бх экз. 1. Клеточный метаболизм, его биологическая роль. Вторичный метаболизм

• Название: 1. Клеточный метаболизм, его биологическая роль. Вторичный метаболизм
• Дата: 20.06.2022
• Размер: 1.85 Mb.
• Имя файла: бх экз.docx
• Тип: Документы; #605660
• страница: 3 из 3

53. Образование ненасыщенных кислот.

В отличие от растительных тканей ткани животных обладают весьма ограниченной способностью превращать насыщенные жирные кислоты в ненасыщенные.

Установлено, что две наиболее распространенные мононенасыщенные жирные кислоты – пальмитоолеиновая и олеиновая – синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот.

Эти превращения протекают в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии специфической оксигеназы и молекулярного кислорода.

Превращению подвергаются только активированные формы пальмитиновой и стеариновой кислот. Ферменты, участвующие в этих превращениях, получили название деса-тураз.

C15H31COOH + НАДФН2 + 2 О2 = C15H29COOH + НАДФ + 2 Н2О

В тканях человека и животных не синтезируются линолевая и линоленовая кислоты ( С₁₇H₃₁COOH и С₁₇H₂₉COOH), их синтез осуществляют растения. Все другие полиненасыщнные к-ты образуются из 4 предшественников: пальмитиновой / линолевой / линоленовой/ олеиновой кислот путем удлинения цепи и введения новых С=С связей.


62. Водный обмен и его значение.

Большая часть реакций обмена веществ протекает в водных растворах. Это среда, в которой существуют клетки и поддерживается связь между ними. Вода составляет основу всех жидкостей в организме: крови, лимфы, мочи, соков пищеварительного аппарата, спинномозговой жидкости и др.

В целом в организме содержание воды составляет % веса тела и меняется с возрастом

Уровень воды в разных тканях различен. Соединительные ткани, кости относительно бедны водой, а кровь, нервная ткань, мышцы, печень содержат много воды

Всю воду можно подразделить на внутриклеточную и внеклеточную. К последней относятся кровь, лимфа, межклеточная жидкость, которая образует во всем организме единую фазу. Состав лимфы и межклеточной жидкости примерно соответствует составу плазмы крови. Жидкая среда, находящаяся в различных клетках тела, имеет примерно одинаковый состав и определяется как внутриклеточная жидкость. Обе жидкости тела отличаются по количеству воды. Внутриклеточная жидкость содержит в среднем около 35-45% воды по отношению к весу тела, а внеклеточная-15%. Различаются они и по составу электролитов. Во внеклеточной жидкости преобладают ионы натрия, хлора и бикарбонатов; во внутриклеточной-ионы калия, а из анионов - белок и фосфорные эфиры.

В водном обмене принимают участие почки, легкие, кожа и желудочно-кишечный тракт (рис. 63). Почки являются главным органом регуляции водного обмена. В условиях недостатка воды выделяется мало мочи и она сильно концентрирована. При избытке воды организм способен выделять большое количество разбавленной мочи. Нарушение способности изменять концентрацию мочи отмечается при тяжелых почечных заболеваниях. Легкие выделяют воду в виде водяного пара. Это происходит в результате того, что воздух в альвеолах при температуре тела насыщается водяными парами. Количество воды, выводимой через легкие, зависит от объема дыхания, температуры тела и т. д. 

Регуляция водного обмена осуществляется разными путями. В основе регуляции лежит поддержание постоянства осмотического давления. Важное значение принадлежит обменным взаимоотношениям между вне- и внутриклеточной жидкостями. Так, при поступлении в организм электролитов, которые распределяются в основном во внеклеточной жидкости, происходит перемещение воды из клеток в межтканевые пространства, кровь, лимфу. При избытке электролитов внутри клеток вода движется в обратном направлении. Основной регуляторной системой обмена воды в организме является система гормоны - почки. 

Из гормонов следует указать на вазопрессин и альдостерон.

Вазопрессин обладает антидиуретическим действием, поэтому его часто называют антидиуретическим гормоном. Секреция вазопрессина регулируется величиной осмотического давления плазмы крови. Механизм действия можно представить следующим образом. Повышение осмотического давления плазмы стимулирует выработку вазопрессина, который снижает выведение воды из организма за счет увеличения выделения концентрированной мочи. В результате этого уменьшается осмотическое давление и снижается раздражение нейрогипофиза и прекращается секреция вазопрессина.

Адреналин и различные болевые раздражения стимулируют выработку вазопрессина и уменьшают диурез, тогда как небольшие дозы алкоголя тормозят его образование и усиливают мочеотделение. Действие на водный обмен альдостерона связано с уровнем натрия в плазме крови. Понижение осмотического давления и выделение из организма воды и, следовательно, разбавленной мочи в большом количестве может быть связано с понижением концентрации натрия в плазме крови. Это снижение натрия вызывает повышенную секрецию альдостерона, который усиливает процессы обратного всасывания натрия в почках и тем самым задержку его в организме. Повышение уровня натрия в плазме тормозит выработку этого гормона.

Таким образом, механизм действия этих двух гормонов является различным и зависит от осмотического давления плазмы, снижение которого обусловливает повышенную секрецию альдостерона и торможение выработки вазопрессина. При повышении осмотического давления возникают обратные соотношения в процессе регуляции.

Патология водного обмена может быть обусловлена либо потерями больших количеств воды (дегидратация), либо ее задержкой в организме (отеки), либо перераспределением жидкости между вне- и внутриклеточными депо. Дегидратация, или гипогидрия, развивается при нарушении деятельности желудочно-кишечного тракта, рвоте, сильном потоотделении, заболеваниях почек, избыточном поступлении в организм солей, особенно NaCl и NaHCО₃.

Увеличение количества внеклеточной жидкости (полигидрия) приводит к развитию отеков (рис. 64), когда выделение мочи снижается (олигурия) или прекращается совсем (анурия). Такое состояние наблюдается при заболеваниях почек, сердца, печени.
63. Минеральный обмен.

Минеральные элементы относятся к числу незаменимых веществ организма, хотя не обладают питательной ценностью и не являются источником энергии. Их значение определяется тем, что они входят в состав клеток органов и тканей, вместе с водой участвуют в поддержании осмотического давления, и обеспечивают постоянство рН внутри- и внеклеточной жидкости организма. Процессы мышечного сокращения, нервной проводимости в определенной степени зависят от минеральных элементов. Они включаются в различные реакции обмена веществ в организме, являясь структурным компонентом многих ферментов и витамина В_12.

Са, Mg, P в значительных количествах входят в состав костей. В мышцах, мозге, почках калия содержится больше, чем натрия. В плазме концентрация натрия превышает концентрацию калия примерно в 20 раз, тогда как в клетках органов и тканей уровень калия выше. В костях минеральные элементы находятся в нерастворимом состоянии, образуя их остов. Однако при недостатке в организме солей Р или Са последние вымываются из костей (например, при рахите).

Фосфор в значительном количестве входит в состав органических соединений типа нуклеоиротеидов, фосфопротеидов, липоидов, углеводов и др.

Необходимые организму минеральные элементы поступают только с пищей. Поэтому недостаток, а тем более отсутствие всех необходимых минеральных элементов отражаются на состоянии обмена веществ всего организма.

Из всех минеральных элементов только NaCl нужно вводить в рацион дополнительно, тогда как остальные минеральные вещества, входящие в состав суточного рациона, полностью покрывают потребности организма. Физиологическая потребность в хлористом натрии составляет 5 г в сутки, однако человек потребляет около 15 г, что связано с привычкой человека и вкусовыми качествами пищи.

Потребность в минеральных элементах меняется в зависимости от возраста, физиологического состояния организма, рода трудовой деятельности, состава почвы, на которых произрастают растительные продукты питания. Дети, беременные и кормящие матери в большей степени нуждаются в кальции, фосфоре, магнии, железе (табл. 11). Важное значение имеют определенные отношения минеральных элементов. Наилучшее усвоение наблюдается, например, при соотношении кальция и фосфора как 1:2. Необходимым условием также является и регулярное поступление в организм минеральных элементов.

Содержание минеральных элементов в растительных продуктах в значительной степени зависит от состава почвы. С целью нормализации обеспеченности организма минеральными элементами в таких местностях применяются различные профилактические меры. Так, продукты питания и вода в горных областях йодируются и т. д. Поэтому при определении норм минеральных элементов необходимо учитывать и эти факторы.

Основное значение натрия, калия и хлора состоит в поддержании осмотического давления. 

Кальций и фосфор имеют важное значение в организме. Они являются основными структурными компонентами костной ткани (рис. 65). Кальциевые соли фосфорной и угольной кислот влияют на возбуждение нервной и мышечной ткани, на проницаемость биологических мембран, участвуют в процессах свертывания крови. Кальций обладает способностью накапливаться в местах повреждений тканей различными патогенными факторами. 

Железо относится к жизненно необходимым элементам, входя в состав гемоглобина, ряда окислительно-восстановительных ферментов (каталаза, пероксидаза, цитохромы и т. д.). Большая часть железа содержится в гемоглобине эритроцитов. Часть железа находится в соединении с белками в виде ферритина, который представляет его запасную форму.

Магния содержится в организме около 20 г. Около половины его находится в скелете и треть - в мышцах. Магний влияет на нервно-мышечную возбудимость, на деятельность сердца, необходим для деятельности ряда ферментов. Магний является в основном внутриклеточным ионом.

Микроэлементы содержатся в организме в минимальных количествах, но имеют очень важное значение.

К ним относятся медь, цинк, марганец, йод, кобальт молибден и др. Их биологическое значение проявляется преимущественно путем участия в построении или активировании ферментных систем организма. Помимо этого, ряд из них выполняет специфические функции. Так, кобальт входит в состав витамина В₁₂, Марганец, активируя деятельность декарбоксилазы, участвует в процессах спиртного брожения и аэробного окисления углеводов, оказывает определенное влияние на половое развитие и размножение. Медь обнаружена в составе ряда окислительных ферментов, структуре эритроцитов. Депо меди является печень. Обмен меди тесно связан с обменом железа. При ее недостатке снижается использование железа. Транспортной формой меди считают церрулоплазмин.
64. Взаимосвязь обменов веществ в живых организмах.

Процессы обмена Б, У, Лип, НК взаимосвз.

Первич бс орг вв нач со связывания угл.газа с рибулозо-1,5-дифосфатом. Обр-ся 3-фосфоглицериновая к-та. От этого в-ва нач целый ряд р-й, ускоряемых ф-ми. В рез-те этих р-й синтезир АК, глицерин, ВЖК, спирты и др.соед. Из АК, угл.г и аммиака обр пур и пир АО. Т.. м счит, что прямым продолжением первичной фиксации угл.г явл многообразн процессы создания мономеров, из кот строятся биополимеры.

Наряду с первич бс нач пр-сы новообр-я орг соед одних классов за счет других. В ходе ж/д идет перестройка Б,Ж,НК,У ч/з клеточные метаболиты промежуточного обмена (ПВК, а-кетоглутаровая к-та, ЩУК, ацетил-СоА).

!!! Взаимосвязь обмена Б и НК: выр в том, что новообразования нуклеозидтрифосфатов и самих НК зависит от наличия в клеточном содержимом соответствующего набора ф-в. Кроме того, АК (асп – пирим. Ао; гли, асп и глн – пур. Ао) служ осн исх соед служ осн исх соед для потроения АО. Вместе сс тем, навообразования белков по матричной схеме невозможно без участия днк и рнк. Поэтому многие исследователи счит, что бс белков явл первичным процессом, а бс НК – вторичным, обслуживающим биогенез белка. В свою очередь, в пр-се уриколиза обр глиоксимовая к-та, превращающаяся в гли.

!!! Взаимовязь обмена У и НК: многообразна. Во-перв, в пр-се апотомич расп углеводов обр-ся рибозо-6-ф, из кот возн 5-фосфорибозил-1-пирофосфат, необх для синтеза пур и пир нуклеотидов. Именно 5-фр-1пф принимает недостроенную м-лу пиримидина. Т. О. б,Д-рибоза и б,Д-дезоксирибоза явл сост ч-ми пур и пир нуклеотидов, поступают в НК за счет распадающихся углеводов. Во-вторых, распад Нк служ источ для бс углеводов. Высвобож-я при г-зе нуклеотидов рибоза м превращ в р-ибозо-5-фосфат. Из кот строится гл-6-фосфат. В-третьих, распадающиеся У поддерживают на опр ур субстр и оксил фосфорилирование АДФ, то есть обеспеч бс АТФ. В свою очередь АТФ необх для превращ нуклеозидмонофосфатов в нуклеозидтрифосфаты – субстраты для полимеризации. В-четвертых, бс У зависит от нуклеинового обм. Известная ч-ть уридинтрифосфорной к-ты исп для бс УДФ-глюкозы – важнейшего продукта, гликозидные остатки с которого перенос на нередуцирующий конецм-лы синтез-го полиглюкана.

!!! Взаимосвязь обмена Л (ж) и НК: изучены мало. Ни те, ни др не явл непоср источ соед, кот мб исп для построения НК за счет липидов и необорот. Т.о., субстратная форма связи не характерна для обмена НК и Л. Однако сущ др типы взаимосвязи. При распаде пирим осн об-ся б-ала-аминокисл, исп для бс коэнзима А, кот в свою оч необх для бс и деструкции ВЖК. Бэта-окисление вжк служ источником для поддерж на достат ур синтеза нуклеозидфосфатов Или же бета-оксил сопряжено с фосфорилированием и новообразованием АТФ. В бс липидов больш роль игр нуклеозиддифосфатсоединения, для образования которых расходуются соотв нуклеозидтрифосфаты. Так, для бс ЦДФ-холина или ЦДФ-коламина необх ЦТФ-метаболитнуклеинового обмена.

!!! Связующим звеном обмена Б и У явл ПВК. Она служ источ для бс ала, вал и лей. При ее карбоксилировании обр щук, тре, лей, илей и лиз. Вступая в ЦТК, ПВК исп для бс а-кетоглутаровой к-ты, из которой потом обр глу, про, арг. Предшественник ПВК – 3-фосфоглицериновая к-та явл исх соед для синт сер, гли, цис и цистина.

Промежут продукты апотомич и дихотом распада углеводов не заменимы в синтезе АК: на рибозо-5-фосфате строится имидазольное (?) кольцо гистидина, из кот обр фен, тир и три. Т.О. переход углеводов в белковые тела представляет осн вид взаимосвязи обмена указанных двух классов соединений (Б и У).

Возможен также и обратный пр-с. Многие АК (ала, фен, тир, гис, , три, сер, цис) содерж в совем составе трехуглеродный фрагмент, из кот возникает ПВК. Дезамнир глу и асп ведет к обр а-кетоглутаровой к-ы и щук, кот превр в пвк. Из пвк нач путь к углеводам.

Из дргих форм взаимосвязи обмена белков и углеводов интересны две. Многочисл белки-ферменты обслуживают пр-сы распада и синтеза углеводов, сопряженные с синтезом АТФ из АДФ и неорг фосфата, энергетически обеспечивает белковый синтез в клетке.

!!! Взаимосв обм белков и липидов выр в том, что распад Л обесп бс АК (а из них Б), с другой стороны – поддержвает обр-е Б энергетически. Одним из осн прод расп липидов явл ацетил-СоА. Включаясь в ЦТК, он обеспеч синт а-кетоглутаровой к-ты. Поступая в глиоксиолвый цикл, он служ для расширенного воспроизводсва в орг-ме щук и из нее пвк. Из обех к-т синт-ся АК-ты.

Обмен глицерина: высвобождпри г-зе триглицеридов, ч/з углеводы ведет к таким АК как гис, фен, тир, три. Следовательно, все постоянно встречающиеся в белках АК м синтезир за счет распадающихя липидов.

Энергетич роль липидов, особенно триглицеридов, общеизвестна. Потенциальн возм для синт АТФ, сопряженные с окислением ВЖК, огромны. Известны случаи, когда распад липидов явл осн источ Е для бс белка.

Говоря о взаимосв обм Б и Л важно отметить влияние липидов на пр-с бс белков. Уст-но, что рибосомальный синтез белка протек во много раз энергичнее, если рибосомы связаны с липопротеиновыми мембранами.

!!! Углеводы и Липиды оч легко взаимопревр в орг-ме. Связующ соед при этих переходах служ ПВК и ацетил-СоА.

Общеизвестно, что никакие р-ции обмена невозможны без специфич белков-ферментов. В этом смысле белковый обмен определяет ход превращений соединений, относ к др классам.

Решающее знач имеет ход оксилит фосфорилир и созд резерва АТФ в клетке.О уровня последней в клеточном содержимом завис весь ход обм в-в, тк АТФ обеспеч энерг потребн бс соед всех классов.