1. Энергетическая функция.

ЦТК - конечный этап БО, в котором окисляются унифицированные соединения различного происхождения.

2. Пластическая функция.

Поскольку ЦТК «питается» субстратами различного происхождения, то он может быть источником углеродных скелетов для различных веществ.

ЩУК  Цитрат  синтез ЖК, т. е. избыток углеводов депонируется в виде нейтрального жира.

Сукцинил КоА  синтез ГЛУ, АРГ, ПРО, ГИС.

-кетоглутарат  синтез гема (Hb, цитохромы, каталаза, пероксидаза).

ГНГ (образование Гл из неуглеводных компонентов).

3. Регуляторная.

Перекачка субстратов из одного в другой.

Регуляция ЦТК.

ЦТК связан с предшествующими стадиями энергетического обмена (гликолиз, окисление ЖК и АК), поэтому механизмы регуляции этих процессов будут справедливы и для ЦТК:

1) ретроингибирование; 2) путем изменения концентрации субстрата на входе ЦТК; 3) аллостерическаярегуляция (с помощью НАД, НАДН2, АТФ); 4) ионная (pH, [Ca++]).

Так как цикл Кребса начинается со стадии ЩУК + ацетил КоА, то эти метаболиты и управляют интенсивностью ЦТК. Первым регуляторным фактором является концентрация ЩУК, которая в основном образуется из ПВК, ацетил КоА в принципе тоже:

+CO2 -CO2

ЩУК <----- ПВК ------> ацетил КоА

+ГТФ

ПВК же образуется из углеводов (Гл), поэтому при диабете или углеводном голодании наблюдается недостаток ПВК, а значит и ЩУК и ЦТК блокируются. Ацетил-КоА не является лимитирующим субстратом, т. к. в основном образуется при окислении ЖК.

Но в то же время ЩУК - конкурентный ингибитор сукцинатдегидрогеназы, поэтому при избытке ЩУК, ЦТК блокируется на 6 стадии (так называемое «щуковое торможение»). Это торможение можно убрать ГЛУ, который переаминирует ЩУК в АСП.

Второй регуляторный фактор - концентрация НАД и НАДН2. В живых системах концентрация НАД + НАДН2 = const. Любые факторы, ведущие к увеличению НАД.Н2 (гипоксия, алкогольная интоксик5ация) и дефициту НАД+ блокирует ЦТК. Следовательно увеличение концентрации НАД+ при активной работе ДЦ стимулирует ЦТК.

Так как АТФ является косвенно конечным продуктом ЦТК, то ее избыток блокирует ЦТК, а значит АДФ стимулирует ЦТК. (АДФ рассматривается как аллостерический активатор изоцитратдегидрогеназы).

Стимулятором ЦТК является также кислород, потому что он стимулирует распад АТФ.

Нормальная концентрация Ca²⁺ в клетке 10^-7 моль. При увеличении концентрации кальция до 10-6 моль активируются дегидрогеназные реакции: пируватДГ, изоцитратДГ, альфа-КГДГ, а значит и ЦТК.

Цикл Кребса активируется при сердечной недостаточности. Это объясняется тем, что миокард не может самостоятельно убрать избыток Ca²⁺ и эту роль берут на себя митохондрии, возрастает потребность в кислороде.

Заведующий кафедрой биологической химии, д.м.н., проф.

Грицук А. И.

___________

21.10.2006

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

УО «Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра биологической химии

Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)

Протокол № _________________200__года

ЛЕКЦИЯ по биологической химии

наименование дисциплины

для студентов _2__ курса лечебного факультета

Тема Биологическое окисление 2. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование.

Время 90 мин.

Учебные и воспитательные цели:

Дать представление:

1. О строении дыхательной цепи (ДЦ), ингибиторах; механизмах работы ДЦ; пунктах сопряжения, величинах ОВП компонентов ДЦ. О коэффициенте Р/О, его значении.

2. О свободном и разобщенном дыхании. О теориях сопряжения ОФ.

3. О механизме генерации Н⁺.

4. О структуре и функциях протонной АТФ-азы; о механизме разобщения.

5. Об окислительдном фосфорилировании (pH и ); о механизмах термогенеза, роли бурой жировой ткани.

6. О роли энергетического обмена; Путях утилизации Н⁺ и АТФ. О прикладных аспектах биоэнергетики.

7. О путях потребления O₂ в организме (митохондриальный, микросомальный, перекисный). О характеристике микросомальной ДЦ, в сравнении с митохондриальной. О характеристике цитохромаP₄₅₀, функции.

8. О перекисном окисление. О механизме образования активных форм кислорода O₂^-, O₂, O₂ . О роли перекисных процессов в норме и при патологии. О перекисном окислении липидов (ПОЛ): (НЭЖК → R^ → диеновые коньюгаты → гидроперекиси → МДА). О способах оценки активности ПОЛ.

9. Об антиоксидантной защите: ферментной и неферментной. О характеристиках СОД, каталазы, глютатионпероксидазы, GSH-редуктазы, NADPH-воспроизводящих систем. О неферментных АОС: витаминах Е, А, С, каротиноидах, гистидине, кортикостероидах, билирубине, мочевине и др.

ЛИТЕРАТУРА

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 213–220; 1998. С. 305–317.

2. Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 199–221.

Дополнительная

3. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1993. С. 403–438.

4. Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. Т. 1. С. 111–139.

5. Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. Т. 2. С. 403–438, 508–550.

6. Албертс Б. и др., Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 1. С. 430–459.

7. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М.: Наука. 1989.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1. Мультимедийная презентация.

РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№ п/п	Перечень учебных вопросов	Количество выделяемого времени в минутах
	Строение дыхательной цепи (ДЦ), ее комплексы, ингибиторы. Механизм работы ДЦ. Пункты сопряжения, величина ОВП компонентов ДЦ. Коэффициент Р/О, его значение.	10
	Свободное и разобщенное дыхание. Теории сопряжения ОФ (химическая, конформационная, хемиосмотическая – П. Митчелла).	10
	Механизм генерации Н+, его компоненты, стехиометрия Н+/е.	10
	Структура и функция протонной АТФ-азы. Механизм разобщения.	10
	ОФ (снятие pH и ). Механизмы термогенеза. Роль бурой жировой ткани.	10
	Основополагающая роль энергетического обмена. Пути утилизации Н+ и АТФ. Прикладные аспекты биоэнергетики.	10
	Пути потребления O2 в организме (митохондриальный, микросомальный, перекисный). Характеристика микросомальной ДЦ, ее сравнение с митохондриальной. Характеристика цитохромов P450, их функция.	10
	Перекисное окисление. Механизм образования активных форм кислорода O2-, O2, O2 . Роль перекисных процессов в норме и при патологии. Общее представление о ПОЛ (НЭЖК → R → диеновые коньюгаты → гидроперекиси → МДА). Способы оценки активности ПОЛ.	10
	Антиоксидантная защита: ферментная и неферментная. Характеристика СОД, каталазы, глютатионпероксидазы, GSH-редуктазы, NADPH-воспроизводящих систем. Неферментные АОС: витамины Е, А, С, каротиноиды, гистидин, кортикостероиды, билирубин, мочевина и др.	10

Всего 90 мин