БХ - 3 семестр / ()Зачеты / 2 / Шпора
.doc|
1.Строение. Классификация и роль углеводов Углеводы – многоатомные альдегиды или кетоны. По способности к гидролизу они классифицируются на три группы:
КИСЛЫЕ: 1) Гиалуроновая кислота.Входит в состав роговицы, сердечных клапанов, суставной жидкости. Её основная функция – связывание воды. Она вязка, непроницаема для бактерий, регулирует распределение веществ в организме. 2) Гепарин Нейтральные: Они входят в состав веществ, определяющей группу крови (агглютининов и агглютиногенов), в состав веществ, выполняющих имунные функции, белков, гормонов, ферментов, могут встречаться в свободном состоянии в тканях и жидкостях организма.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ.
Кроме этого углеводы выполняют резервную функцию (крахмал, гликоген), учавствуют в осмотических процессах, обладают антикоагулянтными свойствами (гепарин), необходимы для нормального окисления белков и липидов. |
2.Переваривание и всасывание углеводов ЖКТ Переваривание начинается в ротовой полости за счёт слюны, содержащей муцин. Переваривание крахмала во рту начинается под действием а – амилазы (птиалин). У некоторых животных (лошади, собаки) а – амилаза отсутствует и крахмал переваривается в тонкой кишке под действием панкреатической амилазы. Кроме а – амилазы существует ещё два вида амилаз – в - и гамма – амилазы. Они содержатся в тканях. в – амилаза гидролизирует крахмал, отщеплением мальтозы, то есть является экзогликозидазой. Гамма – амилаза отщепляет от крахмала гликозидные остатки. Различают три вида пищеварения: 1) полостное (неэффективно, так как вероятность встречи фермента и субстрата не велика и подчиняется закону Броуновского движения) 2) пристеночное (осуществляется в гликокаликсе, который представляет собой гликопротеиновый комплекс, локализованный над и под микроворсинками тонкого кишечника. Сквозь сеть гликокаликса не проникают микробы, поэтому среда пищеварения стерильна, ферменты иммобилизованы на микроворсинках, конкурентного торможения их не происходит, так как среда стерильна. Всё это определяет высокую вероятность встречи фермента и субстрата, а значит и высокую эффективность этого пищеварения, кроме этого образующийся продукт сразу же убирается, поэтому ретроингибирование не имеет места). Процессы всасывания осуществляются тремя путями: 1) пассивная диффузия (по градиенту концентрации), так переносятся манноза, арабиноза, ксилоза. 2) облегчённая диффузия (облегчается путём образования гидрофобных каналов и пор при контакте мембраны с транспортируемым веществом). 3) активный транспорт (против градиента концентрации, за счёт энергии макроэргических связей АТФ или энергии мембранного потенциала).
3) внутриклеточное (проходит по механизму фаго - и пиноцитоза; является несовершенным, поскольку может приводить к развитию аллергических реакций). |
Вопрос3. Роль клетчатки в пищеварении
Целлюлоза (или клетчатка) – гомополисахарид, который является главным структурным компонентом клеточных стенок растений: фруктов и овощей. Молекулы целлюлозы – линейные неразветвленные цепи, которые состоят из остатков β,D'глюкозы и напоминают волокна (нити). В пищеварительном тракте человека целлюлоза не расщепляется, поскольку у нас нет для этого соответствующего фермента α5амилазы. Кроме клетчатки с едой в пищеварительный тракт попадают и другие растительные полисахариды, которые формируют пищевые волокна, к ним относится: целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнины, смолы, пектозаны. Пищевые волокна играют важную роль в физиологии пищеварения: 5 стимулируют моторику кишечника; 5 задерживают воду в кишечнике и формируют каловые массы; 5 адсорбируют холестерин, желчные кислоты, билирубин и способствуют их выведению; 5 выводят экзо5 и эндогенные токсины и радионуклеиды. 5 являются источником питания для кишечной микрофлоры, которая синтезирует из них некоторые витамины: К,В3,В8,В9,В12
|
Вопрос4.Нарушение переваривания и всасывания углеводов.Мальабсорбция Мальабсорбция (синдром нарушенного всасывания) характеризуется расстройством всасывания в тонкой кишке одного или нескольких питательных веществ и возникновением нарушения обменных процессов. Выделяют первичный (наследственно обусловленный) и вторичный (приобретенный) синдром нарушенного всасывания. Первичный синдром развивается при наследственных изменениях строения слизистой оболочки тонкой кишки и генетически обусловленной ферменТопатии. В эту группу входит относительно редко встречающееся врожденное нарушение всасывания в тонкой кишке, обусловленное дефицитом в слизистой оболочке тонкой кишки специфических ферментов-переносчиков. При этом нарушается всасывание моносахаридов и аминокислот (например, триптофана). К этой группе относится и нарушение всасывания белка злаков (пшеницы, ячменя, ржи, овса) - глутена, приводящее к возникновению глутеновой болезни. Из первичных нарушений всасывания у взрослых чаще встречается непереносимость дисахаридов. Вторичный синдром недостаточности всасывания связан с приобретенными изменениями структуры слизистой оболочки тонкой кишки.
|
Вопрос5.Механизм транспорта моносахаров в клетку,роль гармонов. После переваривания крахмала и гликогена, после расщепления дисахаридов в полости кишечника накапливается глюкоза и другие моносахариды, которые должны попасть в кровь. Для этого им необходимо преодолеть, как минимум, апикальную мембрану энтероцита и его базальную мембрану.Всасывание моносахаридов из просвета кишечника происходит по механизму вторичного активного транспорта. Это значит, что затрата энергии при переносе сахаров происходит, но тратится она не непосредственно на транспорт молекулы, а на создание градиента концентрации другого вещества.В случае моносахаридов таким веществом является натрий. Фермент Na+,К+-АТФаза постоянно, в обмен на калий, выкачивает ионы натрия из клетки, именно этот транспорт требует затрат энергии. В просвете кишечника содержание натрия относительно высоко и он связывается со специфическим мембранным белком, имеющим два центра связывания: один для натрия, другой для сахара. Примечательно то, что сахар связывается с белком только после того, как с ним свяжется натрий. Белок-транспортер свободно мигрирует в толще мембраны. При контакте белка с цитоплазмой натрий быстро отделяется от него по градиенту концентрации и сразу отделяется сахар. Результатом является накопление сахара в клетке, а ионы натрия выкачиваются Na+,К+-АТФазой.Выход глюкозы из клетки в межклеточное пространство и далее кровь происходит благодаря простой и облегченной диффузии. |
|
|
Вопрос6.Метаболизм галактозы и фруктозы в норме и при пат. Значительное количество фруктозы, образующееся при расщеплении сахарозы, прежде чем поступить в систему воротной вены, превращается в глюкозу уже в клетках кишечника. Другая часть фруктозы всасывается с помощью белка-переносчика, т.е. путём облегчённой диффузии. Нарушения метаболизма фруктозы Недостаточность фруктокиназы клинически не проявляется. Фруктоза накапливается в крови и выделяется с мочой, где её можно обнаружить лабораторными методами. н аследственная непереносимость фруктозы, возникающая при генетически обусловленном дефекте фруктозо-1-фосфатальдолазы, не проявляется, пока ребёнок питается грудным молоком, т.е. пока пища не содержит фруктозы. Симптомы возникают, когда в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу.
Галактоза образуется в кишечнике в результате гидролиза лактозы. Нарушения метаболизма галактозы Обмен галактозы особенно интересен в связи с наследственным заболеванием - галактоземией. Галактоземия возникает при нарушении обмена галактозы, обусловленном наследственным дефектом любого из трёх ферментов, включающих галактозу в метаболизм глюкозы Это заболевание проявляется очень рано, и особенно опасно для детей, так как основным источником углеводов для них служит материнское молоко, содержащее лактозу. Ранние симптомы дефекта ГАЛТ: рвота, диарея, дегидратация, уменьшение массы тела, желтуха. |
Вопрос8.Строение и метаболизм гликогена. Гликоген - разветвлённый гомополимер глюкозы, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1,4-гликозидной связью. В точках ветвления мономеры соединены α-1,6-гликозидными связями. В клетках животных гликоген - основной резервный полисахарид. При полимеризации глюкозы снижается растворимость образующейся молекулы гликогена и, следовательно, её влияние на осмотическое давление в клетке. После приёма пищи, богатой углеводами, запас гликогена в печени может составлять примерно 5% от её массы. Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде. Поэтому содержание гликогена в печени изменяется в зависимости от ритма питания. При длительном голодании оно снижается почти до нуля Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Глюкоза – глюкозо-6-фосфат – глюкозо-1-фосфат – УДФ-глюкоза – гликоген В переключении метаболических путей в печени участвуют гормоны инсулин, глюкагон и адреналин, а в мышцах - инсулин и адреналин. |
Инсулин - белковый гормон, синтезируется и секретируется в кровь р-клетками островков Лангерханса поджелудочной железы, β-клетки чувствительны к изменениям содержания глюкозы в крови и секретируют инсулин в ответ на повышение её содержания после приёма пищи. Синтез инсулина регулируется глюкозой Глюкагон - "гормон голода", вырабатываемый α-клетками поджелудочной железы в ответ на снижение уровня глюкозы в крови. Адреналин выделяется из клеток мозгового вещества надпочечников в ответ на сигналы нервной системы, идущие из мозга при возникновении экстремальных ситуаций Влияние гормонов на синтез и распад гликогена осуществляется путём изменения в противоположных направлениях активности двух ключевых ферментов: гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы с помощью их фосфорилирования и дефосфорилирования Взаимопревращения 2 форм гликогенфосфорилазы обеспечиваются действием ферментов киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы. Активация киназы фосфорилазы происходит под действием протеинкиназы А - ПКА (цАМФ-зависимой). цАМФ сначала активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует киназу фосфорилазы, переводя её в активное состояние, а та, в свою очередь, фосфорилирует гликогенфосфорилазу. Синтез цАМФ стимулируется адреналином и глюкагоном Активация фосфопротеинфосфатазы происходит в результате реакции фосфорилирования, катализируемой специфической протеинкиназой, которая, в свою очередь, активируется инсулином посредством каскада реакций с участием |
Вопрос9.Баланс гликогена в организме В организме человека может содержаться до 450 г гликогена, треть из которого накапливается в печени, а остальное — главным образом в мышцах. Содержание гликогена в других органах незначительно. Гликоген печени служит прежде всего для поддержания уровня глюкозы в крови в фазе пострезорбции Поэтому содержание гликогена в печени варьирует в широких пределах. При длительном голодании оно падает почти до нуля, после чего начинается снабжение организма глюкозой с помощью глюконеогенеза Гликоген мышц служит резервом энергии и не участвует в регуляции уровня глюкозы в крови. В мышцах отсутствует глюкозо-6-фосфатаза, поэтому гликоген мышц не может быть источником глюкозы в крови. По этой причине колебания содержания гликогена в мышцах меньше, чем в печени. Гликогеновые болезни - группа наследственных нарушений, в основе которых лежит снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза или распада гликогена, либо нарушение регуляции этих ферментов. . Гликогенозы - заболевания, обусловленные дефектом ферментов, участвующих в распаде гликогена. Они проявляются или необычной структурой гликогена, или его избыточным накоплением в печени, сердечной или скелетных мышцах, почках, лёгких и других органах Печёночные формы гликогенозов ведут к нарушению использования гликогена для поддержания уровня глюкозы в крови. Поэтому общий симптом для этих форм - гипогликемия в постабсорбтивный период. Болезнь Гирке (тип I) отмечаютнаиболее часто.. Причина этого заболевания - наследственный дефект глюкозо-6-фосфатазы - фермента, обеспечивающего выход глюкозы в кровоток после её высвобождения из гликогена клеток печени Гипогликемия - следствие нарушения реакции образования свободной глюкозы из глюкозо-6-фосфата. Болезнь МакАрдла (тип V) - аутосомнорецессивная патология, при которой полностью отсутствует в скелетных мышцах активность гликогенфосфорилазы. Агликогеноз (гликогеноз 0 по классификации) - заболевание, возникающее в результате дефекта гликогенсинтазы. |
Вопрос10.Анаэробный гликолиз.Локализация,реакции. При дефиците кислорода или полном его отсутствии происходит анаэробный гликолиз. Молекула глюкозы расщепляется и окисляется до двух молекул молочной кислоты , и энергии окисления глюкозы в этом случае хватает только на две молекулы АТФ . Это результат неполного окисления глюкозы. Благодаря этому мы можем короткое время обходиться без кислорода. При расщеплении одной молекулы глюкозы образуется всего две молекулы АТФ (в аэробных условиях - до 38). В итоге в клетке снижаются запасы АТФ и энергии. При анаэробном гликолизе накапливается молочная кислота , и возникает внутриклеточный ацидоз . Нарушается работа ионных насосов , снижается трансмемранный потенциал , и в клетке накапливаются Nа+ и вода. Уменьшаются концентрационные градиенты К+, Сl-, Са2+. Накопление в клетке кальция усугубляет поражение митохондрий . В анэйробных условиях гликолиз становится основным процессом, обеспечивающим клетку АТФ (ATP) |
Различают местную и общую регуляцию. Местная регуляция осуществляется путём изменения активности ферментов под действием различных метаболитов внутри клетки. Регуляция гликолиза в целом, сразу для всего организма, происходит под действием гормонов, которые, влияя через молекулы вторичных посредников, изменяют внутриклеточный метаболизм. Важное значение в стимуляции гликолиза принадлежит инсулину. Глюкагон и адреналин являются наиболее значимыми гормональными ингибиторами гликолиза. Регуляция гликолиза осуществляется через несколько ключевых этапов. Реакции, катализируемые гексокиназой , фосфофруктокиназой и пируваткиназой отличаются существенным уменьшением свободной энергии и являются практически необратимыми, что позволяет им быть эффективными точками регуляции гликолиза. Энергетический баланс полного аэробного окисления глюкозы: Количество синтезированных молекул АТФ: @ на этапе аэробного гликолиза ( до образования ПВК)– 2 молекулы АТФ (реакции субстратного фосфорилирования); @ за счет окисления в митохондриях 2 мол. гликолитического НАДН2 – 4.6 мол. АТФ (в процессе аэробного гликолиза в цитоплазме клеток образуется 2 мол. НАДН2 , которые 5 транспортируются на дыхательную цепь митохондрий специальными челночными малат-аспартатной и глицерофосфатной системами; считается, что 2 мол. АТФ расходуются на процесс переноса); @ в процессе окислительного декарбоксилирования 2 мол ПВК : 2х3 = 6 мол.АТФ; @ в результате окисления 2 мол. Ацетил-КоА в ЦТК Кребса : 2х12= 24 мол. АТФ. Таким образом, общее количество АТФ, полученное при полном аэробном окисления 1 мол. глюкозы до СО2 и Н2О, составляет 36-38 мол. АТФ
|
|
Вопрос7.Значение фосфорилирования глюкозы. Глюкоза, поступающая в клетки органов и тканей, сразу же подвергается фосфорилированию с использованием АТФ. Эту реакцию во многих тканях катализирует фермент гексокиназа, а в печени и поджелудочной железе - фермент глюкокиназа. Фосфорилирование глюкозы - практически необратимая реакция, так как она протекает с использованием значительного количества энергии. Глюкокиназа. Фосфорилирование глюкозы в гепатоцитах в период пищеварения обеспечивается свойствами глюкокиназы, которая имеет высокое значение Кm - 10 ммоль/л. В этот период концентрация глюкозы в воротной вене больше, чем в других отделах кровяного русла и может превышать 10 ммоль/л, а следовательно, активность глюкокиназы в гепатоцитах повышается. Следует отметить, что активность глюкокиназы, в отличие от гексокиназы, не ингибируется продуктом катализируемой реакции - глюкозо-6-фосфатом Гексокиназа отличается от глюкокиназы высоким сродством к глюкозе (Кm <0,1 ммоль/л). Следовательно, этот фермент, в отличие от глюкокиназы, активен при низкой концентрации глюкозы в крови, что характерно для постабсорбтивного состояния. Печень в этот период поглощает гораздо меньше глюкозы, так как скорость её внутриклеточного фосфорилирования глюкокиназой резко снижается. |
Тогда как потребление глюкозы мозгом, эритроцитами и другими тканями обеспечивается активной в этих условиях гексокиназой. Фермент гексокиназа может катализировать фосфорилирование не только D-глюкозы, но и других гексоз, хотя и с меньшей скоростью. Активность гексокиназы изменяется в зависимости от потребностей клетки в энергии. В качестве регуляторов выступают соотношение АТФ/АДФ и внутриклеточный уровень глюкозо-6-фосфата (продукта катализируемой реакции). При снижении расхода энергии в клетке повышается уровень АТФ (относительно АДФ) и глюкозо-6-фосфата. В этом случае активность гексокиназы снижается, и, следовательно, уменьшается скорость поступления глюкозы в клетку. Глюкозо-6-фосфат может использоваться в клетке в различных превращениях, основными из которых являются: синтез гликогена, катаболизм с образованием СО2 и Н2О или лактата, синтез пентоз. Распад глюкозы до конечных продуктов служит источником энергии для организма. Вместе с тем в процессе метаболизма глюкозо-6-фосфата образуются промежуточные продукты, используемые в дальнейшем для синтеза аминокислот, нуклеотидов, глицерина и жирных кислот. Таким образом, глюкозо-6-фосфат - не только субстрат для окисления, но и строительный материал для синтеза новых соединений
|
Вопрос11.Гликолитическая оксидоредукция. реакции гликолитической оксидоредукции полностью обратимы. В отсутствие кислорода сколько НАДН2 образуется на 6-й стадии, столько же НАДН2 и отдаст свой водород на ПВК. Поэтому в анаэробных условиях конечным продуктом распада глюкозы является ЛАКТАТ. Процесс распада глюкозы до лактата в анаэробных условиях называется ГЛИКОЛИЗОМ, а гликогена - ГЛИКОГЕНОЛИЗОМ. Таким образом, ГЛИКОЛИТИЧЕСКАЯ ОКСИДОРЕДУКЦИЯ - это сопряжение между 6-й стадией (окисление ФГА) и 11-й стадией (восстановление ПВК до лактата) гликолиза. В состоянии покоя, наступающего после интенсивной мыщечной работы, в клетку начинает поступать кислород. Это приводит к запуску митохондриальных дыхательных цепей. Запускаются окислительное декарбоксилирование пирувата, ЦТК и челночный механизм переноса водорода в митохондрии, а, значит, и ГБФ-путь распада глюкозы (гликогена). При этом процесс гликолиза тормозится автоматически. Торможение гликолиза поступившим в клетку кислородом называется ЭФФЕКТОМ ПАСТЕРА по имени ученого, открывшего это явление. В раковых клетках такого эффекта не наблюдается. В них одновременно могут протекать сразу два процесса: и ГБФ-путь, и гликолиз. Отсутствие эффекта Пастера в тканях, пораженных злокачественными опухолями, называется ЭФФЕКТОМ КРЭБТРИ Субстратное фосфорилирование, в отличие от фосфорилирования в цепи переноса электронов не ингибируется «разобщающими» ядами (например, динитрофенолом) и не связано с фиксацией ферментов в мембранах митохондрий. Вклад Субстратного фосфорилированиея в клеточный фонд АТФ в аэробных условиях значительно меньше, чем вклад фосфорилирования в цепи переноса электронов.
|
Вопрос12.Спиртовое брожение. спиртовое брожение осуществляется так называемыми дрожжеподобными организмами, а также некоторыми плесневыми грибками. Суммарную реакцию спиртового брожения можно изобразить следующим образом:
Механизм реакции спиртового брожения чрезвычайно близок к гликолизу. Расхождение начинается лишь после этапа образования пирувата. При гликолизе пируват при участии фермента ЛДГ и кофермента НАДН восстанавливается в лактат. При спиртовом броженииэтот конечный этап заменен двумя другими ферментативными реакциями – пируватдекарбо-ксилазной и алкогольдегидрогеназной. В дрожжевых клетках (спиртовое брожение) пируват вначале подвергается декарбоксилированию, в результате чего образуетсяацетальдегид. Данная реакция катализируется ферментом пируватдекарбоксилазой, который требует наличия ионов Mg и кофермента(ТПФ):
Образовавшийся ацетальдегид присоединяет к себе водород, отщепляемый от НАДН, восстанавливаясь при этом в этанол. Реакциякатализируется ферментом алкогольдегидрогеназой:
Таким образом, конечными продуктами спиртового брожения являются этанол и СО2, а не молочная кислота, как при гликолизе.
|
Вопрос13. Метаболизм этанола в организме Катаболизм этилового спирта осуществляется главным образом в печени. Здесь окисляется от 75% до 98% введённого в организм этанола. Окисление алкоголя - сложный биохимический процесс, в который вовлекаются основные метаболические процессы клетки. Превращение этанола в печени осуществляется тремя путями с образованием токсического метаболита - ацетальдегида ( Основную роль в метаболизме этанола играет цинксодержащий NAD+- зависимый фермент - алкогольдегидрогеназа, локализующаяся в основном в цитозоле и митохондриях печени (95%). В ходе реакции происходит дегидрирование этанола, образуются ацетальдегид и восстановленный кофермент NADH. Фермент алкогольдегидрогеназа - димер, состоящий из идентичных или близких по первичной структуре полипептидных цепей, кодируемых аллелями одного гена. Существуют 3 изоформы алкогольдегидрогеназы (АДГ): АДГ1, АДГ2, АДГ3, различающиеся по строению протомеров, локализации и активности. Для европейцев характерно присутствие изоформ АДГ1 и АДГ3. У некоторых восточных народов преобладает изоформа АДГ2, характеризующаяся высокой активностью, это может быть причиной их повышенной чувствительности к алкоголю. При хроническом алкоголизме количество фермента в печени не увеличивается, т.е. он не является индуцируемым ферментом. Цитохром Р450-зависимая микросомальная этанолокисляющая сисгема (МЭОС) локализована в мембране гладкого ЭР гепатоцитов. МЭОС играет незначительную роль в метаболизме небольших количеств алкоголя, но индуцируется этанолом, другими спиртами, лекарствами типа барбитуратов и приобретает существенное значение при злоупотреблении этими веществами. С2Н5ОН + NADPH + Н+ + О2 → СН3СНО + NADP+ + 2Н2О. Второстепенную роль в окислении этанола играет каталаза, находящаяся в пероксисомах цитоплазмы и митохондрий клеток печени. Этот фермент расщепляет примерно 2% этанола, но при этом утилизирует пероксид водорода.СН3СН2ОН + Н2О2 → СН3СНО + 2Н2О.
|
Вопрос14.Повреждающее действие этанола на организм. Ацетальдегид, образовавшийся из этанола, окисляется до уксусной кислоты двумя ферментами: FAD -зависимой альдегидоксидазой и NAD+ -зависимой ацетальдегиддегидрогеназой (АлДГ). СН3СНО + О2 + H2O → СН3СООН + Н2О2 . Другой фермент ацетальдегиддегидрогеназа (АлДГ) окисляет субстрат при участии кофермента NAD+. СН3СНО + Н2О + NAD+ → СН3СООН + NADH + H+. Ферменты, участвующие в окислении этанола, - алкогольдегидрогеназа и АлДГ по разному распределены: в цитозоле - 80%/20% и митохондриях - 20%/80%. При поступлении больших доз алкоголя (более 2 г/кг) из-за разных скоростей окисления этанола и ацетальдегида в цитозоле резко повышается концентрация последнего. Ацетальдегид - очень реакционно-способное соединение; он неферментативно может ацетилировать SH-, NH2- группа белков и других соединений в клетке и нарушать их функции. Активное окисление этанола и ацетальдегида приводит к увеличению отношения NADH/NAD+, что снижает активность NAD+-зависимых ферментов в цитозоле и менее значительно в митохондриях. На начальных стадиях алкоголизма окисление ацетил-КоА в ЦТК - основной источник энергии для клетки. Избыток ацетил-КоА в составе цитрата выходит из митохондрий, и в цитоплазме начинается синтез жирных кислот. Этот процесс, помимо АТФ, требует участия NADPH, который образуется при окислении глюкозы в пентозофосфатном цикле. Из жирных кислот и глицерол-3-фосфата образуются ТАГ, которые в составе ЛПОНП секретируются в кровь. Повышенная продукция ЛПОНП печенью приводит к гипертриацилглицеролемии. При хроническом алкоголизме снижение синтеза фосфолипидов и белков в печени, в том числе и апобелков, участвующих в формировании ПОНП, вызывает внутриклеточное накопление ТАГ и ожирение печени. Однако в период острой алкогольной интоксикации, несмотря на наличие большого количества ацетил-КоА, недостаток оксалоацетата снижает скорость образования цитрата. В этих условиях избыток ацетил-КоА идёт на синтез кетоновых тел, которые выходят в кровь. Повышение в крови концентрации лактата, ацетоуксусной кислоты и β-гидроксибутирата служит причиной метаболического ацидоза при алкогольной интоксикации.
|
|
Вопрос15.Механизм окислительного декарбоксилирования ПВК.
В аэробных условиях пировиноградная кислота окисляется; этот процесс называется окислительным декарбоксилированием пировиноградной кислоты. Катализирует этот процесс мультиэнзимный комплекс, который называется пируватдегидрогеназным комплексом. В состав этого комплекса входят три фермента и пять коферментов.Первый этап аэробного превращения ПВК заключается в ее декарбоксилировании, катализируемом пируватдекарбоксилазой (E1), коферментом которой является тиаминпирофосфат. В результате образуется оксиэтильный радикал, ковалентно связанный с коферментом.Фермент, ускоряющий второй этап окислительного декарбоксилирования ПВК, - липоат-ацетилтрансфераза содержит в своем составе два кофермента: липоевую кислоту и коэнзим A (KoASH). Заключительную стадию окислительного декарбоксилирования ПВК катализирует дигидролипоилдегидрогеназа, коферментом которой является ФАД. Кофермент отщепляет два атома водорода от дигидролипоевой кислоты, тем самым воссоздавая первоначальную структуру данного коферментаКонечным акцептором атомов водорода является НАД:ФАД · 2Н + НАД+ → ФАД + НАДН + Н+ Суммарный результат многостадийной реакции выглядит следующим образом:
|
Вопрос16.Аэробный гликолиз
Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки. Протекает он в 3 этапа: 1) гликолиз с образованием пировиноградной кислоты; 2) окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты до (ацетил-КоА); 3) окисление последнего в цикле Кребса до углекислого газа и воды. Энергетический баланс аэробного окисления глюкозы значительно выше, чем анаэробного, и составляет 38 молекул АТФ. Реакции аэробного гликолиза Превращение глюкозо-6-фосфата в 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата Превращение глицеральдегид-3-фосфата в пируват. Эта часть аэробного гликолиза включает реакции, связанные с синтезом АТФ. Окисление цитоплазматического NADH в митохондриалъной дыхательной цепи. NADH, образующийся при окислении глицеральдегид-3-фосфата в аэробном гликолизе, подвергается окислению путём переноса атомов водорода в митохондриальную дыхательную цепь. Однако цитозольный NADH не способен передавать водород на дыхательную цепь, потому что митоховдриальная мембрана для него непроницаема. Перенос водорода через мембрану происходит с помощью специальных систем, называемых "челночными". В этих системах водород транспортируется через мембрану при участии пар субстратов Выход АТФ при аэробном гликолизе На образование фруктозо-1,6-бисфосфата из одной молекулы глюкозы требуется 2 молекулы АТФ (реакции 1 и 3 на рис. 7-33). Реакции, связанные с синтезом АТФ, происходят после распада глюкозы на 2 молекулы фосфотриозы, т.е. на втором этапе гликолиза. На этом этапе происходят 2 реакции субстратного фосфорилирования и синтезируются 2 молекулы АТФ
|
Вопрос17.ГНГ Глюконеогенез — синтез глюкозы из соединений неуглеводной природы. В организме взрослого человека за сутки может синтезироваться до 250 г глюкозы. Глюконеогенез осуществляется главным образом в печени (синтезируетя до 90 % всей глюкозы), в корковом веществе почек и в энтероцитах (совсем незначительно). Глюконеогенез стимулируется при длительном голодании, при ограничении поступления углеводов с пищей, в период восстановления после мышечной нагрузки, у новорождённых в первые часы после рождения 2ПВК + 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДН Н+ + 2Н+ + 6Н2О → Глюкоза + 4АДФ + 2ГДФ + 6Фн + 2НАД+ Глюконеогенез протекает, в основном, по тому же пути, что и гликолиз, но в обратном Направлении. Энергетический баланс. На синтез молекулы глюкозы из двух молекул пирувата расходуется 4АТФ и 2ГТФ (6АТФ). Энергию для глюконеогенеза поставляет процесс β-окис- ления жирных кислот. Биологическая роль глюконеогенеза: 1. Поддержание уровня глюкозы в крови. При длительном голодании (голодание более суток) глюконеогенез является единственным процессом, поставляющим глюкозу в кровь. 2. Возвращение лактата в метаболический фонд углеводов. Лактат, образующийся в процессе анаэробного окисления глюкозы в эритроцитах и скелетных мышцах, транспортируется кровью в печень и превращается в гепатоцитах в глюкозу. Это так называемый межорганный цикл Кори
|
Вопрос18.Субстратное,энергетич.обеспеч.ГНГ.Цикл кори и фелинга Глюконеогенез — процесс образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии При голодании в организме человека активно используются запасы питательных веществ (гликоген, жирные кислоты). Они расщепляются до аминокислот, кетокислот и других неуглеводных соединений. Большая часть этих соединений не выводится из организма, а подвергаются реутилизации. Вещества транспортируются кровью в печень из других тканей, и используются в глюконеогенезе для синтеза глюкозы — основного источника энергии в организме. Таким образом, при истощении запасов организма, глюконеогенез является основным поставщиком энергетических субстратов. Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза. При интенсивной мышечной работе,а также в условиях отсутствия или недостаточного числа митохондрий (например,в эритроцитах или мышцах) глюкоза вступает на путь анаэробного гликолиза с образованием лактата. Лактат не может далее окисляться, он накапливается (при его накоплении в мышцах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает характерную ломоту в мышцах). С током крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза(синтез глюкозы из неуглеводных соеднений), и лактат идет на синтез глюкозы.
|
Вопрос19.ПФП(ПЦ) Пентозофосфатный путь служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз (частей) - окислительной и неокислительной. В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу - рибулозо-5-фосфат, и образуется восстановленный NADPH. Суммарное уравнение окислительного этапа пентозофосфатного пути можно представить в виде: Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP+ + Н2О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н+ + СО2. В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза. Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным ко-ферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах. Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом: 3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP+ → 3 СО2 + 6 (NADPH + Н+) + 2 Фруктозо-6-фосфат + Глицеральдегид- 3 -фосфат. Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле. Наиболее активно Пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках. Окислительный этап образования пентоз и неокислительный этап (путь возвращения пентоз в гексозы) составляют вместе циклический процесс. Такой процесс можно описать общим уравнением: 6 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADP+ + 2 Н2О → 5 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADPH +12 Н+ + 6 СO2. Протекание пентозофосфатного цикла позволяет клеткам продуцировать NADPH, необходимый для синтеза жиров, не накапливая пентозы |
Вопрос20.Строение ГАГ Гликозаминогликаны представляют собой длинные неразветвлённые цепи гетерополиса-харидов. Они построены из повторяющихся дисахаридных единиц. Одним мономером этого дисахарида является гексуроновая кислота (D-глюкуроновая кислота или L-идуроновая), вторым мономером - производное аминосахара (глюкоз- или галактозамина). NH2-rpynna аминосахаров обычно ацетилирована, что приводит к исчезновению присущего им положительного заряда. В настоящее время четко расшифрована структура шести основных классов гликозаминогликанов Гиалуроновая кислота впервые была обнаружена в стекловидном теле глаза. Повторяющаяся дисахаридная единица в гиалуроновой кислоте имеет следующую структуру: рисунок на обратной стороне. Хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат различаются распределением в разных видах соединительной ткани Дерматансульфат особенно характерен для дермы (кожи). Гепарин известен прежде всего как антикоагулянт. Однако его следует относить к гликозаминогликанам, так как он синтезируется тучными клетками, которые являются разновидностью клеточных элементов соединительной ткани. На синтез гликозаминогликанов влияют глюкокортикоиды: они тормозят синтез гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов. Показано также тормозящее действие половых гормонов на синтез сульфатированных гликозаминогликанов в органах-мишенях. |
|
Вопрос21.Нормо-,гипер- и гипогликемия Гипергликемия- высокое содержание сахара в крови. Уровень сахара в норме регулирует гормон инсулин. При сахарном диабете инсулин не вырабатывается в должном количестве. А значит, поддержание уровня сахара в крови в пределах нормы является основной задачей лечения. Гипергликемию у диабетиков может вызвать чрезмерное и неправильное питание, недостаточная физическая нагрузка, пропуск очередного введения инсулина или приема сахароснижающих препаратов, стресс, инфекционные заболевания и даже менструации. Проявление: усиление жажды, частое мочеиспускание, усталость и утомляемость, повышение аппетита, помутнение зрения и появление мурашек перед глазами, головная боль, снижение концентрации внимания, сухость кожи, раздражительность. Гипогликемия –низкий уровень сахара в крови. Это состояние возникает только у больных, получающих сахароснижающие препараты (инсулин или сахароснижающие таблетки), и является осложнением не заболевания, а лечения. Причины снижения сахара в крови могут быть самые разные: пропуск приема пищи, чрезмерная физическая нагрузка, прием алкоголя, стрессовая ситуация и т.д. Проявление: спутанность сознания, дрожь, потливость, озноб, помутнение зрения, головная боль, слабость, затруднение речи, онемение губ.
|
Вопрос22.Махенизм действия инсулина Инсули́н -гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангергансаподжелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови. Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры. То есть, помимо анаболического действия, инсулин обладает также и антикатаболическим эффектом. Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток — абсолютная недостаточность инсулина — является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани — относительная инсулиновая недостаточность — имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа. Механизм действия: Осуществление действия инсулина происходит через белок-рецептор, представляющий собой интегральный белок мембраны клетки, который состоит из 2-х субъединиц(a и b), образованных 2-мя полипептидными цепочками. А-субъединица рецептора распознаёт и связывается с инсулином, изменяя при его присоединении свою геометрическую форму. Вследствие чего проявляется тирозинкиназная активность и у В-субъединицы, что запускает цепь реакций по активации ферментов, которая начинается с самофосфорилирования рецептора |
Вопрос23.срочный механизм регуляции глюкозы Уровень глюкозы в крови является одним из гомеостатических параметров. Регуляция уровня глюкозы в крови – это сложный комплекс механизмов, обеспечивающий постоянство энергетического гомеостаза для наиболее жизненно важных органов (мозг, эритроциты). Глюкоза – главный и едва не единственный субстрат энергетического обмена. Существует два механизма регуляции:
Срочный механизм срабатывает практически всегда при действии на организм любых экстремальных факторов. Он осуществляется по классической модели (через зрительный анализатор воспринимается информация об опасности. Возбуждение из одного очага в коре распространяется по всем зонам коры. Затем возбуждение передаётся на гипоталамус, где находится центр симпатической нервной системы. По спинному мозгу импульсы поступают в симпатический ствол и по постганглионарным волокнам к коре надпочечников. При этом происходит выброс адреналина, который запускает аденилатциклазный механизм мобилизации гликогена). |
Срочный механизм поддерживает стабильную гликемию на протяжении 24 часов. В дальнейшем запас гликогена уменьшается и уже спустя 15 – 16 часов подключается постоянный механизм, в основе которого лежит глюконеогенез. После истощения запасов гликогена, возбуждённая кора продолжает посылать импульсы в гипоталамус. Отсюда выделяются либерины, которые с током крови заносятся переднюю долю гипофиза, которая, в свою очередь, синтезирует в кровоток СТГ, АКТГ, ТТГ, которые в свою очередь стимулируют выброс трийодтиронина и тиреотропина. Эти гормоны стимулируют липолиз. Тиреотропные гормоны активируют протеолиз, в результате чего образуются свободные аминокислоты, которые как и продукты липолиза используются как субстраты глюконеогенеза и цикла трикарбоновых кислот. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови, происходит выброс инсулина, однако вследствие того, что жирные кислоты и выделяемые гормоны выключают гликолиз в мышечной ткани, потребление глюкозы мышцами не происходит, вся глюкоза сохраняется для мозга и эритроцитов. В условиях длительного воздействия отрицательных факторов на организм (постоянный стресс) может возникнуть дефицит инсулина, что является одной из причин сахарного диабета. |
Вопрос24.Постоянный механизм регуляции глюкозы Уровень глюкозы в крови является одним из гомеостатических параметров. Регуляция уровня глюкозы в крови – это сложный комплекс механизмов, обеспечивающий постоянство энергетического гомеостаза для наиболее жизненно важных органов (мозг, эритроциты). Глюкоза – главный и едва не единственный субстрат энергетического обмена. Существует два механизма регуляции:
Постоянный (через гормональное влияние) |
Вопрос25.Механизм развития б\х изменения при недост.инсулин.эфф. Причинами комы выступают прекращение введения инсулина или резкое снижение его дозы, хирургические вмешательства или другие стрессовые ситуации, обильная и длительная рвота (например, при желчной колике у больного сахарным диабетом). В редких случаях кома развивается и вне связи с сахарным диабетом - при алкогольной интоксикации, при длительном приеме больших доз глюкокортикоидных препаратов. Повышенное образование кетоновых тел в печени и снижение их использования тканями ведут к кетоацидозу и кетонурии. Другая причина кетоацидоза - увеличение секреции контринсулярных гормонов: АКТГ, кортизола и глюкагона. Гипергликемия и глюкозурия провоцируют развитие кетонурии и кетоацидоза. Признаки: 1. Запах ацетона изо рта (он похож на запах прокисших фруктов). 2. Быстрое утомление, слабость. 3. Головную боль. 4. Снижение аппетита, а затем — отсутствие аппетита, отвращение к пище. 5. Боли в животе. 6. Возможны тошнота, рвота, понос. 7. Шумное, глубокое учащенное дыхание. |
|
Вопрос26.Сахарный диабет Диабет - это выделение глюкозы с мочой. Выделяют две формы диабета: 1) диабет первого типа (диабет молодых людей, он является инсулиндефицитным) 2)диабет второго типа (диабет пожилых или тучных людей, он является инсулинрезистентным или инсулинизбыточным). Эта форма связана с резистентностью инсулиновых рецепторов к инсулину и сопряжена с ожирением, атеросклерозом, гипертонией. Диабет первого типа возникает в результате абсолютного или относительного дефицита инсулина. Абсолютный дефицит может быть вызван повреждением поджелудочной железы или разрушением в – клеток или островков Лангерганса, что возникает при опухолях, кистозах, травмах, хирургических вмешательствах. Относительный дефицит возникает при несоответствии между инсулиновой продукцией и его потреблением, то есть инсулин выделяется в недостаточном количестве. Диабет молодых возникает потому, что в детстве углеводный обмен наиболее напряжён. Сахарный диабет I типа (инсулинозависимый): Возраст - Молодой, обычно до 30 лет Начало заболевания - Острое Уровень кетоновых тел в крови - Часто увеличен Масса тела - Снижена Пол - Одинаково часто, но с некоторым перевесом у мужчин Распространенность - Около 50 % населения Лечение - Диета, инсулинотерапия Сахарный диабет II типа (инсулинонезависимый): Возраст - Старше 40 лет Начало заболевания - Постепенное (месяцы, годы) Уровень кетоновых тел в крови - Обычно в норме Масса тела - Ожирение у 80- 90 % больных Пол - Чаще у женщин Распространенность - 2-5 % населения Лечение - Диета, сахаросни-ающие пероральные препараты |
Вопрос27.Диагностика сахарного диабета Диагностика сахарного диабета подразумевает установление точного диагноза заболевания: установление формы заболевания, оценка общего состояния организма, определение сопутствующих осложнений. Основными симптомами диабета являются: избыточное выделение мочи) – часто бывает первым признаком диабета. Повышение количества выделяемой мочи обусловлено растворенной в моче глюкозой, препятствующей обратному всасыванию воды из первичной мочи на уровне почек. (сильная жажда) – является следствием усиленной потери воды с мочой. Потеря веса – является непостоянным симптомом диабета, более характерным для диабета 1-го типа. Похудание наблюдается даже при усиленном питании больного Построение гликемической кривой Принцип метода. Основан на том, что уровень глюкозы в крови обычно характеризует инсулярную функцию. Пероральная нагрузка глюкозой влечет за собой увеличение уровня глюкозы в крови, которая стимулирует инсулярную активность, что приводит к нормализации уровня гликемии. Анализ графического изображения гликемической кривой позволяет выявить скрытые формы диабета и нарушение гликогенобразующей функции печени. Анализ гликемических кривых: у здорового человека уже через 15 мин после приема глюкозы наблюдается увеличение ее содержания в крови, которое между 30-й и 60-й минутами достигает максимальной величины. Затем начинается снижение и к 120-й минуте содержание глюкозы достигает исходного уровня, отмечавшегося натощак, или с небольшими отклонениями в сторону как повышения, так и снижения. Через 3 ч содержание глюкозы в крови достигает исходной величины. При сахарном диабете гликемические кривые имеют чрезвычайно высокую вершину и повышенный уровень глюкозы остается спустя 3 ч после нагрузки |
Вопрос28. МУКОПОЛИСАХАРИДОЗЫ - группа наследственных заболеваний соединительной ткани, протекающих с поражением нервной системы, глаз, внутренних органов и опорно-двигательного аппарата, возникающих вследствие накопления кислых гликозамингликанов, т. е. мукополисахаридов. Нарушения в обмене приводят к разным симптомокомплексам, имеющим ряд общих клинических проявлений. Клиническая картина. Выявляется непропорционально малый рост, задержка которого начинается к концу первого года жизни. Обращают на себя внимание грубые черты лица: нависающий лоб, большой язык, гипертелоризм, деформация ушей и зубов. Грудная клетка деформирована, выражен кифоз грудного и поясничного отделов позвоночника. Характерны ограничение подвижности суставов, гепатоспленомегалия, пупочные и паховые грыжи. Появление клинических симптомов после периода нормального развития свойственно большинству болезней накопления. Это связано с достижением критического уровня нерасщепленного субстрата в лизосомах |
Вопрос29.Роль витаминов в углеводном обмене роль витаминов в жировом и холестериновом обмене многогранна. Витамин В1 способствует образованию жира из белка при одностороннем белковом питании, однако в этом процессе необходимо участие также витамина В6. Витамин В2 и пантотеновая кислота усиливают это действие витамина В1. Витамин В2 играет важную роль в усвоении и синтезе жира в организме. Высокое содержание жира в пище повышает потребность в нем. Витамин В6 участвует в жировом обмене, способствуя лучшему использованию организмом ненасыщенных жирных кислот и синтезу арахидоновой кислоты. Он снижает содержание холестерина в крови. Витамин В12 предупреждает жировую инфильтрацию печени (устраняет ненормальное отложение жира в печени), при которой снижаются ее основные функции. Витамин В12, а также холин снижают содержание холестерина и способствуют устранению жироподобных (склеротических) отложений в сосудах сердца и аорте. Известно, что большие дозы витамина РР положительно влияют на обмен холестерина. Витамин А также связан с жировым обменом. Имеются данные о том, что он повышает содержание холестерина в крови. Витамины принимают участие и в углеводном обмене. Витамин В1 играет здесь основную роль. Установлена его связь с обменом пировиноградной кислоты. Окисление молочной кислоты в пировиноградную и расщепление последней до углекислоты и воды происходит при участии витаминов В1, В2 и РР. Поэтому пища, содержащая большое количество углеводов, повышает потребность и в витамине В2. Витамин В12 также участвует в углеводном обмене и при недостатке его в организме ухудшается усвоение углеводов. |
|
|
