмен, и их синтетических аналогов. Функция: регуляция минерального, углеводного и белкового баланса. Являются стероидами. Оказывают анти стрессовое и противошоковое действие (их уровень в крови резко повышается при стрессе, травмах, кровопотерях, шоковых состояниях, повышают системное АД, повышают чувствительность миокарда и стенок сосудов к катехоламинам).Так же влияют на обмен веществ (повышают уровень глюкозы в крови,увеличивают глюконеогенез из аминокислот в печени, повышают синтез гликогена в печени и скелетных мышцах, усиливают катаболизм белков и уменьшают их синтез, повышают анаболизм жиров в подкожной жировой клетчатке и других тканях).

Кроме того, глюкокортикоиды оказывают также определённое минералокортикоидное действие — способствуют задержке катиона натрия, аниона хлора и воды, усилению выведения катионов калия и кальция. Так же оказывают иммунорегулирующее, противовоспалительное и противоаллергическое действие

Минералокортикоиды - кортикостероидные гормоны коры надпочечников и их синтетических аналогов, общим свойством которых является более сильное и избирательное действие на водно-солевой, чем на углеводный обмен. Естественные минералокортикоиды - альдостерон и дезоксикортикостерон. Минералокортикоиды вызывают усиление канальцевой реабсорбции катионов натрия, анионов хлора и воды и одновременно усиливают канальцевую экскрецию катионов калия и повышают гидрофильность тканей (способность тканей удерживать воду), способствуют переходу жидкости и натрия из сосудистого русла в ткани.

Конечным результатом действия минералокортикоидов является увеличение объёма циркулирующей крови и повышение системного артериального давления. В патологических случаях гиперальдостеронизма это приводит к развитию отёков, гипернатриемии, гипокалиемии, гиперволемии, артериальной гипертензии и иногда застойной сердечной недостаточности.

50. Клетки мозгового вещества надпочечников вырабатывают катехоламины — адреналин и норадреналин.Помимо адреналина и норадреналина клетки мозгового слоя вырабатывают пептиды, выполняющие регуляторную функцию в центральной нервной системе и желудочно-кишечном тракте. Среди этих веществ: вещество Р, ВИП, соматостатин, бета-энкефалин

Адреналин— конечный продукт биосинтеза катехоламинов. Синтез катехоламинов— это сложный биохимический процесс. Схематически это выглядит так: Тирозин → ДОФА → Дофамин → Норадреналин → Адреналин.

Катехоламины прямо или косвенно повышают активность эндокринных желез, стимулируют гипоталамус и гипофиз.

Выброс адреналина происходит при любом сильном волнении или большой физической нагрузке. Адреналин(гормон страха) повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливает распад углеводов (гликогена) и жиров, вызывает сужение сосудов органов брюшной полости, кожи и слизистых оболочек; в меньшей степени сужает сосуды скелетной мускулатуры. Артериальное давление под действием адреналина повышается.

Норадреналин называют «гормоном ярости», т.к. в результате выброса в кровь норадреналина всегда возникает реакция агрессии, значительно увеличивается мышечная сила. Его секреция и выброс в кровь усиливаются при стрессе, кровотечениях, тяжелой физической работе и других ситуациях, требующих быстрой перестройки организма. Так как норадреналин оказывает сильное сосудосуживающее действие, его выброс в кровь играет ключевую роль в регуляции скорости и объема кровотока. Если от адреналина лицо человека бледнеет, то от норадреналина — краснеет.

Дофамин вызывает повышение сердечного выброса, оказывает вазоконстрикторное действие, улучшает кровоток и пр., стимулирует распад гликогена и подавляет утилизацию глюкозы тканями. Дофамин вызывает повышение концентрации глюкозы в крови. Он участвует в регуляции образования гормона роста, в торможении секреции пролактина. Недостаточный синтез дофамина обусловливает нарушение двигательной функции — синдром Паркинсона. Резкое повышение экскреции дофамина и его метаболитов с мочой наблюдается при гормонально-активных опухолях. При гиповитаминозе витамина В6 в тканях головного мозга увеличивается содержание дофамина, появляются его метаболиты, которые отсутствуют в норме.

Инактивация Катехоламинов происходит при участии двух ферментов: Катехол-О-метилтрансферазы и Моноаминооксидазы с образованием в конечном итоге ванилилминдальной кислоты. Определение ванилилминдальной кислоты в моче используется с целью диагностики феохромоцитомы (опухоли мозгового вещества надпочечников). Ряд патологических процессов в надпочечниках (обычно опухолевой этиологии) связан с постоянным или приступообразным выбросом катехоламинов в синаптическую щель. Наиболее часто встречается т. н. феохромоцитома, то есть опухоль мозгового вещества надпочечников, где и происходит синтез катехоламинов.

51.Гонадотропины.ФСГ и ЛГ.Хим.природа и биол.роль. Гонадотропины — лютеинизирующий гормон (ЛГ) и фолликулостимулирующнй гормон (ФСГ)— секретируются гонадотрофами (см. также гл.330 и 331). Эти клетки, на долю которых приходится около 10% питуици тов, разбросаны по всей передней доле гипофиза и часто располагаются вблизи от лактотрофов. Большинство гонадотрофов продуцирует как ЛГ, так и ФСГ, хотя отдельные клетки вырабатывают только один из этих гормонов.ЛГ и ФСГ представляют собой гликопротеидные гормоны. Они имеют сходные размеры (мол. масса около 30 000), обладают одинаковыми a-субъединицами, которые входят также в состав ТТГ и хорионического гонадотропина человека (ХГЧ), но разными бета-субъединицами. Альфа- и бета-цепи кодируются разными генами, располагающимися на разных хромосомах, причем альфа-цепи часто продуцируются в избытке. Содержание углеводов в молекуле влияет на ее судьбу в организме и длительность действия и может меняться в течение менструального цикла. ФСГ стимулирует рост клеток гранулезы в фолликуле яичника и контролирует образование в этих клетках эстрогенов. ЛГ же стимулирует продукцию андрогенов клетками теки яичников. Эти андрогены диффундируют в клетки гранулезы, где превращаются в эстрогены. Уровень основного эстрогена —эстрадиола — в плазме достигает максимума примерно за 1 день до выброса ЛГ, который в свою очередь запускает овуляцию. После овуляции ЛГ принимает участие в образовании желтого тела. Если произошло зачатие, то для сохранения беременности необходимость в гонадотропной функции гипофиза oтпадает. В семенниках ЛГ служит главным регулятором продукции тестостерона клетками Лейдига. ФСГ вместе с тканевым тестостероном стимулирует продукцию сперматозоидов.для нормального сперматогенеза необходимы оба гормона —ЛГ и ФСГ, а для продукции тестостерона — только ЛГ.

52.Половые гормоны.Андрогены,эстрогены.Гестагены,прогестерон.Половые гормоны действует через внутриклеточные рецепторы Синтез андрогенов в яичках. Вначале из прегненолона (или прогестерона) при участии 17-гидроксилазы образуется С17-ОН производное — 17-ОН прегненолон (17-ОН прогестерон). Затем от Д-кольца отщепляется боковая цепь с помощью С17–20 лиазы. При этом образуются мужские половые гормоны дигидроэпиандростерон, андостендион и тестостерон, которые могут взаимопревращаться друг в друга под действием изомеразы. Важнейшим мужским половым гормоном является тестостерон. Однако в большинстве периферических тканей основным активным андрогеном является дигидротестостерон, рецепторы для которого обнаружены в простате, семенных пузырьках, коже гениталий и наружных половых органах. Фермент, катализирующий превращение тестостерона в дигидротестостерон, называется 5- -редуктазой. Синтез мужских половых гормонов стимулирует лютеинизирующий гормон гипофиза, синтез и секреция которого, в свою очередь, регулируется гонадолиберином.Мужские половые гормоны влияют на дифференцировку тканей, развитие вторичных половых структур, участвуют в процессах сперматогенеза. Они оказывают выраженное анаболическое действие, усиливая процессы синтеза белков, что выражается в увеличении мышечной массы, росте костей; способствуют задержке натрия, калия, воды, кальция, сульфата и фосфата. Синтез эстрогенов в клетках яичников. Субстратами для синтеза эстрогенов являются андрогены. Синтез эстрогенов регулируют лютеинизирующий гормон и гонадолиберин.К эстрогенам относятся также эстрон и эстрадиол. Эстрогены регулируют синтез белков. Подобно другим стероидам эстрогены, проникая в клетку, взаимодействуют с внутриклеточным рецептором. Комплекс гормон – рецептор затем связывается со специфической нуклеотидной последовательностью на ДНК и регулирует синтез иРНК.Транспорт стероидных гормонов осуществляется с помощью белков-переносчиков, синтезируемых в печени. Это — транскортин (белок, связывающий кортикостероиды) и секс- стероид-связывающий белок. Неспецифический транспорт осуществляется альбуминами.Катаболизм стероидных гормонов. В клетках организма отсутствуют ферменты, которые раскрывали бы стероидную циклическую структуру, но имеются механизмы, посредством которых циклическая структура приобретает растворимость в водной среде и за счет этого становится возможным её экскреция из организма. Этими механизмамиявляются:1) восстановление двойных связей в составе циклической структуры; 2) реакции конъюгации с УДФ-глюкуроновой кислотой или ФАФС (глюкуроновая кислота или активный сульфат связываются с ОН-группой в составе стероидной циклической структуры) — эти конъюгаты растворимы. Эстрогены оказывают сильное феминизирующее влияние на организм. Они стимулируют развитие матки, маточных труб, влагалища, стромы и протоков молочных желез, пигментацию в области сосков и половых органов, формирование вторичных половых признаков по женскому типу, рост и закрытие эпифизов длинных трубчатых костей. Способствуют своевременному отторжению эндометрия и регулярным кровотечениям, в больших концентрациях вызывают гиперплазию и кистозно-железистое перерождение эндометрия, подавляют лактацию, угнетают резорбцию костной ткани, стимулируют синтез ряда транспортных белков.Прогестины, или гестагены — общее собирательное название подкласса стероидных гормонов, производимых в основном жёлтым телом яичников и частично корой надпочечников, а также плацентой плода.Физиологическая функция прогестинов у женщин заключается в основном в обеспечении возможности наступления и затем в поддержании беременности (гестации) — откуда и название.Прогестины способствуют образованию нормального секреторного эндометрия у женщин. Вызывают переход слизистой оболочки матки из фазы пролиферации в секреторную фазу, а после оплодотворения способствуют её переходу в состояние, необходимое для развития оплодотворённой яйцеклетки.Прогестины понижают экспрессию эстрогенных рецепторов в эндометрии и снижает пролиферативную активность клеток эндометрия, профилактируют развитие гиперплазии и кистозно-железистого перерождения эндометрия при воздействии эстрогенов.Прогестины стимулируют развитие концевых элементов молочной железы, дифференцировку долек и протоков и способствует завершению созревания молочных желёз у девочек, приобретению молочными железами «взрослой» округлой формы вместо конической подростковой. Прогестины понижают возбудимость и сократимость мускулатуры матки и маточных труб несколькими разными механизмами. Они повышают активность специфических ферментов, расщепляющих окситоцин и вазопрессин — окситоциназы и вазопрессиназы. Прогестерон — гормон жёлтого тела яичников. По химическому строению является стероидным гормоном.Прогестерон также в значительных количествах производится яичниками.Прогестерон также является предшественником ряда нейростероидов в головном мозге. В частности, он является предшественником аллопрегненолона, оказывающего аллостерическое модулирующее воздействие на рецепторы ГАМК в мозгу через специфический нейростероидный сайт ГАМК-рецептора.Очень большое количество прогестерона производит плацента во время беременности, причём количество производимого плацентой прогестерона прогрессивно увеличивается от I к III триместру беременности и резко падает за несколько дней до родов.

53.Гормоны тимуса. Тимус (вилочковая железа) является центральным органом иммунитета, обеспечивающим продукцию специфических Т-лимфоцитов. Тимоциты секретируют в кровь гормональные факторы, оказывающие не только влияние на дифференцировку Т-клеток, но и вызывающие ряд общих регуляторных эффектов в организме. Гормоны тимуса влияют на процессы синтеза клеточных рецепторов к медиаторам и гормонам, стимулируют разрушешение ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах, регулируют состояние угеводного и белкового обмена, а также обмена кальция, функции щитовидной и половых желез, модулируют эффекты глюкокортикоидов, тироксина (антагонизм) и соматотропина (синергизм). Тимопоэтин II состоит из 49 аминокислотных остатков . Предполагают, что активным центром гормона является пентапептид (он выделен красным цветом и занимает 32–36-е положение с N-конца). Недавно этот короткий пятичленный пептид синтезирован химически и получил название «тимопентин-5»; при введении в организм он усиливает неспецифические факторы защиты. тимозин α₁в организме выполняет регуляторную функцию на поздних стадиях дифференцировки Т-клеток. Показано также, что он оказывает выраженное фармакологическое действие при лечении лейкозов и иммунной недостаточности.Недавно получен новый гормон тимуса (нонапептид), индуцирующий дифференцировку Т-клеток. Для проявления его биологической активности требуется наличие двухвалентных ионов цинка. Цинксодержащий гормон имеет своеобразную конфигурацию.Помимо гормонов пептидной природы, из тимуса выделена активная неполярная фракция, сходная по биологическим свойствам со стероидными гормонами, названная тимостерином; природа ее пока не расшифрована.. Так, в шишковидной железе (эпифизе) из аминокислоты триптофана синтезируется интересный, но мало изученный гормон мелатонин. Более 20 биологически активных гормонов выделены из пищеварительного тракта. Наиболее изученными из них являются гастрин I и гастрин II (17 и 14 аминокислотных остатков соответственно), регулирующие секрецию желудочного сока; прогастрин (34 АМК), считающийся циркулирующей в крови формой прогормона и превращающийся в активный гастрин I в клетках органа-мишени, а также глюкагон и секретин (27 АМК) (последний был первым веществом, идентифицированным в качестве гормона). В слизистой оболочке кишечника синтезируется, кроме того, соматостатин. Тимозин, как видно, секретируется ретикулоэпителиальными клетками тимуса. Введение тимозина неонатально тимэктомированным животным снижает частоту вастинг-синдрома, увеличивает число лимфоцитов в крови и длительность жизни животных. Восстанавливаются также реакции клеточного иммунитета, что проявляется в способности отторгать трансплантатСледует подчеркнуть, что, помимо тимозина, в тимусе продуцируются и другие гормональные факторы. В частности, аутоиммунный тимит нередко вызывает миастению, что свидетельствует о влиянии гормонов тимуса на нейро-мышечный аппарат.

54. Эндорфины. группа полипептидных химических соединений, по структуре сходных с опиатами (морфиноподобными соединениями), которые естественным путем вырабатываются в нейронах головного мозга и обладают способностью уменьшать боль, аналогично опиатам, и влиять на эмоциональное состояние. Эндорфины образуются из вырабатываемого гипофизом вещества — беталипотрофина (beta-lipotrophin); считается, что они контролируют деятельность эндокринных желез в организме человека^[1][2]. Эндорфин приводит человека в состояние эйфории, его иногда называют «природным наркотиком» или «гормоном радости». Это были так называемые энкефалины — лейцин-энкефалин H₂N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu-COOH (молекулярная масса 556) и метионин-энкефалин H₂N-Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-COOH (молекулярная масса 574), представляющие собой пептиды, различающиеся лишь концевым С-остатком. Все они в N-концевой области молекулы содержат обычно остаток энкефалина. Все эндогенные опиоидные пептиды синтезируются в организме в виде крупных белков-предшественников, из которых они освобождаются в результате протеолиза. Известны три различных белка-предшественника опиоидных пептидов: проэнкефалин, проопиомеланокор-тин и продинорфин. Пространственное строение энкефалинов сходно с морфином. Энкефалины и эндорфины обладают обезболивающим действием (при их введении непосредственно в мозг), снижают двигательную активность желудочно-кишечного тракта, влияют на эмоциональное состояние. Действие опиоидных пептидов исчезает через несколько секунд после введения налоксона — антагониста морфина. Эндорфины часто возникают «в связке» с выделением адреналина. При долгих тренировках в организме выделяется адреналин, усиливается боль в мышцах и, вследствие этого, начинают вырабатываться эндорфины, которые уменьшают боль, повышают реакцию и скорость адаптации организма к нагрузкам.

55.Адаптивная роль гормонов.Стресс.Гормональная регуляция энерг.обмена при стрессе. Примером неспецифического участия эндокринной системы в приспособительных реакциях организма являются изменения ее деятельности при стрессе. Состояние стресса возникает как следствие действия на организм любых сильных, в том числе экстремальных и повреждающих, раздражителей. При действии на организм экстремальных факторов неспецифические реакции стресса прежде всего направлены на стимуляцию энергетического обеспечения приспособительных процессов. Ведущую роль в этих неспецифических реакциях играют катехоламины и глюкокортикоиды, в значительных количествах мобилизуемые в кровь (рис. 6.30). Активируя катабо-лические процессы, эти гормоны ведут к гипергликемии — одной из начальных реакций субстратного энергообеспечения. Как следствие гипергликемии на некоторое время повышается в крови уровень инсулина. Метаболические перестройки при таком гипергормональном профиле связаны, прежде всего, с активацией в печени фосфорилазы и гликогенолизом, а поступающая в кровь глюкоза под влиянием инсулина интенсивно утилизируется тканями, прежде всего скелетными мышцами, что увеличивает их работоспособность и повышает теплообразование в организме. Жиромобили-зующий эффект глюкокор-тикоидов и катехоламинов способствует повышению в крови второго важнейшего энергетического субстрата — свободных жирных кислот. Важнейшим источником глюкозы как энергетического материала в этот период становится глюко-неогенез, но на образование глюкозы расходуется дефицитный пластический материал — аминокислоты. Необходимым условием длительно повышенного энергоснабжения является переключение энергетического обмена с углеводного типа на липидный, тем более что углеводные резервы в виде гликогена достаточно быстро оказываются практически исчерпанными. Постепенно снижается продукция глюкокортикоидов, устанавливается новое гормональное соотношение: нерезко повышенный уровень глюкокортикоидов при более значительном снижении уровня инсулина. Этот новый уровень функционирования эндокринной системы способствует восстановлению равновесия между катаболическими и анаболическими процессами, расходы белка на энергетические нужды снижаются. Жиромобили-зующий эффект гормональной перестройки и образование транспортной формы эндогенного жира — липопротеинов очень низкой плотности — приводят к тому, что растет использование клетками липидов как источников энергии. Жирные кислоты интенсивно окисляются в скелетных мышцах, миокарде и печени. Образующиеся при этом кетоновые тела усиленно окисляются в мышечной ткани, почках, а также сердце и мозге. Т.о.происходящие при стрессе гормональные и метаболические перестройки обеспечивают длительное неспецифическое повышение энергообеспечения приспособительных процессов.

56. История развития о витаминах. Причина развития гиповитаминозов. История развития витаминов связана с изучением роли различных пищевых веществ в жизнедеятельности организма. Н.И.Лунин-обратил внимание на то, что помимо жиров, белков, углеводов, мин. солей, и воды необходимы некие особые факторы питания, без которых они заболевают и гибнут. К.Функ-выделил в-во из рисовых отрубей в-во, предохраняющее от заболевания бери-бери, и назвал его витамин. К.А.Сосин-повторил опыты Лунина с иным вариантом искусственной диеты и полностью подтвердил выводы Лунина. К.Эйкман-выделил из шелухи риса в-во, которое оказывало лечебный эффект на больных бери-бери. Гиповитаминоз-заболевание, возникающее при неполном удовлетворении потребностей организма в витаминах. Причины развития: неправильное питание, сезонные колебания витаминов, нарушение правил хранения и обработки продуктов, различные заболевания, прежде органов пищеварения, длительное применение антибиотиков, противотуберкулезных препаратов и т.д.

Витамин К (Нафтохиноны. Антигеморрагический витамин). Различают два витамина: филлохиноны и менахиноны. Оба витамина не растворяются в воде, но хорошо раст-ся в органич. раств-лях, они разрушаются при нагревании и на свету, жирорастворимые витамины, они включаются в состав мицелл, а потом в хиломикроны, а в плазме крови соед. с альбуминами. Накапливаються в сердце, печени, селезенке. При соединении с ферментом гамма-глутамилкарбоксилазой, образует гамма-карбоксиглутаминовую кислоту, которая являеться кальций-связывающей к-той. Гиповитаминоз-повышенная кровоточивость, особенно при травмах. Врожденные заболевания-врожд. дефицит факторов 2,7,9,10 крови, врожд. резистентность к антагонистам вит.К. Гипервитаминоз-не описан. Витамина много в капусте, ягодах рябины, томатах и т.д. Потребность-приблизительно 0,1 мг/сутки.

Витамин E. Витамин Е, или токоферол, — активное вещество, предохраняющее от бесплодия животных и человека. Сут. Потребность,.20-30 мг взрослым, 4-5 детям. Регуляция окислительных процессов. Антиоксидант (тормозит окисление ПНЖК), ингибирует простациклинсинтетазу – тормозит агрегацию тромбоцитов, усиливает синтез сурфактанта, предупреждает атеросклероз. Усиливает синтез гема, входящего в состав гемоглобина, миоглобина, пероксидаз, каталаз, цитохромов – активирует эритропоэз, улучшает клеточное дыхание. Увеличивает синтез белка (коллагена, сократительных белков, белков слизистых, плаценты, ферментов, гормонов, АТ, интерферона). Синергист сердечных гликозидов, предупреждает их токсическое действие. Стимулирует синтез гонадотропинов, развитие плаценты, образование хорионического гонадотропина Применение. Самопроизвольные аборты, поздний токсикоз беременности, мышечные дистрофии (нарушение образования креатинфосфата), стенокардия, поражение периферических сосудов, ревматоидный артрит, климакс, новорожденным, гемолитическая гипербилирубинемия, профилактика ретинопатий недоношенных, склерема, склередема, коллагенозы, гипервитаминоз D.Авитаминоз, гиповитаминоз: Поражение семенников до стерильности, рассасывание плода и плаценты, выраженная дистрофия скелетных мышц и миокарда, изменения щитовидной железы, печени, ЦНС. Гипервитаминоз, побочные эффекты, острое отравление: В терапевтических дозах больше 5 дней – нарушение функции печени.

ВитаминД (кальциферол), антирахитический.

Синтез в организме: предшественник холекальциферола — превитамин D3 образуется в эпидермисе кожи под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света из провитамина D3. Превитамин D3 превращается в холекальциферол путем термической изомеризации (при температуре тела). В эпидермисе холекальциферол связывается с витамин-D-связывающим белком и в таком виде поступает в кровь и переносится в печень. Кальциферолы нормализуют уровень кальция и фосфора в крови, улучшают всасывание в кишечнике и реабсорбцию фосфора в канальцах почек, участвуют в регуляции функций гипофиза, надпочечников, щитовидной и паращитовидной желез, обеспечивая кальцификацию костей с правильным формированием скелета. Витамин D увеличивает уровень холестерина в крови и отложение атероматозных масс во внутренней оболочке сосудов.Витамин D называют также "солнечным витамином". Он образуется в организме человека под действием ультрафиолетовых лучей или в результате облучения кварцевой лампой.Витамин D существует в двух активных формах – D2 и D3:Витамин D2, он же эргокальциферол– витамин растительного происхождения. Витамин D3, он же холекальциферол–витамин животного происхождения и более оптимальный для человека. В таком виде он достается младенцу из груди матери, а позднее – образуется в коже человека под влиянием солнечной радиации из холестерина. Но недостаток его в детском организме ведёт к заболеванию рахитом, дети отстают в физическом развитии, предрасположены к инфекционным заболеваниям, у них понижается гемоглобин.У взрослых D-авитаминоз способствует развитию остеопороза, разрушению зубов. Симптомы гиповитаминоза: рахит и размягчение костей (остеомаляция).Более легкие формы дефицита витамина D проявляются такими симптомами как:потеря аппетита, снижение веса,ощущение жжения во рту и в горле,бессонница,ухудшение зрения.Гипервитаминоз проявляется гиперкальциемией, отложением солей кальция во внутренние органы, преждевременной кальцификацией костей, гиперхолестеринемией, диспепсическими нарушениями – отсутствием аппетита, рвотой и др.; способствует развитию атеросклероза.Признаки гипервитаминозаПри применении неадекватных доз витамина D и продолжительном лечении развивается острое или хроническое отравление (D-гипервитаминозы).При передозировке витамина D наблюдается:слабость, потеря аппетита, тошнота, рвота, запоры, диарея,резкие боли в суставах, головные и мышечные боли,лихорадка, повышение АД, судороги, замедление пульса, затруднение дыхания.Длительное применение витамина D в повышенных дозах или использование его в сверхвысоких дозах может вызвать:рассасывание стромы костей, развитие остеопороза, деминерализацию костей,увеличение синтеза мукополисахаридов в мягких тканях с последующей их кальцификацией;отложение солей Ca++ в почках, сосудах, в сердце, в легких, кишечнике, приводящее к значительным нарушениям функции этих органов (астенизация, головная боль, головокружение, тошнота, рвота, нарушение сна, жажда, полиурия, оссалгии и артралгии).Пищевые источники. Витамин Д₃ содержится исключительно в животной пище. Особенно богат им рыбий жир. Содержится он в печени, желтке яиц. В растительных маслах и молоке присутствует витамин Д₂. Много его в дрожжах. Биологически он менее активен.Суточная потребность для детей колеблется от 10 до 25 мкг (500-1000 МЕ), у взрослых она ниже.

Витамин А (ретинол, витамин роста)

Химическая природа. 3 формы: вит. А1, вит. А2, неовит. А (цис-вит. А1) – являются стереоизомерами. Циклический непредельный 1-атомный спирт, состоящий из 6-членного кольца, 2-ух остатков изопрена и первичной спиртовой группы. В вит. А2 дополнительная двойная связь в кольце.

Основные свойства. Хорошо растворим в жирах и органических растворителях. В организме легко окисляется под действием специфических ферментов до цис- и транс-альдегидов (ретиналей). Может откладываться в печени в форме высокоустойчивых сложных эфиров.

Роль в обмене веществ. Витамин А участвует в обмене фосфора, способствуя правильному развитию и формированию костей, что особенно важно в молодом возрасте, за что, кстати, этот витамин называют витамином роста. Он также поддерживает питание кожи и слизистых оболочек, стимулирует деятельность поджелудочной железы. Этот витамин необходим для нормальной функции глаз. Известно его регулирующее влияние на обмен жиров. При недостаточности витамина А довольно быстро нарушается обмен веществ, что проявляется в развитии кожных заболеваний, в частности фурункулеза, экземы.

Витамин Н(Биотин). Биоти́н (витамин Н, витамин B7, кофермент R) — водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещен на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза. Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой обмен, обладает высокой активностью. Участвует в синтезе глюкокиназы — фермента, регулирующего обмен сахаров.Является коферментом различных ферментов, в том числе и транскарбоксилаз. Участвует в синтезе пуриновых нуклеотидов. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена^[1]. С участием биотина протекают реакции активирования и переноса СО₂ ^[2]. Биотин синтезируется в организме человека кишечной микрофлорой. В здоровом кишечнике бактерии производят биотин в достаточном для организма количестве. Поэтому нет необходимости принимать его дополнительно. При заболеваниях же кишечника (синдром раздраженного кишечника, дисбактериоз, гельминтоз) возникает в организме человека дефицит витамина Н. Биотин участвует в синтезе других витаминов группы В, фолиевой кислоты и витамина PP.Биотин:необходим для нормального роста и развития детей,он поддерживает нормальное состояние нервных тканей, костного мозга, мужских семенных желез, кожи, волос, потовых желез, клеток крови,улучшает углеводный и жировой обмен веществ,способствует образованию аминокислот, которые являются кирпичиками наших клеток. Обеднение организма биотином наблюдается при следующих условиях:угнетение роста микробной флоры кишок (под влиянием антибиотиков, сульфаниламидных препаратов и т. д.),снижение всасывательной функции,употребление большого количества сырого яичного белка, содержащего гликопротеид авидин, который, соединяясь с биотином, делает его недоступным для усвоения.Биотин-витаминная недостаточность проявляется следующими симптомами:развитием чешуйчатого дерматита,атрофией сосочков языка,вялостью,депрессией,парестезиями кожи,мышечной болью,тошнотой,анемией,бледно-пепельной окраской кожи и слизистых оболочек,сухостью и огрубевидным шелушением кожи,плохим аппетитом,сонливость. Суточная потребность человека в биотине ориентировочно составляет 0,15-0,3 мг и обеспечивается за счёт синтеза биотина микробной флорой кишок, а также поступлением его в организм с пищей. Биотин содержится во многих продуктах питания растительного и животного происхождения. Наиболее богаты им пивные дрожжи, печень, почки, бобовые, цветная капуста, орехи, яичный желток, свежие овощи. Также он содержится в бананах, картофеле, грибах, грецких орехах, арахисе, отрубях, лососе, скумбрии. Биотин устойчив к воздействию высокой температуры, щелочей, кислот и кислорода воздуха.

В9 Роль в организме участвует в качестве кофермента в различных ферментных реакциях, играет важную роль в обмене аминокислот, биосинтезе пуриновых и пиримидиновых оснований - компонента нуклеиновых кислот. Это определяет значение витамина В9 для нормального течения процессов роста и развития тканей, важен он для процессов кроветворения и эмбриогенеза. Положительно воздействует на работу пищеварительного тракта.Применяют для стимулирования эритропоэза при анемиях для нормализации кроветворения.  Проявления недостатка или избытка. Недостаточность наблюдается у беременных женщин в связи с развитием плода.  Недостаток витамина В тормозит процесс кроветворения. Отсутствие его вызывает особый тип анемии, поражается пищеварительная система. Продукты питания, богатые витамином. Основным источником фолацина в питании являются зерновые, мука грубого помола, много его в овощах (зелени петрушки, шпинате, салате, луке, ранней капусте, зеленом горошке), в свежих грибах, присутствует в твороге, сырах, рыбе, мясе. Пищевые дрожжи - превосходное дополнение к диете, они содержат витамины группы В, кроме витамина В12, который большинство предприятий добавляют к ним. Потребность. В печени человека, как правило, имеются некоторые запасы фолацина, которые могут предохранять от фолиевой недостаточности в течение 3 - 6 месяцев, если он по какой либо причине временно не поступает с пищей. Потребность взрослого человека в витамине В9 около 200 мкг/сут, беременных и кормящих женщин - 400 - 600 мкг; детей первого года жизни - 40 - 60 мкг. Потребность удовлетворяется диетой, содержащей сырые овощи и фрукты. При нормальном составе микрофлоры в кишечнике организм может синтезировать фолиевую кислоту самостоятельно. Тепловая обработка. Фолацин весьма чувствителен к тепловой обработке.

Витамин ( рибофлавин): в основе его стр-ры лежит изоаллоксазин, соед. со спиртом рибитолом. Витамин предст. собой кристаллы жёлтого цвета, слабо раствор. в воде. Рибофлавин участ-т в образ. коферментов FMN и FAD, которые приним. участие в окислит.-воссановит. реакциях. Недостаток вит. выраж. в остановке роста у молодых организмов, развив. воспалительные процессы на слизистой оболочке ротовой полости, коньюктивит, катаракта, кроме того развив. мышечная слабость и слабость сердечной мышцы.

Витамин В6 (Пиридоксин). Антидерматитный витамин.

В₆ включает группу трёх природных производных пиридина: пиридоксина, пиридоксаля, пиридоксамина, отличающихся друг от друга наличием спиртовой, альдегидной или аминогруппы. Пиридоксин хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в кислой и щелочной среде, но легко разрушается под действием света при рН=7,0. Витамин В₆ часто называют «королём обмена аминокислот»; вместе с тем его коферментные формы участвуют в реакциях, катализируемых почти всеми классами ферментов. В₆ характеризуется исключительно широким спектра биологического действия. Он принимает участие в регуляции белкового, углеводного и липидного обмена, биосинтезе гема и биогенных аминов, гормонов щитовидной железы и других биологически активных соединений. Помимо каталитического действия, пиридоксальфосфат участвует в процессе активного транспорта некоторых аминокислот через клеточные мембраны; ему присуща функция регулятора конформационного состояния гликогенфосфорилазы – главного регулируемого фермента, осуществляющего распад гликогена.Гиповитаминоз. Основными проявлениями недостаточности витамина В₆ являются гипохромная анемия и судороги. Отмечается развитие сухого себорейного дерматита, стоматита и глоссита. Гипервитаминоз В₆. Какого-либо выраженного побочного действия при длительном приёме высоких доз витамина (10-20 раз превышающих суточную потребность) отмечено не было. Доза 200-5000 мг может вызвать онемение, покалывание и кратковременную потерю чувствительности в конечностях. Суточная потребность. Пищевые источники. Витамином В₆ богаты бобовые, зерновые культуры, мясные продукты, рыба, картофель. Он синтезируется кишечной микрофлорой, частично покрывая потребность организма в этом витамине. В сутки человек должен получать 2-2,2 мг пиридоксина. Потребность в витамине возрастает при увеличении количества белка в рационе, а также во время беременности и лактации. Приём алкоголя и курение уменьшают содержание пиридоксальфосфата в тканях.

Витамин В1

Витамин B1 (тиамин, антиневритный витамин)

Химическое строение и свойства: водорастворимый,  состоит из двух гетероциклических колец – аминопиримидинового и тиазолового. Хорошо сохраняется в кислой среде и выдерживает нагревание до высокой температуры, быстро разрушается в щелочной среде.

Витамин В1 присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и в форме его фосфорных эфиров: тиаминмонофосфата (ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиаминпирофосфат, ТПФ, кокарбоксилаза) и тиаминтрифосфата (ТТФ – важная роль в метаболизме нервной ткани). Основной коферментной формой (60–80 % от общего внутриклеточного  содержания) является ТПФ.

Биохимические функции:

1)  витамин В1 в форме ТПФ является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот

А) прямое декарбоксилирование ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы:

ПВК → СО2 + ацетальдегид

Б) окислительное декарбоксилирование ПВК с помощью пируватдегдрогеназы:

ПВК + КоА-SH + НАД+ → ацетил-КоА + НАДН+Н+

В) окислительное декарбоксилирование  ?-кетоглутатарата катализирует ?–кетоглута-ратдегидрогеназа (в составе ?-кетоглутаратдегидрогеназного комплекса)

Г)  окислительное декарбоксилирование кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования валина, изолейцина и лейцина)

2) ТПФ – кофермент транскетолазы – фермента пентозофосфатного пути окисления углеводов, являющегося основным поставщиком НАДФH + H+  и рибозо-5-фосфата.

3) принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя  в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА – субстрата ацетилирования холина

4) может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении (участие в кроветворении)

Гиповитаминоз.

Основные симптомам недостаточности: физическая слабость, снижение аппетита (витамин В1 необходим для стимуляции желудочной секреции), стойкие запоры; расстройство функции нервной системы (онемение пальцев, чувство «ползания мурашек», утрата периферических рефлексов, боль по ходу нервов); нарушения психической деятельности (раздражительность, забывчивость, страх, иногда галлюцинации, снижение интеллекта). Позже развивается глубокое поражение нервной системы, характеризующееся потерей чувствительности конечностей, развитием параличей.

Значительный дефицит - болезнь бери-бери («кандальная болезнь») - характеризуется крайне тяжелым течением: походка больного похожа на поступь овцы, тяжела, скованна (симптом симметричного опускания стоп), поражения сердечно-сосудистой и нервной системы.

В настоящее время дефицит витамина В1 становится одной из проблем питания, так как из-за высокого потребления сахара и кондитерских изделий, а также белого хлеба и шлифованного риса существенно увеличивается расход этого витамина в организме.

Пищевые источники: много в пшеничном хлебе из муки грубого помола, в оболочке семян хлебных злаков, в сое, фасоли, горохе,  в дрожжах, в  печени,  нежирной свинине, яичных желтках.

Использовать дрожжи в качестве источника витамина не рекомендуется из-за высокого содержания в них пуринов, что может приводить к возникновению обменного артрита (подагры).

Суточная потребность: 1,1 –1,5 мг.

Витамин В12.

B12 имеет самую сложную по сравнению с другими витаминами структуру, основой которой является корриновое кольцо. Коррин во многом аналогичен порфирину, но отличается тем, что два пиррольных цикла в составе коррина соединены между собой непосредственно, а не метиленовым мостиком. В центре корриновой структуры располагается ион кобальта. Четыре координационных связи кобальт образует с атомами азота. Ещё одна координационная связь соединяет кобальт с диметилбензимидазольным нуклеотидом. Последняя, шестая координационная связь кобальта остаётся свободной.

В организме человека есть только два фермента с коферментом B12:

Метилмалонил-КоА-мутаза, фермент, использующий в качестве кофактора аденозилкобаламин и при помощи реакции, упомянутой выше в п.1, катализирует перестановку атомов в углеродном скелете. В результате реакции из L-метилмалонил-КоА получается сукцинил-КоА. Эта реакция является важным звеном в цепи реакций биологического окисления белков и жиров.

5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансфераза, фермент из группы метилтрансфераз, использующий в качестве кофактора метилкобаламин и при помощи реакции, упомянутой выше в п. 2, катализирует превращение аминокислоты гомоцистеина в аминокислоту метионин.

При дефиците витамина B12 на фоне анемической клинической картины или без неё могут возникнуть и неврологические расстройства, в том числе демиелинизация и необратимая гибель нервных клеток. Симптомами такой патологии являются онемение или покалывание. Введение витамина даже в тысячекратной, по сравнению с физиологической, дозе не оказывало токсического эффекта.

Из животных тканей наиболее богаты витамином В12 печень и почки. Этот витамин вырабатывается микроорганизмами в пищеварительном тракте любого животного, включая человека, как продукт деятельности микрофлоры. В пищевой промышленности многих стран витамин добавляют в такие продукты, как сухие завтраки, шоколадные батончики, энергетические напитки. Суточная потребность – 3 мкг.