шпора по анату. билеты с ответами-3. Билет 1 Изоферменты. Понятие. Биологическая роль. Примеры. Диагностическое значение определения изоферментов плазмы крови

• Название: Билет 1 Изоферменты. Понятие. Биологическая роль. Примеры. Диагностическое значение определения изоферментов плазмы крови
• Анкор: шпора по анату
• Дата: 02.02.2021
• Размер: 0.96 Mb.
• Имя файла: билеты с ответами-3.docx
• Тип: Документы; #173416
• страница: 14 из 17

Билет № 33

1. Дезаминирование аминокислот. Виды. Механизм окислительного деза­минирования. Характеристика оксидаз. Трансдезаминирование. Зна­чение.

Дезаминирование аминокислот - реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака. Дальнейшие превращения продуктов дезаминирования аминокислот представлены на рис. 9-7.

Аммиак токсичен для ЦНС, поэтому в организме человека и млекопитающих он превращается в нетоксичное хорошо растворимое соединение - мочевину. В виде мочевины, а также в виде солей аммония аммиак выводится из организма. Безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакциях трансаминирования,

в процессах глюконеогенеза, кето-генеза, в анаплеротических реакциях для восполнения убыли метаболитов ОПК, в реакциях окисления до СО₂ и Н₂О.

Существует несколько способов дезаминирования аминокислот:

*окислительное;

*непрямое (трансдезаминирование);

*неокислительное;

*внутримолекулярное.

1. Окислительное дезаминирование

Наиболее активно в тканях происходит дезаминирование глутаминовой кислоты. Реакцию катализирует фермент глутаматдегидрогеназа, коферментом глутаматдегидрогеназы является NAD⁺. Реакция идёт в 2 этапа. Вначале происходит ферментативное дегидрирование глутамата и образование а-иминоглутарата, затем - неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется а-кетоглутарат (см. схему ниже).

Окислительное дезаминирование глутамата -

обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в обратном направлении, как восстановительное шинирование α-кетоглутарата.

Глутаматдегидрогеназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов, кроме мышц. Этот фермент - олигомер, состоящий из 6 субъединиц (молекулярная масса 312 кД). Глутаматдегидрогеназа играет важную роль, так как является регуляторным ферментом аминокислотного обмена. Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы (АТФ, ГТФ, NADH) вызывают диссоциацию фермента и потерю глутаматдегидрогеназной активности. Высокие концентрации АДф активируют фермент. Таким образом, низкий энергетический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образованиеα-кетоглутарата, поступающего в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом).

Оксидаза L-аминокислот

В печени и почках обнаружен фермент оксидаза L-аминокислот, способный дезаминировать некоторые L-аминокислоты (см. схему в конце стр.).

Коферментом в данной реакции выступает FMN. Однако вклад оксидазы L-аминокислот в дезаминирование, очевидно, незначителен, так как оптимум её действия лежит в щелочной среде (рН 10,0). В клетках, где рН среды близок к нейтральному, активность фермента очень низка.

Оксидаза D-аминокислот также обнаружена в почках и печени. Это FAD-зависимый фермент. Оптимум рН этой оксидазы лежит в нейтральной среде, поэтому фермент более активен, чем оксидаза L-аминокислот. Роль оксидазы D-аминокислот невелика, так как количество D-изомеров в организме крайне мало, потому что в белки пищи и белки тканей человека и животных входят только природные L-аминокислоты. Вероятно, оксидаза D-аминокислот способствует их превращению в соответствующие L-изомеры (рис. 9-8).

2. Непрямое дезаминирование(трансдезаминирование)

Большинство аминокислот не способно дезаминироваться в одну стадию, подобно Глу. Аминогруппы таких аминокислот в результате трансаминирования переносятся на α-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая затем подвергается прямому окислительному дезаминированию. Такой механизм дезаминирования аминокислот в 2 стадии получил название трансдезаминирования, или непрямого дезаминирования:

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов: аминотрансферазы (кофермент ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент NAD⁺).

Значение этих реакций в обмене аминокислот очень велико, так как непрямое дезаминирование - основной способ дезаминирования большинства аминокислот. Обе стадии непрямого дезаминирования обратимы (рис. 9-9), что обеспечивает как катаболизм аминокислот (рис. 9-9, А), так и возможность образования практически любой аминокислоты из соответствующей α-кетокислоты (рис. 9-9, Б).

В мышечной ткани активность глутаматдегидрогеназы низка, поэтому в этих клетках при интенсивной физической нагрузке функционирует ещё один путь непрямого дезаминирования с участием цикла ИМФ-АМФ. Вначале происходит перенос аминогруппы аминокислот на аспартат, затем на инозиновую кислоту (ИМФ) и в завершение - дезаминирование АМФ. Представленная схема отражает последовательность реакций непрямого неокислительного дезаминирования:

Можно выделить 4 стадии процесса:

*трансаминирование с α-кетоглутаратом, образование глутамата;

*трансаминирование глутамата с оксалоацета-том (фермент ACT), образование аспартата;

*реакция переноса аминогруппы от аспартата на ИМФ (инозинмонофосфат), *образование АМФ и фумарата;

*гидролитическое дезаминирование АМФ.

Этот путь дезаминирования преобладает в мышцах при интенсивной работе, в результате которой накапливается молочная кислота. Выделяющийся аммиак предотвращает закисление среды в клетках, вызванное образованием лактата.

3. Неокислительное дезамитровате

В печени человека присутствуют специфические ферменты, катализирующие реакции дезаминирования аминокислот серина, треонина и гистидина неокислительным путём.

Реакция начинается с отщепления молекулы воды и образования метиленовой группы, затем происходит неферментативная перестройка молекулы, в результате которой образуется иминогруппа, слабо связанная с а-углеродным атомом. Далее в результате неферментативного гидролиза отщепляется молекула аммиака и образуется пируват.

Неокислительное дезаминирование треонина катализирует фермент треониндегидратаза.

Неокислительное дезаминирование гистидина под действием фермента гистидазы (гистидин-аммиаклиазы) является внутримолекулярным, так как образование молекулы аммиака происходит из атомов самой аминокислоты без участия молекулы воды. Эта реакция происходит только в печени и коже (см. схему В на с. 477).

2. Сахарный диабет. Причины. Изменения обмена веществ. Осложнения сахарного диабета, механизмы их развития. Проявления со стороны тканей ротовой полости

Сахарный диабет (Diabetes mellitus) — широко распространенное заболевание, которое наблюдается при абсолютном или относительном дефиците инсулина. Нехватка этого пептидного гормона (см. сс. 78, 82) отражается главным образом на обмене углеводов и липидов. Сахарный диабет встречается в двух формах. При диабете I типа (инсулинзависимом сахарном диабете) уже в раннем возрасте происходит гибель инсулинсинтезирующих клеток в результате аутоиммунной реакции. Менее тяжелый диабет II типа (инсулиннезависимая форма) обычно проявляется в более пожилом возрасте. Он может быть вызван различными причинами, например пониженной секрецией инсулина или нарушением рецепторных функций.

А.Биосинтезинсулина

Инсулин синтезируется в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Как и многие секреторные белки, предшественник гормона(препроинсулин) содержит сигнальный пептид, который направляет пептидную цепь внутрь эндоплазматического ретикулума (см. с. 226), где после отщепления сигнального пептида и замыкания дисульфидных мостиков образуется проинсулин. Последний поступает в аппарат Гольджи и депонируется в клеточных везикулах, β-гранулах. В этих гранулах путем отщепления С-пептида образуется зрелый инсулин, который сохраняется в форме цинксодержащего гексамера (см. с. 82) вплоть до секреции.

Б. Последствия дефицитаинсулина

Воздействие инсулина на обменуглеводов рассмотрено на с. 160. Его механизм сводится к усилению утилизации глюкозы и подавлению ее синтеза de novo. К этому следует добавить, что транспорт глюкозы из крови в большинство тканей также является инсулинзависимым процессом (исключения составляют печень, центральная нервная система и эритроциты).

Инсулин влияет также на липидный обмен в жировой ткани: он стимулирует синтез жирных кислот из глюкозы, что связано с активацией ацетил-КоА-карбоксилазы (см. с. 164), и усиливает генерацию НАДФН + Н⁺ в ГМП (см. с. 154). Другая функция инсулина — торможение расщепления жиров и деградации белков в мышцах. Таким образом, недостаточность инсулина ведет к глубоким нарушениям промежуточного метаболизма, что и наблюдается у больных сахарным диабетом.

Характерный симптом заболевания — повышение концентрации глюкозы в крови с 5 мМ (90 мг/дл) до 9 мМ (160 мг/дл) и выше (гипергликемия, повышенный уровень глюкозы в крови). В мышцах и жировой ткани, двух наиболее важных потребителях глюкозы, нарушаются усвоение и утилизация глюкозы. Печень также утрачивает способность использовать глюкозу крови. Одновременно повышается глюконеогенез и вместе с тем усиливается протеолиз в мышцах. Это еще более увеличивает уровень глюкозы в крови. Нарушение реабсорбции глюкозы в почках (приконцентрации в плазме 9 мМ и выше), приводит к ее выведению с мочой (глюкозурия).

Особенно серьезные последствия имеет повышенная деградация жиров. Накапливающиеся в больших количествах жирные кислоты частично используются в печени в синтезе липопротеинов (гиперлипидемия), остальные распадаются до ацетил-КоА. Избыточные количества ацетил-КоА, возникающие в результате неспособности цитратного цикла полностью его утилизировать, превращаются в кетоновые тела (см. с. 304). Кетоновые тела — ацетоуксусная и 3-гидроксимасляная кислоты — повышают концентрацию протонов и влияют на физиологическую величину рН. Вследствие этого может возникать тяжелый метаболический ацидоз (диабетическая кома, см. с. 280). Образующийся ацетон придает дыханиюбольных характерный запах. Кроме того, в моче увеличивается содержание анионов кетоновых тел (кетонурия).

При неадекватном лечении сахарный диабет может приводить к долгосрочным осложнениям: изменению состояния кровеносных сосудов(диабетические ангиопатии), повреждению почек (нефропатии), нервной системы и глаз, например хрусталика (катаракта).

3. При обследовании больного обнаружено: диастазная активность мочи 800 ед., реакция Ниляндера с мочой положительна. В содержимом кишечника - зерна крахмала, мышечные волокна, нейтральный жир. Функции какого органа нарушены? Обоснуйте. Отразится ли это, как и почему на состоянии тканей полости рта?

Ответ. Панкреатит. Патология поджелудочной

Диастаза (другое название – амилаза или альфа-амилаза) – фермент, который образуется в поджелудочной железе и слюнных железах. Уровень диастазы в моче является своеобразным маркером остроты воспалительного процесса в поджелудочной железе, он резко повышается при остром панкреатите и обострении хронического. Если норма диастазы мочи у здорового человека не превышает 64 ЕД, то при панкреатите она может достигать 250-ти кратного увеличения,

Обнаружение при микроскопии большого количества мышечных волокон, особенно непереваренных и слабопереваренных, свидетельствует о наличии у больного признаков недостаточности переваривания белков (креатореи).

Нейтральный жир- недостаточное поступление в кишечник желчи (нарушение процесса эмульгации жира в тонком кишечнике)(стеаторея)

Появление в кале большого количества зерен крахмала свидетельствует обычно о резком ускорении перистальтики кишечника и продвижепия пищевого химуса (диарея) – вызванная содержанием нейтральных жиров.

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 № 34

1. 
   Тканевое дыхание. Характеристика митохондриальной системы окси­доредуктаз, ее биологическое значение.
   

Распад органических соединений в живых тканях, сопровождающийся потреблением молекулярного кислорода и приводящий к выделению углекислого газа и воды и образованию биологических видов энергии, называется тканевым дыханием. Тканевое дыхание представляют как конечный этап пути превращений моносахаров (в основном глюкозы) до указанных конечных продуктов, в который на разных стадиях включаются другие сахара и их производные, а также промежуточные продукты распада липидов (жирные кислоты), белков (аминокислоты) и нуклеиновых оснований. Итоговая реакция тканевого дыхания будет выглядеть следующим образом:

С₆Н₁₂О₆ + 6O₂ = 6СO₂+ 6Н₂O + 2780 кДж/моль. (1)

Впервые сущность дыхания объяснил А.-Л. Лавуазье (1743-1794), обративший внимание на сходство между горением органических веществ вне организма и дыханием животных. Постепенно становились ясными принципиальные различия между этими двумя процессами: в организме окисление протекает при относительно низкой температуре в присутствии воды, и его скорость регулируется обменом веществ. В настоящее время биологическое окислениеопределяется как совокупность реакций окисления субстратов в живых клетках, основная функция которых - энергетическое обеспечение метаболизма. В развитие концепций биологического окисления в XX в. важнейший вклад внесли А.Н. Бах, О. Варбург, Г. Крепс, В.А. Энгель-гардт, В.И. Палладин, В.А. Белицер, С.Е. Северин, В.П. Скулачев.

Потребление кислорода тканями зависит от интенсивности реакций тканевого дыхания. Наибольшей скоростью тканевого дыхания характеризуются почки, мозг, печень, наименьшей – кожа, мышечная ткань (в покое). Уравнение (2) описывает суммарный результат многоступенчатого процесса, приводящего к образованию молочной кислоты (см. главу 10) и протекающего без участия кислорода:

С₆Н₁₂О_б = 2С₃Н₆О₃ + 65 кДж/моль. (2)

Этот путь отражает, по-видимому, энергетическое обеспечение простейших форм жизни, функционировавших в бескислородных условиях. Современные анаэробные микроорганизмы (осуществляющие молочнокислое, спиртовое и уксуснокислое брожение) получают для жизнедеятельности энергию, производимую в процессе гликолиза или его модификаций.

Использование клетками кислорода открывает возможности для более полного окисления субстратов. В аэробных условиях продукты бескислородного окисления становятся субстратами цикла трикарбоновых кислот (см. главу 10), в ходе которого образуются восстановленныедыхательные переносчики НАДФН, НАДН и флавиновые коферменты.

2. 
   Липолиз. Регуляция. Биологическое значение. Окисление высших жирных кислот, ход процесса, значение.
   

Липо́лиз — процесс расщепления жиров на составляющие их жирные кислоты под действием липазы.

Липолиз протекает в митохондриях, куда жирные кислоты доставляются с помощью переносчика — карнитина. В процессе липолиза происходят циклические превращения молекул жирных кислот с отщеплением от них двухуглеродных производных KoA (CH₃—CO—SKoA) (β-окисление жирных кислот) или одноуглеродных производных KoA (α-окисление жирных кислот); протекание одного цикла окисления жирной кислоты, сопровождается синтезом по одной молекуле ФАДН и НАДН.

Фермент триглицеридлипаза расщепляет триглицериды на диглицериды и жирные кислоты, на следующей стадии активны диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза. В результате работы этих ферментов образуются конечные продукты липолиза — глицерин и жирные кислоты.

Липолиз является важнейшим энергетическим процессом в клетке, который обеспечивает синтез самого большого количества АТФ. Например, при окислении одной молекулы пальмитата (CH₃(CH₂)₁₄COOH), образуется 131 молекула АТФ, две из которых используются для активации пальмитата.

Регуляция На процесс липолиза оказывают стимулирующее воздействие гормоны глюкагон и соматотропин. Противоположное действие оказывает инсулин, который стимулирует фосфодиэстеразу, расщепляющую c AMP — молекулу вторичного посредника, что тормозит процесс липолиза.

3. Ежедневно в телерекламе говорится о том, что каждый раз при при­еме пищи мы подвергаем свои зубы опасности заболевания кариесом. Так ли это? Обоснуйте.

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 № 35

1. 
   Глюконеогенез. Ход процесса. Регуляция. Значение. Глюкозо-лак­татный и глюкозо-аланиновый циклы. Значение.
   

Основными источниками глюкозы для организма человека являются:

1. углеводы пищи;

2. гликоген тканей;

3. глюконеогенез.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ - это биосинтез глюкозы из неуглеводных предшественников, главными из которых являются ПИРУВАТ, ЛАКТАТ, ГЛИЦЕРИН, МЕТАБОЛИТЫ ЦТК КРЕБСА, АМИНОКИСЛОТЫ.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ возможен не во всех тканях. Главным местом синтеза глюкозы является печень, в меньшей степени процесс идёт в почках и слизистой кишечника. Биологическая роль глюконеогенеза заключается не только в синтезе глюкозы, но и в возвращении лактата, образованного в реакциях анаэробного ГЛИКОЛИЗА, в клеточный фонд углеводов. За счет этого процесса поддерживается уровень глюкозы в тканях в кризисных ситуациях (при углеводном голодании, сахарном диабете, тканевой гипоксии).

Большинство реакций ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА представляют собой обратные реакции ГЛИКОЛИЗА, за исключением трёх термодинамически необратимых: ПИРУВАТКИНАЗНОЙ, ФОСФОФРУКТОКИНАЗНОЙ, ГЕКСОКИНАЗНОЙ. Эти реакции при ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗЕ имеют обходные пути и связаны с образованием 2-фосфоенолпирувата, фруктозо-6-фосфата и глюкозы.

 Образовавшаяся в реакциях глюконеогенеза, глюкоза может вновь участвовать в клеточном метаболизме как пластический, энергетический материал, откладываться про запас в виде гликогена.

По определению, глюконеогенез – это синтез глюкозы из неуглеводных компонентов: лактата, пирувата, глицерола, кетокислот цикла Кребса и других кетокислот, из аминокислот.

Необходимость глюконеогенеза в организме демонстрируют два цикла – глюкозо-лактатный и глюкозо-аланиновый.

Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)

Глюкозо-лактатный цикл – это циклический процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани.

В эритроцитах молочная кислота образуется непрерывно, так как для них анаэробный гликолиз является единственным способом образования энергии.

В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты (лактата) является следствием гликолиза при очень интенсивной, субмаксимальной мощности, работе, при этом внутриклеточный рН снижается до 6,3-6,5. Но даже при работе низкой и средней интенсивности в скелетной мышце всегда образуется некоторое количество лактата. 

Убрать молочную кислоту можно только одним способом – превратить ее в пировиноградную кислоту. Однако сама мышечная клетка ни при работе, ни во время отдыха не способна превратить лактат в пируват из-за особенностей изофермента лактатдегидрогеназы-5. Зато клеточная мембрана высоко проницаема для лактата и он движется по градиенту концентрации наружу. Поэтому во время и после нагрузки (при восстановлении) лактат легко удаляется из мышцы. Это происходит довольно быстро, всего через 0,5-1,5 часа в мышце лактата уже нет. Малая часть молочной кислоты выводится с мочой. 

Большая часть лактата крови захватывается гепатоцитами, окисляется в пировиноградную кислоту и вступает на путь глюконеогенеза. Глюкоза, образованная в печени используется самим гепатоцитом или возвращается обратно в мышцы, восстанавливая во время отдыха запасы гликогена. Также она может распределиться по другим органам.

Глюкозо-аланиновый цикл

Целью глюкозо-аланинового цикла также является уборка пирувата, но, кроме этого решается еще одна немаловажная задача – уборка лишнего азота из мышцы.

При мышечной работе и в покое в миоците распадаются белки и образуемые аминокислоты трансаминируются с α-кетоглутаратом. Полученный глутамат взаимодействует с пируватом. Образующийся аланин является транспортной формой азота и пирувата из мышцы в печень. В гепатоците идет обратная реакция трансаминирования, аминогруппа передается на синтез мочевины, пируват используется для синтеза глюкозы.

Кроме мышечной работы, глюкозо-аланиновый цикл активируется во время голодания, когда мышечные белки распадаются и многие аминокислоты используются в качестве источника энергии, а их азот необходимо доставить в печень.

2. 
   Витамин В1. Источники, потребность, биохимические функции. Изменения в обмене веществ при недостаточности. Проявления общие и в полости рта.
   

В1 – тиамин

Источники: хлеб грубого помола, дрожжи.Всасывание: в тонком кишечнике.

Потребность: 1 мг ежедневно

Коферментная форма – тиаминпирофосфат(ТПФ) – является коферментом:

l Пируватдегидрогеназы – окислительное декарбоксилирование ПВК;

l -кетоглутаратдегидрогеназы – цикл Кребса;

l транскетолаз, трансальдолаз – (2-я стадия пентозофосфатного цикла);

Гиповитаминоз - В1

БИОХИМИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ:

l Блокада декарбоксилирования ПВК, -кетоглутарата – снижение синтеза АТФ.

l Снижение скорости ПФЦ:- недостаток рибозо-5-ф, дезоксирибозы –снижение синтеза белка,

- недостаток НАДФН2

– снижение синтеза холестерина, жирных кислот, фосфолипидов

ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА:

1. Накопление в крови ПВК, лактата, ЩУК,-кетоглутарата,

2. Тенденция к повышению глюкозы крови,

3. Снижение свободного холестерина, ЛПНП,ТАГ крови.Гиповитаминоз - В1

Гиповитаминоз – впервые описан как болезнь «бери-бери».

Его проявления:

l атрофия мышц, отеки, сердечно-сосудистая недостаточность - развивается быстро ;

l периферические полиневриты, паралич нижних конечностей.

Свое название — тиамин — получил из-за наличия в составе его молекулы атома серы и аминогруппы. Тиамин состоит из 2-х гетероциклических колец — аминопирими-динового и тиазолового. Последнее содержит каталитически активную функциональную группу — карбанион (относительно кислый углерод между серой и азотом).
Тиамин хорошо сохраняется в кислой среде и выдерживает нагревание до высокой температуры. В щелочной среде, например при выпечке теста с добавлением соды или карбоната аммония, он быстро разрушается.

Довольно много витамина В1, содержится в пшеничном хлебе из муки грубого помола, в оболочке семян хлебных злаков, в сое, фасоли, горохе. Много его в дрожжах, меньше — в картофеле, моркови, капусте. Из продуктов животного происхождения наиболее богаты тиамином печень, нежирная свинина, почки, мозг, яичный желток. Суточная потребность в тиамине 1,1 - 1,5 мг.

Биохимические функции. Витамин В1, в форме ТПФ (тиаминпирофосфата) является составной частью ферментов, катализирующих реакции прямого и окислительного декарбоксилирования кетокислот. Участие ТПФ в реакциях декарбоксилирования кетокислот объясняется необходимостью усиления отрицательного заряда углеродного атома карбонила кетокислоты в переходном, нестабильном, состоянии. Переходное состояние стабилизируется ТПФ путем делокализации отрицательного заряда карбаниона тиазолового кольца, играющего роль своеобразного электронного стока. Вследствие такого протонирования образуется активный ацетальдегид (гидроксиэтил-ТПФ).

Участие ТПФ в реакции прямого декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК). При декарбоксилировании ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы образуется ацетальдегид, который под воздействием алкогольдегидрогеназы превращается в этанол. ТПФ является незаменимым кофактором пируватдекарбоксилазы.

2.Участие ТПФ в реакциях окислительного декарбоксилирования.
Окислительное декарбоксилирование ПВК катализирует пируватдегидрогеназа. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входит несколько структурно связанных ферментных белков и коферментов. ТПФ катализирует начальную реакцию декарбоксилирования ПВК. Эта реакция идентична катализируемой пируватдекарбоксилазой. Однако в отличие от последней, пируватдегидрогеназа не превращает промежуточный продукт гидроксиэтил-ТПФ в ацетальдегид. Вместо этого гидроксиэтильная группа переносится к следующему ферменту в мультиферментной структуре пируватдегидрогеназного комплекса.
     Окислительное декарбоксилирование ПВК является одной из ключевых реакций в обмене углеводов. В результате этой реакции ПВК, образовавшаяся при окислении глюкозы, включается в главный метаболический путь клетки — цикл Кребса, где окисляется до углекислоты и воды с выделением энергии. Таким образом, благодаря реакции окислительного декарбоксилирования ПВК создаются условия для полного окисления углеводов и утилизации всей заключенной в них энергии.

Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутатарата катализирует α-кетоглутаратдегидрогеназа. Этот фермент является составной частью цикла Кребса. Строение и механизм действия α-кетоглугарат-дегидрогеназного комплекса схожи с пируватдегидрогеназой, т. е. ТПФ также катализирует начальный этап превращения кетокислоты. Таким образом, от степени обеспеченности клетки ТПФ зависит бесперебойная работа этого цикла.

Помимо окислительных превращений ПВК и α-кетоглутарата, ТПФ принимает участие в окислительном декарбоксилировании кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования валина, изолейцина и лейцина). Эти реакции играют важную роль в процессе утилизации аминокислот и, следовательно, белков клеткой.

3.ТПФ-кофермент транскетолазы. Транскетолаза — фермент пентозофосфатного пути окисления углеводов. Физиологическая роль этого пути заключается в том, что он является основным поставщиком NADFH*H+ и рибозо-5-фосфата.

4. Витамин В1 принимает участие в синтезе ацетилхолина, катализируя в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА — субстрата ацетилирования холина.

5. Помимо участия в ферментативных реакциях, тиамин может выполнять и некоферментные функции, конкретный механизм которых еще нуждается в уточнении. Полагают, что тиамин участвует в кроветворении, на что указывает наличие врожденных тиаминзависимых анемий, поддающихся лечению высокими дозами этого витамина, а также в стероидогенезе.

.     Недостаток в пище тиамина приводит к значительному накоплению пировиноградной и α-кетоглутаровой кислот, снижению активности тиаминзависимых ферментов в крови и тканях организма.

     Экспериментально доказано, что тиаминовая недостаточность сопровождается нарушением структуры и функции митохондрий. Добавление к последним ТПФ нормализует тканевое дыхание.

Особая чувствительность нервной ткани к недостатку тиамина объясняется тем, что коферментная форма этого витамина абсолютно необходима нервным клеткам для усвоения глюкозы, которая является для них почти единственным источником энергии (большинство других клеток организма может использовать иные энергетические вещества, например жирные кислоты).

Недостаток в ротовой полости.

Слизистая оболочка полости рта сухая. Язык ярко - красный (фуксиновый) шершавый отёчный, болезненный при приёме пищи (глоссалгия).

Отмечают жжение языка, атрофию нитевидных сосочков, гипертрофию грибовидных сосочков.

В дальнейшем слизистая оболочка языка становится бледной, гладкой, складчатой. Развивается десквамация эпителия.

В тяжелых случаях может развиться герпетические стоматиты (с пузырьками). Возможно присоединение кандидоза. Повышенная болевая чувствительность. Боли в зубах, челюстях, языке. Возможны аллергические реакции слизистой оболочки рта.

3. При гриппе у детей может возникнуть тяжёлая гипераммониемия, сопровождающася рвотой, потерей сознания, судорогами. Обнаружено, что вирус гриппа может вызвать нарушение синтеза карбамоилфосфат-синтетазы I. Концентрация каких веществ в крови при этом увеличится?

Ответ: Все нарушения орнитинового цикла приводят к значительному повышению в крови концентрации аммиака, глутамина и аланина.

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 № 36

1. 
   Синтез мочевины. Биологическое значение процесса. Остаточный азот, понятие, компоненты. Азотемии, понятие, причины.
   

Синтез мочевины

В печени весь удаляемый аммиак используется для синтеза мочевины. Увеличение синтеза мочевины наблюдается при распаде тканевых белков и азотистых соединений (голодание, воспалительные процессы, сахарный диабет) или при избыточном белковом питании. У младенцев и детей синтез мочевины может быть снижен по двум причинам: незрелость печени и активный синтез белков и нуклеиновых кислот при росте организма.

Реакции синтеза мочевины являются циклическим процессом и получили название орнитиновый цикл. Синтез мочевины начинается в митохондриях (первая и вторая реакции), оставшиеся три реакции идут в цитозоле. Для переноса цитруллина и орнитина через митохондриальную мембрану существуют специальные переносчики.

Как побочный продукт орнитинового цикла образуется фумаровая кислота, переносимая обратно в митохондрии. Здесь в реакциях ЦТК из нее образуется оксалоацетат, который трансаминируется с глутаматом до аспартата, выходит в цитозоль и вновь реагирует с цитруллином.

В образовании одной молекулы мочевины участвует 1 молекула NH₄⁺, 1 молекула CO₂, аминогруппа 1 молекулы аспарагиновой кислоты, затрачивается 4 макроэргических связи трех молекул АТФ.

Под остаточным азотом понимают тот небелковый азот, который определяется в надосадочной жидкости, получаемой после осаждения белков сыворотки (плазмы) крови трихлоруксусной, фосфорномолибденовой или фосфорновольфрамовой (вольфрамовой) кислотами. При использовании других осадителей белка происходит неполная преципитация полипептидов, что может исказить результат исследования. В сущности, понятие «небелковый азот» немного объемнее, чем понятие «остаточный азот», поэтому их нельзя отождествлять. 
Фракция остаточного азота включает: азот мочевины (46-60% всего остаточного азота), азот аминокислот (25%), креатина (5%), креатинина (2,5 – 7,5%), мочевой кислоты (4%) и других продуктов белкового обмена (за исключением азота гетероциклических структур).
Разность между всем остаточным азотом и азотом мочевины представляет собой так называемый резидуальный азот. Основная фракция резидуального азота – свободные аминокислоты.

 Азотемия - дословный перевод с греческого означает азот в крови. Былое название - уремия, что значит моча в крови. Азотемия - это заболевание, при котором в крови повышено содержание компонентов остаточного азота, таких как мочевая кислота, индикан, мочевина.
      Главной причиной возникновения азотемии является почечная недостаточность. Почки очень важный орган и жизнь без их функционирования невозможна. Они регулируют водный и кислотно-щелочной баланс, выводят инородные вещества. Даже одна почка в силах справиться с этими функциями. А почечная недостаточность возникает тогда, когда почти вся ткань почки отказывается работать. В связи с этим в нашем организме скапливаются шлаки, которые и отравляют весь организм. 

Биохимические основы развития жировой инфильтрации печени и ожирения.

Жировая дистрофия печени, жировой гепатоз, стеатоз печени – все эти понятия отражают одно и то же патологическое состояние, накопление жира в печени, которое может развиваться вследствие воздействия самых разнообразных факторов. В большинстве случаев ожирение печени полностью обратимо при условии ликвидации причин, ведущих к его формированию. Именно поэтому своевременное распознавание жирового гепатоза позволяет предотвратить развитие воспаления, лечить которое намного труднее.

Причины развития жирового гепатоза

Накопление жира в печеночных паренхиматозных клетках часто является реакцией печени на различные экзогенные и эндогенные интоксикации (токсические воздействия).

У основной категории больных главной причиной развития жирового гепатоза является прием алкоголя (алкогольная болезнь печени). Неалкогольная болезнь печени может быть вызвана сахарным диабетом, ожирением и гиперлипидемией (повышенное содержание некоторых фракций жира в крови вследствие генетических причин и соответствующих пищевых предпочтений), приемом некоторых лекарственных препаратов (амиодарон, тамоксифен, пергексилин малеат, глюкокортикостероиды и синтетические эстрогены); реже наблюдается взаимосвязь жирового гепатоза с операциями на желудочно-кишечном тракте: обширной резекцией тонкой кишки, гастропластикой, проводимой по поводу патологического ожирения, билиарнопанкреатической стомой; дивертикулезом тощей кишки, сопровождающимся чрезмерным размножением бактерий; болезнью Вебера–Крисчена; болезнью Вильсона - Коновалова; регионарной липодистрофией, не поражающей лицо; абеталипопротеинемией; полным парентеральным питанием; определенную роль играет быстрое уменьшение массы тела и голодание. Кроме того, перечисленные факторы могут сочетаться.

2. 
   Биохимические основы развития жировой инфильтрации печени и ожи­рения.
   

Жировая инфильтрация печени заключается в накоплении в цитозоле и межклеточном пространстве печени триацилглицеролов в виде жировых капель и в функциональной невозможности клеток их удалить.

Главной причиной жировой инфильтрации печени является метаболический блок синтеза ЛПОНП.( ЛПОНП транспортируют эндогенные триглицериды, фосфолипиды, холестерин и эфиры холестерина. Таким образом, ЛПОНП выполняют роль переносчика липидов в организме.) Так как ЛПОНП включают разнородные соединения, то блок может возникнуть на разных уровнях синтеза:

• 
  часто причиной может быть относительная недостаточность апобелков и фосфолипидов при избытке ТАГ: при избыточном синтезе жирных кислот из глюкозы, при поступлении готовых жирных кислот из крови (немотивированный липолиз в жировой ткани), синтез повышенного количества ХС,
  
• 
  недостаток апобелков – нехватка белка или незаменимых аминокислот в пище, воздействие токсинов и ингибиторов синтеза белка,
  
• 
  снижение синтеза фосфолипидов – отсутствие липотропных факторов (витаминов, метионина, полиненасыщенных жирных кислот), из-за чего не формируется оболочка липопротеинов,
  
• 
  блок сборки липопротеиновых частиц в ЭПР при воздействии токсинов (наример, хлороформ, мышьяк, свинец),
  
• 
  нарушение секреции липопротеинов в кровь – патологии мембран гепатоцитов при активации перекисного окисления липидов вследствие недостаточности антиоксидантных систем (в первую очередь гиповитаминозы С, А, Е, нехватка цинка и железа),
  
• 
  Ожирение – избыточное количество нейтрального жира в подкожной жировой клетчатке. Выделяют два типа ожирения – первичное и вторичное.
  

• Первичное ожирение

• 
  Является следствием нарушения баланса энергии в результате гиподинамии и переедания. В здоровом организме количество поглощаемой пищи регулируется гормоном адипоцитов лептином. Лептин вырабатывается в ответ на увеличение жировой массы в клетке и, в конечном итоге, снижая в гипоталамусе образование нейропептида Y (который стимулирует поиск пищи), подавляет пищевое поведение. У 80% лиц с первичным ожирением гипоталамус нечувствителен к лептину, у 20% имеется дефект структуры лептина.
  

• Вторичное ожирение

• 
  Возникает при гормональных заболеваниях. К таким заболеваниям относятся, например, гипотиреоз, гиперкортицизм.
  

3. Прием с пищей простых сахаров создает условия для деминерализа­ции эмали и возникновения кариеса. Почему?

Под действием амилазы (фермента в слюне) молекулы крахмала начинают распадаться на более простые молекулы сахаров, в результате чего во рту появляется глюкоза. Полость рта обильно населена бектериями (среди них стрептококкус мутас, сангвис, саливариус, лактобактериус, грибы рода кандида), для них характерно анаэробное брожение. Они способны при условиях постоянной Т ПР (37⁰С), влажности ферментировать легкоусвояемые угловоды до молочной кислоты, муравьиной кислоты, масляной, пропионовой и ПВК. Вязкость слюны в ПР увеличивается, возникает дисбаланс в содержании Са и неорганического фосфата. Развиваются очаги деминерализации эмали. Увеличение частоты приема сахаросодержащих продуктов способствует росту м/о на поверхности зубов повышению вырабатнной ими кислоты, что вызывает в конечном итоге разрушение зубов.

Доказано, что неполноценное питание, включающее избыточное количество легкоусваемых углеводов вызывает снижение устойчивости зубов к кариесу и сопровождается выраженным ослаблением естественного сопротивления организма. При избыточном содержание сахарозы в пище, в надпочечниках, которые отвечают за состояние естественной сопративляемости организма, уменьшается содержание аскорбиновой кислоты и гликогена, при этом гликоген начинает накапливаться в твердых тканях зуба в органическом матриксе межпризменного вещества эмали, в случае создания кариесогенной ситуации в ПР растворяются в наибольшей степени.

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 № 37

1. 
   Иммуноглобулины. Классификация, структура, биологическая роль. Местные иммунологические реакции в полости рта.
   

Иммуноглобулины по структуре, антигенным и иммунобио­логическим свойствам разделяются на пять классов: IgM, IgG, IgA, IgE, IgD.

Иммуноглобулин класса G. Изотип G состав­ляет основную массу Ig сыворотки крови. На его долю приходится 70—80 % всех сывороточ­ных Ig, при этом 50 % содержится в тканевой жидкости. Среднее содержание IgG в сыворот­ке крови здорового взрослого человека 12 г/л. Период полураспада IgG — 21 день.

IgG — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра (может одновременно свя­зать 2 молекулы антигена, следовательно, его валентность равна 2), молекулярную массу около 160 кДа и константу седиментации 7S. Различают подтипы Gl, G2, G3 и G4. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Хорошо опре­деляется в сыворотке крови на пике первич­ного и при вторичном иммунном ответе.

Обладает высокой аффинностью. IgGl и IgG3 связывают комплемент, причем G3 ак­тивнее, чем Gl. IgG4, подобно IgE, обладает цитофильностью (тропностью, или сродс­твом, к тучным клеткам и базофилам) и участ­вует в развитии аллергической реакции I типа. В иммунодиагностических реакциях IgG может проявлять себя как не­полное антитело.

Легко проходит через плацентарный барь­ер и обеспечивает гуморальный иммунитет новорожденного в первые 3—4 месяца жизни. Способен также выделяться в секрет слизис­тых, в том числе в молоко путем диффузии.

IgG обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса М. Наиболее круп­ная молекула из всех Ig. Это пентамер, кото­рый имеет 10 антигенсвязывающих центров, т. е. его валентность равна 10. Различают подтипы Ml и М2. Период полураспада IgM — 5 дней.

На его долю приходится около 5—10 % всех сывороточных Ig. Среднее содержание IgM в сыворотке крови здорового взрослого человека составляет около 1 г/л. Этот уровень у человека достигается уже к 2—4-летнему возрасту.

Синтезируется предшест­венниками и зрелыми В-лимфоцитами. Образуется в начале первичного иммунного ответа, также первым начинает синтезиро­ваться в организме новорожденного — опре­деляется уже на 20-й неделе внутриутробного развития.

Обладает высокой авидностью, наиболее эффективный активатор комплемента по клас­сическому пути. Участвует в формировании сывороточного и секреторного гуморального иммунитета. Являясь полимерной молекулой, содержащей J-цепь, может образовывать сек­реторную форму и выделяться в секрет сли­зистых, в том числе в молоко. Большая часть нормальных антител и изоагглютининов относится к IgM.

Не проходит через плаценту. Обнаружение специфических антител изотипа М в сыво­ротке крови новорожденного указывает на бывшую внутриутробную инфекцию или де­фект плаценты.

IgM обеспечивает нейтрализацию, опсонизацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск комплемент-опосредованного цито­лиза и антителозависимой клеточно-опосредованной цитотоксичности.

Иммуноглобулин класса А. Существует в сы­вороточной и секреторной формах. Около 60 % всех IgA содержится в секретах слизистых.

Сывороточный IgA: На его долю прихо­дится около 10—15% всех сывороточных Ig. В сыворотке крови здорового взрослого чело­века содержится около 2,5 г/л IgA, максимум достигается к 10-летнему возрасту. Период полураспада IgA — 6 дней.

IgA — мономер, имеет 2 антигенсвязывающих центра. Различают подтипы А1 и А2. Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками. Хорошо опре­деляется в сыворотке крови на пике первич­ного и при вторичном иммунном ответе.

Может быть неполным антителом. Не связывает комплемент. Не проходит через плацентар­ный барьер.

IgA обеспечивает нейтрализацию, опсони-зацию и маркирование антигена, осуществля­ет запуск антителозависимой клеточно-опос-редованной цитотоксичности.

Секреторный IgA: В отличие от сывороточ­ного, секреторный sIgA существует в полимерной форме в виде ди- или тримера (4- или 6-валентный) и содержит J- и S-пeптиды. Молекулярная масса 350 кДа и выше, константа седиментации 13S и выше.

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и их по­томками — плазматическими клетками со­ответствующей специализации только в пре­делах слизистых и выделяется в их секреты. Объем продукции может достигать 5 г в сутки. Пул slgA считается самым многочисленным в организме — его количество превышает суммарное содержание IgM и IgG. В сыворотке крови не обнаруживается.

Секреторная форма IgA — основной фак­тор специфического гуморального местного иммунитета слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы и респираторного тракта. Благодаря S-цепи он устойчив к действию протеаз. slgA не активи­рует комплемент, но эффективно связывается с антигенами и нейтрализует их. Он препятс­твует адгезии микробов на эпителиальных клетках и генерализации инфекции в преде­лах слизистых.

Иммуноглобулин класса Е. Называют так­же реагином. Содержание в сыворотке крови крайне невысоко — примерно 0,00025 г/л. Обнаружение требует применения специаль­ных высокочувствительных методов диагнос­тики. На его долю приходится около 0,002 % всех циркулирующих Ig. Этот уровень дости­гается к 10—15 годам жизни.

Синтезируется зрелыми В-лимфоцитами и плазматическими клетками преиму­щественно в лимфоидной ткани бронхолегочного дерева и ЖКТ.

Не связывает комплемент. Не проходит че­рез плацентарный барьер. Обладает выражен­ной цитофильностью — тропностью к тучным клеткам и базофилам. Участвует в развитии гиперчувствительности немедленного типа — реакция I типа.

Иммуноглобулин класса D. Сведений об Ig данного изотипа не так много. Практически полностью содержится в сыворотке крови в концентрации около 0,03 г/л (около 0,2 % от общего числа циркулирующих Ig).

Не связывает комплемент. Не проходит че­рез плацентарный барьер. Является рецепто­ром предшественников В-лимфоцитов.

Природа иммуноглобулинов. В ответ на введение антигена иммунная систе­ма вырабатывает антитела — белки, способные специфически со­единяться с антигеном, вызвавшим их образование, и таким образом участвовать в иммунологических реакциях. Относятся ан­титела к γ-глобулинам, т. е. наименее подвижной в электричес­ком поле фракции белков сыворотки крови. В организме γ-глобулины вырабатываются особыми клетками — плазмоцитами. γ-глобулины, несущие функции антител, получили название иммуноглобули­нов и обозначаются символом Ig. Следовательно, антитела — это иммуноглобулины, вырабатываемые в ответ на введение анти­гена и способные специфически взаимодействовать с этим же антигеном.

Функции. Первичная функция состоит во взаимодсйствии их активных центров с комплементарными им де­терминантами антигенов. Вторичная функция состоит в их способности:

• связывать антиген с целью его нейтрализации и элиминации из организма, т. е. принимать участие в формировании защи­ты от антигена;

• участвовать в распознавании «чужого» антигена;

• обеспечивать кооперацию иммунокомпетентных клеток (мак­рофагов, Т- и В-лимфоцитов);

• участвовать в различных формах иммунного ответа (фагоци­тоз, киллерная функция, ГНТ, ГЗТ, иммунологическая то­лерантность, иммунологическая память).

Иммуноглобулины слюны.

Иммуноглобулины попадают в слюну из двух источников: в результате местного синтеза плазматическими клетками и из крови путем транссудации через десневой желобок, который является главным источником поступления лейкоцитов в полость рта.

Основным, местно образующимся, является S-IgA, концентрация которого является показателем иммунобиологической реактивности. У него более высокая молекулярная масса" в отличие от циркулирующей формы (IgA), вырабатываемой в лимфатической ткани. Механизм действия S-IgA на микроорганизмы заключается в том, что он активизирует альтернативным путем комплимент, что приводит к лизису микроба. S-IgA препятствует адгезии бактерий к эпителиальным клеткам, затрудняя их колонизацию слизистой оболочки. Он образует комплексы с муцином.

Иммуноглобулин М находится в слюне в небольших количествах, синтезируется местно и избирательно секретируется. В отличии от S-IgA он более лабилен в секретах желез. У лиц с недостаточной выработкой S-IgA в качестве компенсаторного механизма увеличена выработка IgM.

Иммуноглобулин G поступает из сыворотки крови через дешевую жидкость, а также с секретом ОУСЖ. Абсолютное содержание IgG может существенно изменяться при местных воспалительных процессах и увеличении сосудистой проницаемости.

2. 
   Витамины А. Источники, потребность. Предшественники. Условия всасывания. Формы. Биохимические функции. Нарушения обмена при недостаточности. Проявления.
   

Жирорастворимый витамин А представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из р-иононового кольца и боковой цепи из 2-х остатков изопрена и первичной спиртовой группы.

Спиртовая форма витамина А, ретинол, в организме окисляется до ретиналя (альдегид витамина А) и ретиноевой кислоты (вместо спиртовой группы образуется карбоксильная). Депонируется витамин А в печени в форме эфиров пальмитиновой и уксусной кислот (ретинилпальмитата и ретинилацетата), а также в виде ретинилфосфата.