ответы 50-99. 50. Окислювальне фосфорилювання

• Название: 50. Окислювальне фосфорилювання
• Анкор: ответы 50-99.docx
• Дата: 08.07.2018
• Размер: 370.05 Kb.
• Имя файла: ответы 50-99.docx
• Тип: Документы; #21220
• страница: 4 из 11

71.Утворення аміаку. Шляхи переносу його в печінку та нирки з периферійних тканин та з м’язів.

Аміак – високотоксичний продукт білкового метаболізму. Основним джерелом утворення аміаку є метаболізм амінокислот, їх трансамінування з наступним окисним дезамінуванням глутамінової кислоти ферментом глутаматдегідрогеназою. Аміак також утворюється при дезамінуванні амідів, амінів, азотистих основ нуклеотидів

Основними кінцевими продуктами метаболізму аміаку у тварин і людини є сечовина, утворення якої відбувається в печінці. Перенос аміаку від периферичних тканин до печінки і нирок здійснюється у вигляді глутаміну. Ця амінокислота утворюється із глутамінової кислоти шляхом приєднання аміаку під дією глутамінсинтетази.

72.Біосинтез сечовини. Орнітиновий цикл.

ЦИКЛ ОРНІТИНОВИЙ (цикл сечовини, цикл Кребса – Хенселайта). Кінцеве зне­шкодження токсичної сполуки — амоніаку, що утворюється під час дезамінування амінокислот, відбувається в печінці, де NH3 перетворюється на нетоксичний продукт — сечовину. Це перетворення відбувається у формі циклу, який був названий Ц.о., або цикл сечо­вини. Його відкрили Ганс Кребс і Курт Хенселайт у 1932 р. Установлено також, що сечовина синтезується в аеробних умовах, коли в найбільшій кількості утворюється АТФ. Ц.о. складається з двох основних етапів: синтезу аргініну та його гідролізу до сечовини й орнітину. На першому етапі з аміаку, вуглекислого газу й фосфату неорганічного під впливом ферменту карбамоїлфосфатсинтетази синтезується карбамоїл фосфат. Синтез цієї сполуки потребує енергії двох молекул АТФ. Потім відбувається конденсація карбамоїл фосфату з орнітином з утворенням цитруліну і вивільненням фосфату неорганіч­ного. Орнітинкарбамоїлтрансфераза каталі­зує цей процес. Перші дві стадії Ц.о. відбуваються в мітохондріях клітин, а інші — у цито­плазмі. Далі цитрулін реагує з аспара­гіновою кислотою й утворюється аргінінобурштинова кислота; процес каталізує аргініносукцинатсинтетаза, і в ньому використовується енергія ще однієї молекули АТФ. Потім продукт реакції розщеплюється ферментом аргініносукцинатліазою на аргінін та фумарову кислоту. Утворенням аргініну завершується перший етап Ц.о.

Другий етап полягає в розщепленні аргініну під впливом аргінази на сечовину та орнітин. Ці процеси Ц.о. можна подати схематично у вигляді послідовності: NH3 → карбамоїл фосфат → цитрулін → аргінінобурштинова кислота → аргінін → сечовина. Сумарне рівняння реакцій має такий вигляд:

2NH3 + СО2 + 3АТФ + 2Н2О →

→ H2N-CО-NH2 + 2АДФ + 2Фн. + АМФ + + Н4Р2О7

Унаслідок білкового обміну в людини за добу виділяється в середньому 30 г сечовини, що становить приблизно 90% усього азоту сечі. У разі позитивного азотистого балансу екскреція сечовини зменшується. Якщо відбувається збільшення екскреції азоту внаслідок підвищення розпаду білків організму, підвищення рівня азоту в сечі відбувається за рахунок сечовини. Таким чином, утворення та екскреція сечовини є тим регулюючим механізмом, за допомогою якого підтримується азотиста рівновага.

Синтез мочевины происходит в печени в цикле Кребса-Гензелейта (другое название - орнитиновый цикл мочевинообразования Кребса) в несколько этапов с участием ряда ферментных систем. Синтез сопровождается поглощением энергии, источником которой является АТФ.

Весь цикл мочевинообразования можно представить следующим образом:

На первом этапе синтезируется карбамоилфосфат в результате конденсации ионов аммония, двуокиси углерода и фосфата (поступающего из АТФ) под действием фермента карбамоилсинтетазы. Карбамоилфосфат - это метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза ряда других азотистых соединений.

На втором этапе мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитинкарбамоилтрансфераза.

На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций. Первая из них, энергозависимая, сводится к конденсации цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинатсинтетаза). Аргининосукцинат распадается в следующей реакции на аргинин и фумарат при участии другого фермента - аргининосукцинатлиазы.

На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы.

73.Виведення амінного азоту із організму – складна біохімічна проблема. Класифікація живих організмів по виведенню амінного азоту.

уществует 3 способа выведения аминного азота из организма: в виде свободного аммиака, мочевины и мочевой кислоты. В зависимости от способа выведения азота из организма животных относят к аммониотелическим (животные, обитающие в воде, костные рыбы), уреотелическим (большинство наземных животных, млекопитающие, некоторые птицы) и урикотелическим (птицы, змеи, ящерицы). Такого рода различия связаны с анатомическим строением и средой обитания этих животных. Так, способ выведения из организма аммиака в качестве конечного продукта азотистого обмена - это эволюционно наиболее древний и самый простой путь, так как образовавшийся аммиак в виде глутамина доставляется в жабры, где глутамин распадается на глутамат и аммиак. Этот последний легко растворяется и уносится с водой. У наземных же животных в связи с появлением почек и мочевого пузыря появилась возможность выводить из организма продукты распада азотсодержащих соединений в виде мочевины, водорастворимого нетоксичного вещества. Что касается птиц, то для них этот способ неприемлем, так как вместе с мочевиной в мочу должны были поступать значительные количества воды, что привело бы к значительному увеличению их веса. Чтобы обойти эти неудобства, в процессе эволюции у птиц выработался механизм синтеза мочевой кислоты (вместо мочевины), которая является кристаллическим веществом, плохо растворимом в воде. Поэтому моча у птиц - это полутвердая масса, состоящая из кристаллов мочевой кислоты и очень небольшого количества воды. За такое удобство птицы расплачиваются более интенсивным метаболизмом с большими затратами энергии, необходимыми для синтеза мочевой кислоты.

74.Обмін протеїдів (нуклеопротеїдів, хромопротеїдів).

Нуклеопротеиды представляют собой вещества, построенные из белка и различных высокодолимеризованных нуклеиновых кислот. Оба вида нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновая кислота клеточного ядра (ДНК) и рибонуклеиновая кислота цитоплазмы (РНК) - определяются современными гистохимическими методами. ДНК является важнейшим компонентом в хромосомах и имеет тесное отношение к передаче наследственных свойств. Она отличается большой стабильностью, различна у разных видов животных, но у животного данного вида во всех органах обладает большим постоянством состава и структуры. РНК хорошо определяется в цитоплазме в виде плотных перинуклеарных скоплений. В ганглиозных клетках она представлена нисслевской субстанцией. Эта субстанция исчезает при перерезке нейрона; в моторных ганглиозных клетках ее исчезновение наблюдается при сильных мышечных сокращениях. Все это указывает на роль РНК в нервных энергетических процессах.

Нуклеиновые кислоты имеют два источника: поступление с пищей и саморепродукция. Распад нуклеотидов (соединений, входящих в состав нуклеиновых кислот) дает мочевую кислоту, которая как конечный продукт пуринового обмена выделяется с мочой. К патологии нуклеопротеидов относится мочекислый инфаркт и подагара.

Мочекислый инфаркт наблюдается главным образом у новорожденных как физиологическое явление в связи с особенной напряженностью обменных и выделительных процессов при переходе плода на режим внешнего дыхания. Такой переход влечет за собой массовый распад ядросодержащих эритроцитов и увеличение в крови мочевой кислоты. Образованию инфарктов способствует и потеря новорожденным воды. Ураты выпадают в прямых канальцах и собирательных трубочках сосочков почек, макроскопически имея вид желто-оранжевых полос. При давлении на сосочки можно получить огромное количество сферических и ради-ально исчерченных кристаллов мочекислого аммония.

Образование мочекислых инфарктов у новорожденных приурочено к 2-20-му дню жизни. Высказывается мнение, что конгломераты кристаллов мочекислого аммония и связывающая их рыхлая белковая масса могут послужить основой для развития мочекаменной болезни еще в детстве. Выпадение мочекислых солей в почках наблюдается и у взрослых - при лихорадочных кризах, при лейкоазах, особенно при интенсивном их лечении, ведущем к массовому распаду лейкозных клеток, после пневмонических кризов, сопровождающихся распадом и всасыванием экссудата. Подагра - болезнь обмена, характеризующаяся приступообразными болями в суставах и выпадением в области последних солей мочекислого натрия. Соли в изобилии откладываются на суставные поверхности (arthritis urica), главным образом плюсне-фаланговых суставов больших пальцев ног, коленных, голеностопных суставов, в хряще ушных раковин, в сухожилиях, в суставных связках. Иногда суставные поверхности выглядят как бы посыпанными мелом. Нередко соли образуют в периартикулярных тканях целые узлы, так называемые tophi urici. Подагрические узлы могут возникать и вне приступов. Иногда содержимое узлов прорывается через кожу и выкрашивается. Изредка соли откладываются в серозных, в мозговых оболочках. Микроскопически в тканях обнаруживают в большом количестве скопления игольчатых кристаллов мочекислого натрия и реактивные клеточные процессы различной интенсивности (В.Т. Талалаев, 1912; Pommer, 1929). Доказано, что ураты откладываются в живую ткань, и некроз, иногда наблюдаемый на местах отложений, возникает последовательно. В то же время без отложения уратов некроз не возникает.

Механизм образования больших кристаллических сростков, по-видимому, близок к камнеобразованию, о чем свидетельствует наличие в этих сростках белковой основы. В крови больных еще до приступа обнаруживается повышенное количество мочекислого натрия, которое во время приступа еще более возрастает. По окончании приступа отмечают концентрацию солей в собирательных канальцах почек. Резкое увеличение количества уратов в крови, их слабая растворимость и способность легко выпадать из раствора, особенно при денатурации белковой основы, т.е. защитных коллоидов, в совокупности ведут к подагрическим отложениям. Изотопный метод доказал эндогенное возникновение мочекислых солей и притом не только путем распада ядер клеток (Loffler и Roller, 1955).

Подагра в большинстве случаев наблюдается у мужчин и связана с врожденными особенностями обмена веществ, о чем свидетельствует множественное поражение подагрой членов семьи и сочетание подагры с нарушениями других видов обмена (о ж и р е н и е, диабет, желчекаменная болезнь, бронхиальная астма). Подагра бывает связана с особенностями питания в виде обильного потребления мяса, вина, а также с неподвижным образом жизни. Причиной подагры может быть задержка выделения солей с мочой, например при циррозе почек (вторичная подагра).

Среди млекопитающих подагра наблюдается только у человека. У птиц описываются две разновидности - суставная (близкая к человеческой) и висцеральная (по серозным листкам - Appleby и Siller, 1960). Своеобразным эквивалентом подагры является та разновидность мочекаменной болезни, при которой в составе камней определяются главным образом или исключительно ураты.

Обмен хромопротеидов.

Поступающий с пищей гемоглобин в желудочно-кишечном тракте распадается на глобин и гем. Глобин как белок гидролизуется до АК. Гем окисляется в гематин и выводится с калом.

Эндогенный гемоглобин разрушается главным образом в печени, а также в селезенке, костном мозге и других органах. Начальный этап распада гемоглобина - разрыв метинового мостика и образование вердоглобина. Вердоглобин еще содержит в соем составе железо и глобин. Процесс начинается с окисления гема и разрыва системы порфириновых колец. Двухвалентное железо гемоглобина превращается при этом в трехвалентное. Это вердоглобин - от него спонтанно отщепляется белок глобин и освобождается железо. Дальнейшие превращения приводят к потере железа и глобина, в результате чего происходит развертывание порфиринового кольца и образование желчного пигмента биливердина. Глобин гидролизуется до АК, а железо соединяется с белком и под названием ферритина откладывается в организме как запасная форма железа. Оставшаяся небелковая часть биливердина восстанавливается в билирубин. Билирубин транспортируется кровью в печень, где освобождается от белка и обезвреживается путем образования диглюкуронидов. Образующийся же в печени билирубин находится в связанной форме. Из печени билирубин поступает в желчный пузырь и подвергается превращениям. Дальнейшие продукты восстановления получили название уробилиногеновых тел. Почти весь выделяющийся печенью билирубин превращается в стеркобилиноген. У здорового человека ежедневно образуется 250-300 мг билирубина, который почти полностью удаляется из организма. содержание его в крови 0,4-0,8 мг%. повышение содержания билирубина в крови свыше 2 мг% сопровождается развитием желтухи. Железо, освобождающееся в клетках ретикуло-эндотелия при распаде гемоглобина и других хромопротеидов не удаляется из организма, а используется в синтезе нового хромопротеида - ферритина, выполняющего роль депо железа в организме. 2/3 общего количества ферритина содержится в печени. Из печени железо ферритина транспортируется в место синтеза гемоглобина (костный мозг) в виде железосодержащего белка - трансферина.

Изменения в первичной структуре цепей гемоглобина, т.е. замена отдельных АК остатков на другие, является причиной возникновения ряда врожденных заболеваний. Образование значительных количеств аномальных гемоглобинов может обусловливать нарушение дыхательной функции крови.

При нарушении обмена хромопротеидов возникают заболевания:

Серповидноклеточная анемия – это наследственное заболевание. При этом заболевании эритроциты изменяют свою форму за счет выпадения гемоглобина в осадок внутри эритроцитов, в результате чего нарушается функция переноса кислорода.

Желтухи - гемолитическая, механическая и паренхиматозная. гемолитическая желтуха возникает в результате образования избытка билирубина, превосходящего способность нормальных печеночных клеток к конъюгации, при этом в крови накапливается неконъюгированный билирубин.

Порфирии – нарушение процессов синтеза гемоглобина и накопление побочных продуктов. Обусловлены наследственными нарушениями обмена веществ в костном мозгу - эритропоэтические порфирии. Также бывают порфирии, обусловленные аномалией печени - печеночные порфирии. При всех формах имеются поражения кожи, иногда симптомы со стороны нервной системы.

Желчные пигменты - биливердин и билирубин придают окраску желчи. Поступление в желчь служит нормальным путем выведения желчных пигментов, которые являются конечными продуктами катаболизма порфириновых компонентов гемопротеидов. Если желчные пигменты накапливаются в крови и других жидкостях тела, либо при избыточном их образовании, либо в результате недостаточного их выведения с желчью, они придают интенсивную желтую окраску кожи. Это заболевание - желтуха.

В некоторых тканях происходит катаболизм гемопротеидов. Всем знакомо появление целой “радуги”, образуемой желчными пигментами после кровоизлияний и местного распада гемоглобина в коже и подкожной клетчатке, например, при синяках и ссадинах. В норме печень осуществляет эффективное удаление желчных пигментов из циркулирующей крови. После ряда окислительно-восстановительных реакций, катализируемых микроорганизмами кишечника продукты превращения желчных пигментов - уробилины выводятся с фекалиями. Количество билирубина в крови имеет важное значение для этиологии желтухи.

Злокачественная анемия, авитаминоз B12, связаны с нарушением синтеза ДНК и обмена нуклеопротеидов. При этом заболевании снижено количество эритроцитов и, соответственно, гемоглобина. Анемия, развивающаяся при действии ионизирующей радиации: нарушение синтеза ДНК и подавление митотической активности клеток в кроветворных органах и тканях.

Приобретенная аутоагрессивная гемолитическая анемия: в селезенке происходит разрушение и растворение (лизис) эритроцитов.

75.Класифікація і номенклатура ліпідів

Номенклатура липидов состоит из двух основных категорий: систематическое название и тривиальное названия соединения. Тривиальное название, включает в себя сокращения, которые являются удобным способом определения, например: ацил/алкильные цепи в глицеролипидах, сфинголипидах или глицерофосфолипидах.

Общепринятые принципы систематики липидов были определены Международным союзом теоретической и прикладной химики и Международным союзом биохимии и молекулярной биологии (IUPAC-IUBMB), Комиссией по биохимической номенклатуре (http://www.chem.qmul.ac .uk/IUPAC/).

Ключевыми особенностями номенклатуры липидов являются следующие:

(А) использование стереоспецифической нумерации (Sn), для описания глицеролипидов и глицерофосфолипидов. Гидроксильные группы глицерина, как правило, ацилированные или алкилированные по sn1 и/или sn2 положению, за исключением некоторых липидов, которые содержат больше чем одна молекула глицерина и архебактериальные липиды, в которых происходит модификация sn2 и/или sn3 положения.

(Б) Определения сфинганин (sphinganine) и сфинг-4-енин (sphing-4-enine) являются основными для сфинголипидов, которые имеют D-эритро или 2S, 3R конфигурацию и 4E геометрию (в случае сфинг-4-енин). В молекулах, содержащих стереоизомеры кроме 2S, 3R конфигурации, могут использоваться полные систематические названия (например, 2R-амино-1, 3R-октадкандиол (1, 3R-octadecanediol).

(С) использование основных наименований, таких как холестан, андростан, и эстран, для стеринов.

(Г) наименования для жирных кислот и ацильных цепей (формил-, ацетил-, пропионил-, бутирил-, и т.д.) определены в Приложении рекомендаций А и В IUPAC-IUBMB.

(Е) принятие сокращенной номенклатурой в текстах - для гликана, как части липидов, где остатки сахаров представлены стандартными принятыми IUPAC сокращениями, и где включены аномерное положение углерода и стереохимия, но скобки опущены. Эта система также была преддержана консорциумом по функциональной Glycomics (http://www.functionalglycomics.org/static/index.shtml).