биохим 2 часть
.pdf- 61 -
ность, в этих местах возрастает вероятность образования тромба или разрыва сосуда.
Существует ряд гипотез и теорий механизма развития атеросклероза. Аутоиммунная теория считает, что вследствие гиперхолестеринемии ЛОНП и, возможно, ЛНП приобретают аутоантигеняые свойства, они взаимодейс твуют с возникающими антителами, образующиеся аутоиммунные комплексы повреждают эпителий сооудов, что облегчает проникновение в интиму ли попротеиновых чаотиц и отложение липидов. Вирусная гипотеза предпола гает поражение артерий вирусом, периодически стимулирующим сосудиотые клетки к размножению, что и ведет к накоплению в них холестерина.
Развитие гиперхолестеринемии может обусловливаться нерациональ ным избыточным питанием, эндокринными расстройствами, его также связы вают с возможной дефектностью рецепторов плазматических мембран кле ток, связывающих ЛНП.
36. Цри сахарном диабете, обусловливаемом недостаточностью в орга низме инсулина, нарушается утилизация основного источника энергии - глюкозы, поэтому усиливается использование жиров: они интенсивно гид ролизуются в клетках жировых депо и жирные кислоты поступают в крово ток. Периферические ткани (кроме мозговой) подвергают жирные кислоты ^-окислению, а возникающий ацетил-КЬА расщепляется в цикле трикарбоновых кислот, все это дает клеткам нужное количество энергии (АТФ). Одна ко вследствие нарушения распада глюкозы возникает меньшее, чем обычно, количество пирувата, а, следовательно, и оксалоацетата, благодаря это му протекание цикла трикарбоновых кислот затрудняется и ацетил-КоА ос тается неиспользованным. Избыточное количество ацетил-КоА превращается
вкетоновые тела и холестерин.
39.Кировой инфильтрацией печени называют такую печеночную пато логию, при которой содержание триацилглнцеринов в печени может дости гать 50 % ее маосы (в норме - не более 5 %). Факторы, ведущие к этому состоянию, разнообразны. Чрезвычайно важным механизмом развития жирово го перерождения печени является нарушение транспорта триглицеридов, синтезирующихся в печени из поступающей из кишечника глюкозы, в жировые депо. Этот транспорт осуществляется о помощью образующихся в печени липопротеинов очень низкой плотности (ЛОНП), в образовании и стабили зации которых учаотвуют фосфолипиды, особенно фоофатидилхолины (леци
тины). Поэтому нарушение синтеза в печени фоофолипидов вследствие недо статочного поступления с пищей холина, метионина, кобаламина, а также вследствие отравлений и других заболеваний, ведет к нарушению синтеза
- 62 -
е
ЛОНП и, следовательно, к нарушению транопорта жиров из печени в жиро вую ткань и к накоплению триацилглицеринов в гепатоцитах.
40. Обтурация (закупорка) желчных путей ведет к прекращению пос тупления желчи из печени в кишечник, в этих условиях желчные киолоты не участвуют в процессах пищеварения. Следовательно, прекращается эму льгирование пищевых жиров и активирование панкреатической липазы, то есть нарушается гидролиз триацилглицеринов» жиры начинают выделяться о калом. Прекращается и образование мицелл, обеспечивающих всасывание водонераотворимых соединений, в том числе жирорастворимых витаминов, включая полиненасиценные жирные кислоты.
Сфинголипидозами называют заболевания, связанные с накоплением в клетках организма сфингозинсодеркащих липидов, что обусловливается нарушением распада этих соединений в лизосомах вследствие вровденной недостаточности соответствующих ферментов. Накопление сфинголипидов нарушает нормальное функционирование клеток. К сфинголипидозам отно сятся болезнь Гоше (накапливаются глюкоцереброзиды), болезнь Тея-Сак- са (накапливаются ганглиозиды), болезнь Нимана-Пика (накапли
ваются сфингомиелины) # гаргоилизм (накапливаются ганглиозиды) и другие. Данные заболевания характеризуются разнообразной симптоматикой, часты психические и неврологические симптомы.
- 63 -
Р А З Д Е Л |
8 |
ОБМЕН БЕЛКОВ |
|
З а н я т и е |
I |
1. Заменить белки в питании жирами или углеводами нельзя, т.к. из 20 аминокислот, входящих в состав белков, 10 являются эссенциальными. - они не синтезируются в организме человека и должны поступать в составе пищевых продуктов в готовом виде.
Незаменимыми являются аминокислоты: валин, лейцин, изолейцин, ли зин, треонин, триптофан, фенилаланин, метионин, гистидин и аргинин. Две аминокиолоты - тирозин и циотеин - полузаменимы, так как их оинтез лимитирован количеством незаменимых фенилаланина и метионина.
2.Азотистый баланс это соотношение количеотв азота, поступающего
ворганизм в составе пищи и выделяемого с мочой, калом и потом. Цри положительном азотистом балансе происходит задержка азота в организме, то есть поступает азота больше, чем выводится. Положительный азотистый баланс наблкщаетоя в растущем организме, при беременности, в процессе выздоровления после тяжелого заболевания, сопровождавшегося истощением, а также при введении в организм анаболических гормонов.
3.В переваривании пищевых белков участвуют ферменты: пепсин и гаотриксин в желудочном соке, трипсин, химотрипоины, карбоксипептидазы
Аи В и эластаза в панкреатическом соке, аминопептидазы и дипептидаэы
вкишечном соке. Чрезвычайно важным для переваривания белков является фермент кишечного оока энтеропептидаза (энтерокиназа), превращающий трипсиноген в активный трипсин, который, в свою очередь, активирует зимогенные формы других цротеолитических ферментов панкреатического оо ка.
4.Соляная кислота образуетоя в обкладочных клетках слизистой же лудка из иона хлора (поступает в организм в составе пищевой поваренной соли, в слизистую желудка переходит из крови) и иона водорода, возни
кающего при диссоциации H^COg, которая образуетоя из С02 и Н^Э под дей ствием карбонатдегидратазы. Ион НСО3 поступает в кровь, замещая СГ~. Секреция HCI требует затраты энергии АТФ.
Соляная кислота активирует пепсияоген, способствует набуханию пи щевых белков, что облегчает действие протеолитических ферментов, црепятотвует развитию микрофлоры в желудке (антисептическое действие),
- 64 -
активирует прэсекретин, ускоряет всасывание железа, а ее взаимодейст вие с гидрокарбонатаки панкреатического сока ведет к образованию пу зырьков С02» способствующих перемешиванию химуса и эмульгирование жи ров.
5. Лри анализе желудочного сока определяют его общую кислотность (40-60 п-г.оль/л в норме), свободную соляную кислоту (20-40 ммоль/л), связанную соляную кислоту (10-20 ммоль/л). При этом используются инди каторы ^онол^алоин, диметиламиноазобензол, ализаринсульфоновокислый натри;!.
G. Превращение выделяемых желудком и поджелудочной железой неактнвних предшественников в активные протеолитические ферменты происхо дит путем частичного гидролиза их молекул. Цри превращении лепсиногена и гюлсин (под влиянием HCI или пепсина) происходит отщепление с N- конца полипептидной цепи пепсиногена нескольких десятков аминокислот ных остзтков в виде смеси пептидов, некоторые из которых являются ин гибиторами пепсина. При этом по-видимому образуются несколько разно видностей пепсина и гастриксин.
Превращение трипсиногена в трипсин (под влиянием эятеропеппщазы или трипсина) обусловлено удалением с Af-концв молекулы трипсиногена гексапептида валил-тетрааспарагил-лизина, препятствующего формированию активного центра трипсина.
Превращение химотрипоиногенов А и В в химотрилсины (при воздейст вии трипсина) сопровождается гидролизом определенных пептидных связей с освобождением двух дипвптидов. В процессе этих превращений возникают Ti-химотрипсин, S-химотрипсин, ос^химотрипсин. Наибольшей ферментатив ной активностью обладает п-химотрипсин.
7.Выделение протеолитичеоких ферментов с пищеварительными соками
внеактивной форме является механизмом защиты секретирующих клеток от повреждения (самолереваривания)•
8. В противоположность пепсину, гастриксину, трипсину и химотрипсину, являющимся эцдопептидазами и гидролизующим пептидные связи внут
ри белковых молекул, - карбоксилептидазы и аминопептидазы представля ют собой экзопептидазы, они отщепляют последовательно одну за другой концевые аминокислоты: карбоксилептидазы - о С-конца полипептидной це пи, а аминопептидазы - с Анконца.
9. Гниением белков в кишечнике называют процессы разложения и ути лизации пищевых белков и аминокислот микрофлорой, вегетирующей в ниж
66 -
них отделах пищеварительного тракта. Цри этом возникают различные токоичеокие для макроорганизма продукты, которые могут всасываться: ашиак, оероводород, фенол» крезол, индол, скатол, различные амины (када верин, путреоцин, фенилэтиламин, ивдолилэтиламин), бензойная киояота
идругие. Дроцесоы гниения усиливаются цри дефиците протеолитичеоких ферментов поджелудочной железы.
10.Основным меотом детоксикации ядовитых продуктов гниения бел ков и других коенобиотиков является печень. Здесь токсичеокие вещеотва подвергаются различным превращениям путем их ояюления, восстановления, гидролиза, метилирования, ацетилирования, дезаминирования и других преобразований, здесь также происходят реакции конъюгации (образование парных соединений) о глюкуроновой кислотой, серной кислотой, глицином
инекоторыми другими вещеотвами. В результате возникают нетоксические
растворимые продукты, выделяющиеся из организма.
11. Образование кадаверина в цроцессе гниения белков в кишечнике:
|
Декарбоксилаза |
/ |
|
|
|
Лизин |
микробная |
Кадаверин |
|
||
|
|
|
|||
Обезвреживание кадаверина путем его оксиления и дезаминиро |
|||||
вания в печени: |
2 ^Н3 |
и 2 |
Н^02 |
|
|
|
|
||||
|
Аминоксвдаза (ЗДЦ) |
ц7 Ъ ~ |
~ |
||
Кадаверин |
(Н+) |
|
Глутаровый альдегид |
||
+ 2 Н-ОН + 2 НАД |
|
|
а'-Кетоглу- |
||
->■ Н00С-СН2-СН2-СН2-С00Н - - |
|||||
Альдегвддегидрогеназа |
таровая |
||||
Глутаровая кислота |
кислота |
||||
|
|||||
|
|
УД^-глокуронозил-?ранс- фераза
Индол |
Мндоксил |
Иедоксллглюкуронцд (нетоксичное парное соединение)
5 -3 5 5
-66 -
13.Обезвреживание скатола конъюгацией о оерной киолотой:
^ |
цГИ |
+ tpMp-o-S&l |
*** |
|
f Y - f i » . о8 , г ш г/ г С Г Г * < » |
Ш С |
‘ |
J |
|
|
Мовоокоигенааа |
Сульфотрансфераза |
Скатокоилсульфат (нетоксичное парное соединение)
14. Обезвреживание бензойной кислоты конъюгацией с глицином:
|
|
|
|
0 |
//Hg-CHg-CO® |
ItoA-SH |
|
A |
" |
W + КоЛпЯ ШФ\ |
|
* |
Twma„ |
у |
^ |
^ |
|
Синтетаза |
^ |
|
Трансфераза |
|
|
Бензойная |
|
Беязоил-КоА |
|
|
|
Пшпуровая кислота (нетоксичное парное соединение)
15.В клетках белки в процессе их обновления подвергаются расщеп лению (гддрализу) до аминокислот клеточными протеолитическими фермен тами катепсинами, которых существует несколько типов. В основном катепсины локализованы в лизосомах, но есть и в других частях клетки.
Аминокислоты в клетках используются для синтеза различных белков,
втом числе и каталитических (ферментов), для синтеза небелковых азо тистых соединений (пуриновых и пиримидиновых структур, порфиринов, коферментов, гормонов, медиаторов, меланинов и др.), аминокислоты могут служить материалом для синтеза углеводов и липцдов, наконец, они могут подвергаться распаду до конечных продуктов с высвобождением энергии.
16.Дезаминированием аминокислот называют отщепление аминогруппы
овыделением аммиака. Типы дезаминирования: окислительное, восстанови тельное, гидролитическое, внутримолекулярное. Восстановительное и гид ролитическое дезаминирование наблюдается только у микроорганизмов.
17.См. на стр. 67.
18.См. на стр. 67.
19.Трансаминирован/.ем называется процесс переноса аминогруппы
саминокислоты на Ы-кетокпслоту, катализируемый аыинотрансферазами. Акцептором аминогруппы чаще всего является «<-кетоглутарат, но это так-
- 67 -
хе могут быть окоалоацетат и пируват. Коферментом аыинотранофераз яв ляется пирцдокоальфоофат (пиридоксаминфосфат). Цроцеоо траноамивдрования обратим, в него не вступают лишь 2 аминокислоты - треонин и лизин.
Роль трансаминирования в метаболизме вытекает из его овязи о окис лительным дезаминированием глутамата и восстановительным аминированием «t-кетоглутарата. Совокупность этих цроцеооов составляет сиотемы трансдезаминирования и трансреаминирования, с помощью которых осуществляет ся удаление аминогруппы цри распаде большинства аминокислот и присоеди нение аминогруппы при их синтезе.
17. |
Окислительное дезаминирование глутамата: |
СООН |
|||||
Свои |
|
Н Щ |
( Н + ) |
f ° 0 H |
|
V H 4 W H t ) |
|
|
|
I |
|||||
с и , |
+ НАД+ |
/ |
|
% |
+ |
Н -О Н / |
с» |
^ |
I |
||||||
C H t |
— --------- |
tH» |
|
^ ------► |
СНг |
||
' и Vu |
Глутаматдегидро- |
|
|
и |
с » 0 |
||
соон |
геназа |
|
СООН |
|
|
соон |
|
Глутаминовая |
|
Иминоглутаровая |
of-Кетоглутарат |
||||
кислота |
|
|
|
кислота |
|
(2 -окооглутарат) |
|
Глутаматдегидрогеназа относится к классу оксидоредуктаз. |
|||||||
18. Внутримолекулярное дезаминирование гистидина: |
|
||||||
КУ ir-C H fC H -C O O H |
|
# Н3 |
|
Н Й -- п - С Н = СН -СО О Н |
|||
V |
* |
|
— |
5 £ a r - |
~ |
V |
|
Гистидин |
|
аш иак-лиаза |
|
Уроканиновая |
|||
шихидии |
|
|
|
|
(урокановая) кислота |
19.О»!, на стр. 66.
20.Трансаминирование мевду изолейцином и 2-оксоглутаратом
(в общем вцде); ашнотрансфераза относится к классу трансфераз:
Ciij |
|
|
соон |
|
|
СЯ} |
СООН |
|
СНг |
/ * 1 + |
^ |
|
|
> СНг СН, + |
^ |
|
|
^СЦ |
|
СНг |
Аминотрансфе- |
сН& |
||||
|
Уи~л/ил |
с«о |
раза Тпири- |
i |
см-л/н* |
|||
|
i* |
г |
« |
доксальфос- |
iooH |
i” |
г |
|
|
toon |
соон |
фат) |
|
Аоон |
|||
йзолейцин |
2-0ксоглутарат |
о(-Кетокислота |
Глутамат |
|||||
|
21. Трансатлинкрование медду триптофаном к оксалоацетатом |
(в об |
||||||
щем виде); ажнотрансфераза относится к классу трансфераз: |
|
|
||||||
. |
|
|
|
СООН |
|
|
|
|
O |
J |
T |
1" ♦ |
h |
|
---------------- * |
|
|
^ |
|
|
|
соон |
|
Ашнотрансфераза |
|
|
Трипто^ан |
|
|
(пиридоксаль- |
|
|
|||
Окоалоацетат |
|
;.х>сфат) |
|
|
51
|
|
^ |
- 68 - |
соон |
— > W |
— г Л-С-сооН |
+ |
**** ■ |
|
^ |
i |
|||
|
|
|
СООН |
|
«<-Кетокислота |
|
Аслартат |
||
22. |
|
Перенос аминогруппы с валина на пиридоксальфосфат в процессе |
трансаминирования, аминотрансфераза относится к классу транс&ераз:
А п о Ф 'п п т |
|
|
^ |
1 |
СООН |
|
|
и~ . ^А% , |
|
|
|
|
|
-н+ +н+ |
|
J |
J |
+ Ч,сч |
« |
> |
H-L* |
М |
----- |
(В -О -С Н гТ **!^ |
\н~С-СООН |
|
I |
I |
|
||
° Х £ |
, |
“ |
' |
|
|
|
|
Аминотрансфераза |
Валин |
Альдимин |
|
|
скоферментом ^^ся-с-соон
— “> |
и.сг |
* — |
--> |
|
+ |
\С'^пьй |
|
|
*1 |
A |
u ^XH'C-COQH |
|
I |
V |
|
|
|
|
4,0 |
о |
( fr ' O - a fr f^ Y * |
||
|
Ц Л с % |
|
|
Ч |
Л |
СН» |
|
|
Кетимин |
|
«(-Кетокислота |
^И1>йосфатМИН” |
23. Перенос аминогруппы с пиридоксамия^осфата но оксалоацетат б процессе трансаминирования (аминотраяс.^ераза - класс трансфераз):
н2° |
Н О О С -С Н гС -С О О Н |
|
|
r |
l |
|
|
J |
а . |
-В* *н+ |
|
ц с ^ |
'и |
ПиридоксаглинсТоссат |
Оксалоацетат |
Кётппин |
н |
|
|
HOOCnC^-i-COOH |
|
|
//СГ
ф о - а & * К г ^ °
Ц&А-сн»
H M C - C H fC H -C O O H
Альдишн |
Пиридоксаль^ос.-гат |
Аспарагиновая |
кислота |
-69 -
24.Непрямое дезаминирование аминокислот (трансдезаминирование) является основным механизмом удаления аминогруппы у большинства ами нокислот в процессе их распада. Тргнсдезаминирование представляет собо2 сочетание даух процессов - трансаминирований и окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты. Сначала аминогруппа от амино-' кислоты переносится в процессе трансаминирования на 2-оксоглутарат с образованием глутамата (аминокислота при этом превращается в«(-кето- кислоту), после чего глутамат подвергается окислительному дезаминиро ванию с вццелекием ^Н^ и регенерацией 2-кетоглутарата.
25. Трансдезаминирование метионина: н
“ <-«-“ 4 |
g “ |
с |
к |
|
CHj. |
+ |
I s1 |
|
СНг + |
|
|
й , |
■ t . о |
f a b * , |
« 0« |
|
|
И»Н |
i0W |
Метионин |
2-0ксоглутарат |
о<-Кетоккслота |
Глутамат |
|
|
|
- 2К + Н90 |
/VH3 (^Ьф + |
2-0ксоглутарат |
|
----------- -------- |
|||
|
Глутаматдегидрогеназа |
|
|
|
|
|
(НАД* или НАД#) |
|
|
Аминотрансфераза относится к классу трансфераз, а глутаматдегццрогеназа - к классу оксидоредуктаз.
26. с*-Декарбоксилирова*ше аминокислот (ферменты - декарбоксилазы, относятся к классу лиаз, коферментом чаще всего является пкрвдоксаль-
фосфат): |
гп |
|
|
CNt-SH |
|
|
|
Н#--тгСНг-СН-СООН |
* 2 |
«V— тгСН^СНг |
СН-А/Н* |
* 2 |
|
||
V |
А* |
|
V |
* |
^ |
^ |
с*-** |
|
Гистидин |
|
1йстамин |
Цистеин |
|
Тиоэтшгамин |
|
|
соон |
СОо |
- |
_лЛ| |
|
С09 |
|
£-J — \ £
СООН |
СООН |
|
^ |
^ |
Глутамат |
ГАМК |
5-Пщрокситриптофан |
Серотонин |
|
27. После отщепления аминогруппы от аминокиолот в процеосе их ка таболизма образующиеся безазотистые структуры подвергаются распаду, в процеосе которого из разных аминокислот возникают различные продукты:
пируват, ацетил-КоА, фумарат, сукцинил-КоА, 2-оксоглутарат, оксалоаце-
- 70 -
тат. Все эти осколки разрушающихся аминокислот, проходя через цикл трикарбоновнх кислот (один или два раза), распадаются до С02 и водо рода, поступающего в цепи транспорта электронов.
Конечными продуктами распада простых белков являются COg, вода, аммиак и серная кжолота (сульфаты).
28. Восстановительное аминировакие это присоединение аммиака, со провождающееся восстановлением, к в<-кетоглутарату с образованием глу таминовой кислоты.
Непрямое аминирование (трансреаминирование) является механизмом использования аммиака путем присоединения его (в виде аминогруппы) к ol-кетокислотам с образованием аминокислот. Трансреаминирование предс тавляет собой сочетание двух процессов - восстановительного аминирования о(-кетоглутарата и трансаминирования. Сначала 2-оксоглутарат аминируется, связывая аммиак и превращаясь в глутамат, после чего амино группа переносится в процессе трансаминирования с глутаминовой кисло ты на о(-кетокислоту с образованием соответствующей аминокислоты.
Указанные процессы обеспечивают связывание части токсического аммиака, они также участвуют в синтезе заменимых аминокислот.
29. Восстановительное аминирование *-4сетоглутарата |
(фермент глу |
||||||||
таматдегидрогеназа относится к классу оксидоредуктаз): |
|
tOOH |
|||||||
СООН |
+Цй3 т р |
НоО |
СООН |
+ НАДШ(Н+) |
НАМ>+ |
||||
СН*. |
Л |
сН* |
/ |
|
СНг |
||||
СН* |
Глутаматдегидро- |
У™ |
Глутаматдегидро- |
i г |
|||||
, г=гв |
геназа |
|
c-VH |
|
геназа |
|
|
сн*Лтй |
|
оООН |
|
|
соои |
|
|
|
|
|
Ьоон |
2-0ксоглутарат |
Иминоглутаровая |
|
|
|
Глутамат |
||||
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
30. Образование аланина путем |
транореаминирования: |
|
|||||||
соон |
НоО и НАДО* |
^ |
|
с«о |
2-0ксоглутарат |
||||
• |
л |
^ |
соон |
|
|
а |
|
|
|
№ |
+ дт3 + Н М « ( Н +/ |
снг |
+ |
“ 0» |
|
/ |
^ |
CHj |
|
Снг |
____ - __________ |
Z * , |
l l |
-------- Пидуват..^/— |
|||||
СООН |
|
|
iooH |
|
|
|
|
|
соон |
2-0ксоглутарат |
Глутамат |
|
|
|
|
Аланин |
31. Д ш ш к возникает в клетках органов и тканей (в наиболее зна чительных количествах в мышцах и в печени) различными путями: цри дез аминировании аминокислот, дезамидировании белков, в процессе распада