Билет № 31
1. Переваривание углеводов. Полостное и пристеночное переваривание. Возможные причины нарушения процесса. Всасывание моносахаридов.
Переваривание бывает: 1). Внутриклеточное (в лизосомах); 2). Внеклеточное (в ЖКТ): а). полостное (дистантное); б). пристеночное (контактное).
Расщепление углеводов начинается в полости рта под действием амилазы слюны. Известны три видаамилаз, которые различаются главным образом по конечным
продуктам их ферментативного действия: α-амилаза,β-амилазаиγ-амилаза.α-Амилазарасщепляетвполисахаридах внутренниеα-1,4-свя-зи,поэтому ее иногда называют эндоамилазой.Молекула α-амилазысодержит в своихактивных центрах ионы Са2+, необходимые для ферментативнойактивности.
Под действием β-амилазыоткрахмалаотщепляетсядисахарид мальтоза, т.е. β- амилаза является экзоамилазой. Она обнаружена у высших растений, где выполняет важную роль в мобилизации резервного (запасного)крахмала.
γ-Амилазаотщепляет один за другим глюкозные остатки от конца полигликозидной цепочки
Переваривание углеводов в ротовой полости (полостное)
В ротовой полости пища измельчается при пережѐвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8. В слюне присутствует эндогликозидаза α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщепляющая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидныесвязи с образованием крупных фрагментов — декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы.
Переваривание углеводов в желудке (полостное)
Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде (рН <4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка активность амилазы может некоторое время сохраняться..
Переваривание углеводов в тонком кишечнике (полостное и пристеночное)
В двенадцатиперстной кишке кислое содержимое желудка нейтрализуется соком поджелудочной железы (рН 7,5—8,0за счет бикарбонатов). С соком поджелудочной железы в кишечник поступаетпанкреатическая α-амилаза.Этаэндогликозидазагидролизует внутренниеα-1,4-гликозидныесвязи в крахмале и декстринах с образованием мальтозы, изомальтозы и олигосахаридов, содержащих3—8остатков глюкозы, связанныхα-1,4-и α-1,6-гликозиднымисвязями.
Переваривание мальтозы, изомальтозы и олигосахаридов происходит под действием специфических ферментов - экзогликозидаз, образующих ферментативные комплексы. Эти комплексы находятся на поверхности эпителиальных клеток тонкого кишечника и осуществляют пристеночное пищеварение:Сахаразо-изомальтазный комплекс состоит из 2 пептидов, имеет доменное строение. Из первого пептида образован цитоплазматический, трансмембранный (фиксирует комплекс на мембране энтероцитов) и связывающий домены и изомальтазная субъединица. Из второго - сахаразная субъединица. Сахаразная субъединица гидролизуетα-1,2-гликозидные связи в сахарозе,изомальтазная субъединица -α-1,6-гликозидныесвязи в изомальтозе,α-1,4-гликозидныесвязи в мальтозе и мальтотриозе. Комплекса много в тощей кишке, меньше в проксимальной и дистальной частях кишечника.
Гликоамилазный комплекс, содержит две каталитические субъединицы, имеющие небольшие различия в субстратной специфичности. Гидролизуетα-1,4-гликозидныесвязи в олигосахаридах (с восстанавливающего конца) и в мальтозе. Наибольшая активность в нижних отделах тонкого кишечника.
β-Гликозидазный комплекс (лактаза) гликопротеин, гидролизуетβ-1,4-гликозидныесвязи в лактозе. Активность лактазы зависит от возраста. У плода она особенно повышена в поздние сроки беременности и сохраняется на высоком уровне до5-7-летнеговозраста. Затем активность лактазы снижается, составляя у взрослых 10% от уровня активности, характерного для детей.
Переваривание углеводов заканчивается образованием моносахаридов – в основном глюкозы, меньше образуется фруктозы и галактозы, еще меньше – маннозы, ксилозы и арабинозы.Всасывание углеводов. Моносахариды всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок. Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путѐм диффузии (рибоза, ксилоза, арабиноза), облегчѐнной диффузии с помощью белков переносчиков (фруктоза, галактоза, глюкоза), и путем активного транспорта (галактоза, глюкоза). Активный транспорт галактозы и глюкозы из просвета кишечника в энтероцит осуществляется симпортом с Na+. Черезбелок-переносчикNa+ двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na+ создаѐтсяNа+/К+-АТФ-азой.При низкой концентрации глюкозы в просвете кишечника она транспортируется в энтероцит только активным транспортом, при высокой концентрации - активным транспортом и облегчѐнной диффузией. Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза > другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии через белки-переносчики.Расщепление углеводов начинается в полости рта под действиемамилазы слюны.
Судьба всосавшихся моносахаридов. Более 90% всосавшихсямоносахаридов (главным образомглюкоза) через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и с токомкрови через воротную вену доставляется, прежде всего, впечень. Остальное количествомоносахаридов поступает по лимфатическим путям в венозную систему. Впечени значительная часть всосавшейсяглюкозы превращается вгликоген, который откладывается в печеночныхклетках в форме своеобразных, видимых под микроскопом блестящих гранул. При избыточном поступлении глюкозы часть ее превращается в жир.
Обмен кальция. Источники, потребность, условия всасывания. Распределение в организме. Формы в крови. Формы в костной ткани и зубах. Биологическая роль. Регуляция уровня кальция в крови.
Потребность – около 1 г в сутки.
Источники – молоко и молочные продукты, растительная пища 99% сосредоточено в костях, с фосфатом образует нерастворимый –гидроксиапатит кальция. Это кальциевый пул, он медленно обменивается.
Условия всасывания
Основная часть кальция поступает в организм в виде плохо растворимых фосфорнокислых солей: Са3(РО4)2, СаНРО4, Са (Н2РО4)2. Всасывание кальция начинается в кислой среде желудка и слабокислой среде проксимальных отделов кишечника. Для нормального всасывания кальция необходимо наличие Са-связывающего белка, синтезируемого в энтероцитах, Са-зависимой АТФ-азы, участвующей в переносе кальция через мембрану.
Растворимость солей кальция зависит от соотношения Са: Р. Избыток фосфатов приводит к образования нерастворимы солей. Способствуют всасыванию кальция образование лактата, цитрата Са.
Распределение в организме.
В организме взрослого здорового человека содержится до 2-х кг кальция. 98% находится в костной ткани. Остальная часть - внутриклеточная жидкость, кровь.
В костной ткани кальций находится в виде 2-х форм:
1. кристаллов гидроксиапатита Са10 (РО4)6(ОН)2. (нерастворим, его образование соответствует процессу минерализации кости.)
2. аморфного кальцийфосфата Са 3 (РО4)2. (более растворим фракций выполняет лабильного резерва кальция для гидроксиапатита)
Внутриклеточный кальций:
В цитозоле кальция мало: 10-7 М. Вне клетки – 10 -3 М. В клетке много кальция в связанном виде: с белками, фосфолипидами, гликопротеидами. Выделены Са-связывающие белки (спектрин эритроцитов, секвестрин мышц, эластин хряща и т. д.)
В плазме крови находится 4-6 г. Существует в трех формах:
связанный с белками (в основном с альбуминами);
в комплексе с цитратом или с фосфатом;
в виде свободных ионов (это физиологически активный кальций).
Биологическая роль кальция:
Формирование костной ткани, минерализация.
Является 4-м фактором свертывающей система крови (участвует в образовании тромбина)
Мышечное сокращение.
Регулирует проницаемость мембран нейронов к одновалентным ионам, стабилизирует процессы возбуждения.
Участвует в процессах контактного узнавания клеток, их интеграции благодаря образованию кальциевых мостиков
Обеспечивает стабилизацию формы клеток и клеточных структур в результате взаимодействия с компонентами клеточных мембран и микрофиламентами.
Стимулирует биосинтетические и секреторные процессы в экзо - и эндокринных клетках.
Регулирует активность ферментов (АТФ-азы, ФДЭ и др.)
Является вторичным посредником гормонального действия на клетку.
Регуляция уровня кальция в плазме крови: Уровень кальция в плазме крови и клетках находится в основном в зависимости от функционального состояния трех структур:
Костной ткани – депо Са, в котором остеоциты и остеобласты способствуют минерализации кости и отложению в ней кальция, а остеокласты обуславливают деминерализацию кости и выход из нее Са в кровь.
Тонкого кишечника, в котором происходит всасывание Са.
Почек, где осуществляется реабсорбция Са и фосфора.
Функционирование этих эффекторных органов специфически контролируется тремя гормонами: паратгормоном, кальцитонином и витамином Д (1,25-(ОН)2 холекальциферол).
витамин Д (кальцитриол) повышает уровень кальция путем увеличения синтеза Са- связывающего белка в энтероцитах и нефронах;
паратгормон – повышает кальций в крови путем активации остеокластов.
кальцитонин – понижает уровень кальция (активирует остеобласты и остеоциты – увеличивает отложение), способствует выведению через почки.
ГИПОКАЛЬЦИЕМИЯ (причины).
Алиментарная: недостаток Са в пище, преобладание растительной пищи, стеаторея, энтериты.
Дефицит витамина Д.
Снижение паратгормона.
Усиленные потери кальция через почки (патология почек, сопровождающаяся протеинурией)
Алкалоз → снижение ионизированного Са (гипервентиляция у детей→тетания, рвота, пилоростеноз)
ГИПЕРКАЛЬЦИЕМИЯ
Увеличение паратгормона
Гипервитаминоз витамина Д
Злокачественная опухоль с метастазами в кость
Тиреотоксикоз.
3. Назначьте биохимическое обследование больному с инфарктом миокарда.
Ответ. Креатинфосфокиназа МВ, ЛДГ1,ЛДГ2, Аст\АлТ, миоглобин
При инфаркте миокарда возникает гиперферментемия.
Высокую диагностическую ценность имеет креатинфосфокиназа (КФК), нормальное содержание которой в сыворотке крови - до 1,2 ммоль/л. Активность КФК повышается через 6-9 ч после начала инфаркта, достигает максимума на 8-14-м часу заболевания и возвращается к норме через 3-4 дня. Специфичность исследования повышает параллельное определение кардиального изофермента креатинфосфокиназы - MB.
Повышается концентрация лактатдегидрогеназы (ЛДГ1 ЛДГ2), нормальное содержание которой в сыворотке крови 0,8- 4 ммоль/л. Максимальная концентрация ЛДГ при инфаркте миокарда отмечается на 2-4-е сутки, а нормализация - на 2-3-й неделе.
В крови возрастает уровень аспартатаминотрансферазы (ACT), нормальная концентрация которой 0,1-0,45 ммоль/л. Максимальное увеличение ACT наблюдается на 2-4-е сутки, нормализация происходит на 5-7-е сутки.
Одновременно с повышением активности ACT возрастает активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), нормальный уровень которой в крови 0,1-0,68 ммоль/л.
Чувствительным тестом в ранней диагностике является уровень миоглобина. В крови больных он повышается через 2-4 ч после начала инфаркта, достигает максимума через 6-8 ч и нормализуется спустя 20-40 ч. Нормальное содержание миоглобина колеблется от 5 до 80 нг/мл.
Заведующий кафедрой медицинской
химии, д.б.н., доцент Д.В.Суменкова
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской федерации
(ГБОУ ВПО НГМУ Минздрава России)
Кафедра медицинской химии педиатрического факультета
Стоматологический факультет
Билет № 32
Основные этапы окисления глюкозы в аэробных условиях. Биологическая роль процесса.
Гликолиз – главный путь катаболизма глюкозы (а также фруктозы и галактозы). Все его реакции протекают в цитозоле.
Аэробный гликолиз - это процесс окисления глюкозы до ПВК, протекающий в присутствии О2. В аэробных условиях глюкоза окисляется до СО2 и Н2О. Суммарное уравнение:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2+ 6Н2О + 2880 кДж/моль.
Аэробный путь окисления глюкозы происходит в 3 этапа: 1. окисление молекулы глюкозы до 2 молекул пирувата; 2. окислительное декарбоксилированиепирувата (с образованием 2 молекул ацетил-КоА); 3. реакции цикла Кребса, где каждая молекула ацетил-КоА сгорает с образованием 12 АТФ.
1-ый этап. Окисление молекулы глюкозы до 2 молекул пирувата - это первые 10 реакций гликолиза. Суммарная реакция 1 этапа:
Глюкоза + 2 НАД++ 2 АДФ → 2 пирувата + 2 НАДН + Н+ + 2 АТФ
2-ой этап. Окислительное декарбоксилированиепирувата (с образованием 2 молекул ацетилКоА) происходит в матриксе митохондрий и осуществляется мультиферментным комплексом пируватдегидрогеназой. В его состав входят 3 фермента и 5 коферментов: 1. Пируватдекарбоксилаза – кофермент тиаминпирофосфат (активная форма витамина В1). 2. Дегидролипоилацетилтрансфераза – кофермента: в активном центре – липоевая кислота (витаминоподобное вещество), из матрикса митохондрий используется Коэнзим А (КоА
SH). 3. Дигидролипоилдегидрогеназа – коферменты: в активном центре – ФАД, из матрикса митохондрий используется
– НАД. Суммарная реакция: 2 Пируват + 2 НАД+ + КоА → 2ацетил-КоА+ 2 НАДН + Н+ Каждый восстановленный НАД в митохондриях отдает протоны и электроны в полную ц.п.э., где образуется 2 х 3 АТФ = 6 АТФ. Таким образом, ценность второго этапа – 6 АТФ. Эти реакции происходят только в аэробных условиях!
3-ий этап. Реакции цикла Кребса, где каждая молекулаацетил-КоАсгорает с образованием 12 АТФ. Следовательно, энергетический выход третьего этапа (в расчете на молекулу глюкозы) – 2 х 12 АТФ = 24 АТФ . Энергетическая ценность аэробного окисления глюкозы: 1 этап – 8 (6) АТФ 2 этап – 6 АТФ 3 этап – 24 АТФ
Итого: 38 (36) АТФ (разница в 2 АТФ зависит от челнока, который переносит протоны и электроны из цитозоля от НАДН, образованного в 6-ойреакции гликолиза в митохондрии в ц.п.э.). Аэробное окисление глюкозы является главным источником энергии для большинства клеток организма.
Стадия №1 реакции окисления глюкозы:
На первом этапе происходит фосфорилирование глюкозы. Активирование сахарида происходит путем фосфолирирования по шестому углеродному атому.
Происходит процесс изомеризации глюкозы-6-фосфата. На данном этапе глюкоза обращается во фруктозу-6-фосфат под действием каталитического фосфоглюкоизомераза.
Фосфорилирование фруктозы-6-фосфата. На данном этапе происходит образование фруктозо-1,6-дифосфата (называемого также альдолазой) под воздействием фосфофруктокиназы-1. Она участвует в сопровождении фосфорильной группы от аденозинтрифосфорной кислоты до молекулы фруктозы.
На данном этапе происходит расщепление альдолазы. В результате образуются две молекулы триозофосфата, в частности кетозы и эльдозы.
. Изомеризация триозофосфатов. На данном этапе происходит отправка глицеральдегид-3-фосфата на следующие этапы глюкозного расщепления. При этом происходит переход дигидроксиацетонфосфата в форму глицеральдегид-3-фосфата. Данный переход осуществляется под действием ферментов.
. Процесс окисления глицеральдегид-3-фосфата. На данном этапе происходит окисление молекулы и ее последующее фосфорилирование до дифосфоглицерата-1,3.
Данный этап предполагает перенос из 1,3-дифосфоглицерата фосфатной группы на АДФ. В конечном результате этого этапа образуется 3-фосфоглицерат и АТФ.
Стадия №2 - полное окисление глюкозы:
На данном этапе осуществляется переход 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат. Процесс перехода осуществляется под действием такого фермента, как фосфоглицератмутаза. Данная химическая реакция окисления глюкозы протекает при обязательном наличии магния (Mg).
. На данном этапе происходит дегидратация 2-фосфоглицерата.
Происходит перенос фосфатов, полученных в результате протекания предыдущих этапов, в ФЕП и АДФ. Осуществляется перенос на АДФ фосфоэнулпировата. Такая химическая реакция возможна при наличии ионов магния (Mg) и калия (K).
Регуляция:
1.гексокиназа: ингибируется гл-6-фосфатом (аллостерический ингибитор)
2.лимитирующая р-ия: 6-фосфофруктокиназная
3. Фосфофруктокиназа: ингибитор АТФ, стимулятор АМФ
4. Цитрат и ЖК ингибируют гликолиз
5. Адреналин и инсулин ускоряют глюкагон ингибр,
Значение:
Энергетическое: 2 молекулы АТФ
Пластическое: 1,3-бисфосфоглицерат (в эритр) = 2,3-бисфосфоглицерат – снижает сродство гемоглобина к кислороду.
Пируват может идти на синтез аланина
Фосфоглицериновый альдегид восстанавливается до глицерофосфата = на синтез фосфолипидов и жиров.
Гексокиназа, 6фруктокиназа – фосфотрансфераза (2 класс:трансферазы).
Обмен фосфора: источники, потребность, всасывание. Содержание в плазме крови. Формы. Распределение в организме. Биологическая роль. Роль фосфора в минерализации эмали.
Потребность 1600-200- мг/сутки.
Источники: молочные продукты (сыры), яйца, бобовые, хлеб, мясные продукты, рыба, икра, крабы.
Условия всасывания:
Фосфат поступает в организм в виде либо неорганических, либо органических соединений, которые в пищеварительном тракте высвобождаются в неорганический фосфат. Всасывается неорганический фосфат ≈ 70-90%. В желудке фосфаты почти не всасываются. В тонком кишечнике – на всем протяжении.
Распределение в организме:
Костная ткань 75% (гидроксиапатит, аморфный кальций)
Кровь:
Кислоторастворимый фосфор (остается в фильтрате после осаждения белков): неорганический фосфор и фосфор, связанный с органическими соединениями (гексозофосфаты, глицерофосфаты, нуклеотиды и др.)
Кислотонерастворимый фосфор (фосфор нуклеиновых кислот, фосфолипидов)
Мягкие ткани (производные углеводов, глицерина, нуклеотиды, АТФ, коферменты).
Биологическая роль:
Структура костной ткани
Буферная система
Образование нуклеотидов: нуклеиновые кислоты, макроэргические соединения коферменты
Образование активных форм (глюкоза-6-фосфат, глицерофосфат)
Синтез фосфолипидов → структура биомембран → проницаемость, активность связанных с мембраной ферментов, жидкокристаллические свойства.
Образование фосфопротеидов → ферменты.
В моче повышены 17-кетостероиды, реакция Ниландера отрицательная, реакция с хлорным железом отрицательная, повышено количество мочевины и оксипролина. Укажите причины данных нарушений.
Ответ. Диабет стероидный - клиническая форма диабета, развивающаяся в результате избыточного содержания в крови в течение длительного времени гормонов коры надпочечников или лечения препаратами этих гормонов. В основе механизма развития диабета стероидного лежит воздействие глюкокортикоидов на белковый и углеводный обмен. Они усиливают распад белков и тормозят их синтез. Лечение симптоматическое - диета, назначение сахароснижающих средств и инсулинотерапия.
Заведующий кафедрой медицинской
химии, д.б.н., доцент Д.В.Суменкова
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новосибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской федерации
(ГБОУ ВПО НГМУ Минздрава России)
Кафедра медицинской химии педиатрического факультета
Стоматологический факультет
|
Скачать 0.96 Mb.