Шпоры по БХ. Истмэнергии. Катаболизм, анаболизм. Осне разделы и направления в биохимии. Значение биохимии для биологии и мед
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
65 Глюконеогенез.Взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза (цикл Кори. Глюконеогенез — процесс образования в печени молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина,т.е. из субстратов неуглеводной природы. Процесс протекает в основном в печени (90 % глюкозы) и менее интенсивно в корковом веществе почек, а также в слизистой оболочке кишечника (10% глюкозы. Часть реакций глюконеогенеза происходит в митохондриях. Стадии глюконеогенеза повторяют стадии гликолиза в обратном направлении и катализируются теми же ферментами за исключением 4 реакций:превращение пирувата в оксалоацетат фермент пируваткарбоксилаза);превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа);превращение фруктозо-1,6- дифосфата в фруктозо-6-фосфат фермент фруктозо-1,6- дифосфатаза);превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу (фермент глюкозо-6-фосфатаза). Первичные субстраты глюконеогенеза - лактат, аминокислоты и глицерол. Включение этих субстратов в глюконеогенез зависит от физиологического состояния организма. Лактат - продукт анаэробного гликолиза. Он образуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах. Таким образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно. Глицерол высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в период голодания или при длительной физической нагрузке. Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе. Стадии гликолиза фосфорилирование глюкозы гексокиназой или глюкокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, которое идет с затратой молекулы АТФ;2)изомеризацию глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат при участии фосфоглюкоизомеразы;3)фосфорилирование фруктозо-6-фосфат фосфофруктокиназой с использованием молекулы АТФ и с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата;4) альдольное расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата, катализируемое альдолазой, с образованием двух триоз - глицеральдегид-3-фосфата (ГАФ) и дигидроксиацетонфосфата (ДАФ);5) изомеризацию ДАФ и ГАФ под действием триозофосфатизомеразы; окисление ГАФ NAD + - зависимой глицеральдегидфосфатдегидрогеназой при участии Н 3 РО 4 , которое приводит к образованию 1,3-бисфосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь;7)превращение 1,3- бисфосфоглицерата в 3-фосфоглицерат под действием фосфоглицераткиназы, сопровождающееся субстратным фосфорилированием АДФ;8)изомеризация 3-фосфоглицерата в 2- фосфоглицерат, катализируемая фосфоглицеромутазой;9) дегидратация 2-фосфоглицерата ферментом енолазой с образованием фосфоенолпирувата, содержащего макроэргическую связь) образование пирувата из фосфоенолпирувата под действием пируваткиназы, сопряженное с субстратным фосфорилированием АДФ; Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза. Стоком крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза синтез глюкозы из неуглеводных соеднений), и лактат идет на синтез глюкозы. 66 Апотонический распад углеводов. Биологическое значение пентозофосфатного цикла. Глюкозо-6-фосфат может включаться в реакции пентозофосфатного пути. В этом процессе образуется рибозо-5-фосфат, необходимый для синтеза нуклеотидов, и восстанавливается кофермент NADP+. Н является донором водорода в реакциях восстановления при синтезе жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, инактивации чужеродных веществ и обезвреживании активных форм кислорода. Реакции этого метаболического пути идут в большинстве тканей, но наиболее активно в печени, жировой ткани, эритроцитах. Все реакции этого метаболического пути идут в цитоплазме клеток и их можно разделить на два этапа окислительный и неокислительный. Окислительный этап включает три реакции, две из которых являются ОВР: превращение глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконолактон, катализируется зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода и образованием Н превращение 6-фосфоглюконолактона в 6-фосфоглюконат под действием фермента глюконолактонгидратазы; окислительное декарбоксилирование 6-фосфоглюконата с образованием пентозы рибулозо-5-фосфата. Реакцию катализирует зависимая 6-фосфоглюконат дегидрогеназа. Неокислительный этап пентозофосфатного пути включает серию обратимых реакций, в результате которых рибулозо-5-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат. Оба этапа этого метаболического пути образуют циклический процесс, суммарное уравнение которого можно представить так 6 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADP + + 2 НО →5 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADPH НС Энергетический выход окисления одной молекулы глюкозы при гликолизе, аэробном и прямом окислении. Регуляция углеводного обмена. Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением С6Н12О6 + 6 О → 6 СО + НО + 2820 кДж/моль. Этот процесс включает несколько стадий аэробный гликолиз - процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата; общий путь катаболизма, включающий превращение пирувата в ацетил-КоА и его дальнейшее окисление в цитратом цикле -ЦПЭ на кислород, сопряжённая с реакциями дегидрирования, происходящими в процессе распада глюкозы. Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса С6Н1206 + 2 Н3Р04 + 2 АДФ = 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н. Уравнение гликолиза имеет следующий вид Глюкоза + НАД+ + 2АДФ + 2Фн = 2НАД∙Н + 2ПВК + АТФ + 2H2O + НУ высших организмов обмен углеводов подвержен сложным механизмам регуляции, в которых участвуют гормоны, метаболиты и коферменты.Печень занимает центральное место в углеводном метаболизме. Одной из важнейших функций клеток печени является накопление избыточной глюкозы в виде гликогена и ее быстрое высвобождение по мере метаболической необходимости (буферная функция. После полной мобилизации запасов гликогена печень может поставлять глюкозу за счет синтеза de novo (глюконеогенез). Кроме того, как и все ткани, она потребляет глюкозу путем гликолиза. Гормон поджелудочной железы инсулин переводит глюкозу в гликоген и тем самым уменьшает количество сахара в крови.Адреналин и глюкагон увеличивают расщепление гликогена в печени, в мышцах, вследствие чего увеличивается содержание сахара в крови. Переваривание и всасывание белков в жкт. Механизм действия протеолитических ферментов. Гниение белков в кишечнике под влиянием микроорганизмов. Обезвреживание продуктов гниения. В пищевых продуктах содержание свободных аминокислот очень мало. Подавляющее их количество входит в состав белков, которые гидролизуются в ЖКТ под действием ферментов протеаз. Субстратная специфичность этих ферментов заключается в том, что каждый из них с наибольшей скоростью расщепляет пептидные связи, образованные определёнными аминокислотами. Протеазы, гидролизующие пептидные связи внутри белковой молекулы, относят к группе эндопептидаз. Ферменты, относящиеся к группе экзопептидаз, гидролизуют пептидную связь, образованную концевыми аминокислотами. Под действием всех протеаз ЖКТ белки пищи распадаются на отдельные аминокислоты, которые затем поступают в клетки тканей. В ротовой полости переваривания и всасывания белков не происходит.Желудочный сок - продукт нескольких типов клеток. Обкладочные (париетальные) клетки стенок желудка образуют соляную кислоту, главные клетки секретируют пепсиноген. Добавочные и другие клетки эпителия желудка выделяют муцинсодержащую слизь. Париетальные клетки секретируют в полость желудка также гликопротеин, который называют "внутренним фактором" (фактором Касла). Этот белок связывает "внешний фактор" - витамин В, предотвращает его разрушение и способствует всасыванию. В тонком кишечнике полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению протеазами, имеющимися в соке поджелудочной железы и на поверхности микроворсинок энтероцитов. Различные панкреатические ферменты атакуют белковую молекулу в разных участках. Ферменты, гидролизирующие белки, подразделяют на эндопептидазы (трипсин, химотрипсин, эластаза) и экзопептидазы (карбопептидазы Аи В. Эндопептидазы гидролизуют внутренние связи пептидов, а экзопептидазы отщепляют только концевые группы преимущественно нейтральных и основных аминокислот. В тонком отделе кишечника происходит дальнейший гидролиз пептидов до аминокислот. Туда поступает панкреатический сок,который содержит неактивные предшественники протеаз трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазу, проэластазу. Слизистой кишечника вырабатывается фермент энтеропептидаза, который активирует трипсиноген до трипсина, а последний уже все остальные ферменты. Протеолитические ферменты содержатся также в клетках слизистой кишечника, поэтому гидролиз небольших пептидов происходит после их всасывания. Конечный результат действия ферментов желудка и кишечника – расщепление почти всей массы пищевых белков до свободных аминокислот. Протеолиз — процесс ферментативного гидролиза белков, катализирующийся протеолитическими ферментами протеазами. Действие протеолитических ферментов может быть разделено на две различные категории ограниченный протеолиз, в котором протеаза специфически расщепляет одну или несколько пептидных связей в белке-мишени, что обычно приводит к изменению функционального состояния последнего ферменты, например, при этом становятся активными, а прогормоны превращаются в гормоны неограниченный или тотальный протеолиз, при котором белки распадаются до своих аминокислот. Образование токсичных продуктов из аминокислот под действием микроорганизмов кишечника называют гниением белков в кишечнике. Ферменты бактерий расщепляют аминокислоты и превращают их в амины, фенолы, индол, скатол, сероводород и другие ядовитые для организма соединения. Под действием ферментов бактерий из аминокислоты тирозина могут образовываться фенол и крезол путём разрушения боковых цепей аминокислот микробами. Эти вещества всасываются клетками кишечника, транспортируются кровью поворотной вене в печень, где обезвреживание фенола и крезола может происходить путём конъюгации с остатком серной или с глюкуроновой кислотой в составе УДФ-глюкуроната. Конъюгация глюкуроновых кислот с фенолом и крезолом происходит при участии фермента УДФ- глюкуронилтрансферазы. Продукты конъюгации хорошо растворимы вводе и выводятся с мочой через почки. В кишечнике из аминокислоты триптофана микроорганизмы образуют индол и скатол. Бактерии разрушают боковую цепь триптофана, оставляя нетронутой кольцевую структуру.Индол образуется в результате отщепления бактериями боковой цепи, в виде серина или аланина. Скатол и индол обезвреживаются в печени в 2 этапа. Сначала в результате микросомального окисления они приобретают гидроксильную группу. Так, индол переходит в индоксил, а затем вступает в реакцию конъюгации с ФАФС, образуя индоксилсерную кислоту, калиевая соль которой получила название животного индикана. Синтез гиппуровой кислоты из бензойной кислоты и глицина протекает у человека и большинства животных преимущественно в печени. Значение белков в питании. Баланс азота, азотистое равновесие, заменимые и незаменимые аминокислоты Белки выполняют функцию основного строительного материала для роста и обновления клеток. Они входят в состав гормонов, ферментов и антител. Важнейшей функцией пищевых белков является обеспечение организма пластическим материалом. Основным источником, восполняющим фонд аминокислот организма, являются белки пищи. Аминокислоты (свободные ив составе белков) содержат почти 95% всего азота, поэтому баланс азота в организме является показателем состояния белкового и аминокислотного обмена. Азотистый баланс определяют как разницу между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота преимущественно в виде мочевины и аммонийных солей. Азотистый баланс может быть равным нулю (азотистое равновесие- у здорового человека при сбалансированном питании количество поступающего азота в сутки равно количеству выделяемого.Незмаменимые аминокислоты- те аминокислоты, синтез которых сложен и неэкономичен для организма, которые выгоднее получать с пищей. К ним относят фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин. Две аминокислоты - аргинин и гистидину взрослых образуются в достаточных количествах, однако детям для нормального роста организма необходимо дополнительное поступление этих аминокислот с пищей. Поэтому их называют частично заменимыми. Две другие аминокислоты - тирозин и цистеин - условно заменимые, так как для их синтеза необходимы незаменимые аминокислоты. Тирозин синтезируется из фенилаланина, а для образования цистеина необходим атом серы метионина. Остальные аминокислоты легко синтезируются в клетках и называются заменимыми. К ним относят глицин, аспарагиновую кислоту, аспарагин, глутаминовую кислоту, глутамин, серии, пролин, аланин. Если белок содержит все незаменимые аминокислоты в необходимых пропорциях и легко подвергается действию протеаз, то биологическая ценность такого белка условно принимается за 100, ион считается полноценным. К таким относят белки яиц и молока. 70 Трансаминирование,переаминирование.Амино трансферазы.Роль пиридоксальфосфата. Определение активности трансаминаз при диагностике. В клетках аминокислоты используются для синтеза белков и различных биологически активных соединений или вступают в реакции катаболизма. Многие превращения аминокислот начинаются с отщепления аминогруппы от аминокислоты. Это происходит с помощью реакций трансаминирования и дезаминирования. Трансаминирование - реакция переноса аминогруппы с аминокислоты (донор) на кетокислоту (акцептор) с образованием новой кетокислоты и новой аминокислоты. Эта реакция обратима. Реакции трансаминирования протекают с участием ферментов аминотрансфераз, которые локализованы в цитозоле и митохондриях клеток. В реакции участвует кофермент пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В пиридоксина. Пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, так как связан с лизином в активном центре фермента прочной альдиминной связью. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты, за исключением лизина, треонина и пролина. Наиболее активно идут реакции с участием аминокислот, содержание которых в тканях значительно выше остальных – глутамата, аланина, аспартата и соответствующих им кетокислот - α-кетоглутарата, пирувата и оксалоацетата, причем основным донором аминогруппы является глутамат, а в качестве основного акцептора аминогруппы выступает α-кетоглутарат (КГ. Акцептором аминогруппы любой аминокислоты, подвергающейся трансаминированию, служит α- кетоглутарат. Принимая аминогруппу, он превращается в глутамат, который способен передавать эту группу любой кетокислоте с образованием другой аминокислоты. Наиболее важны с медицинской точки зрения ферменты аспартатаминотрансфераза (ACT) и аланинаминотрансфераза (АЛТ). Фермент аспартатаминотрансфераза (ACT) катализирует реакцию трансаминирования между аспартатом и α-кетоглутаратом. Так как реакция трансаминирования обратима, по субстратам обратной реакции этот же фермент называется глутамат- оксалоацетатаминотрансферазы (ГОТ). Реакцию трансаминирования между аланином и α-кетоглутаратом катализирует фермент аланинаминотрансфераза (АЛТ), причем по субстратам обратной реакции ему можно дать название глутамат- пируватаминотрансферазы (ГПТ). Реакции трансаминирования выполняют важные физиологические функции, так как и их помощью:из кетокислот синтезируются аминокислоты, необходимые для существования клеток происходит перераспределение аминного азота в тканях и органах начинается катаболизм большинства аминокислот – первая стадия непрямого дезаминирования. Образующиеся кетокислоты вступают в общий путь катаболизма и используются в глюконеогенезе. Аминотрансферазы АЛТ и ACT присутствуют во многих тканях, но наиболее активны в клетках печении миокарда. АЛТ локализована в цитозоле клеток, а АСТ – в цитозоле и митохондриях. Оба фермента практически отсутствуют в крови здорового человека. Высокая активность ферментов в крови человека свидетельствует о воспалительных процессах, что дает возможность использовать определение активности АСТ и АЛТ для дифференциальной диагностики заболеваний печении сердца. Обычно определяют соотношение ACT/АЛТ в сыворотке крови (коэффициент де Ритиса). В норме этот коэффициент равен При инфаркте миокарда значение коэффициента де Ритиса резко возрастает. При гепатитах активность АЛТ в сыворотке крови увеличивается враз по сравнению с нормой, a ACT - в 2-4 раза. Коэффициент де Ритиса снижается до 0,6. Однако при циррозе печени этот коэффициент увеличивается, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходят обе формы ACT. Дезаминирование аминокислот Дезаминирование аминокислот - реакция отщепления аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α- кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака. Аммиак токсичен для ЦНС, поэтому в организме человека он превращается в 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. При дезаминировании общее количество аминокислот уменьшается, поэтому эти реакции можно рассматривать как путь катаболизма, общий для всех аминокислот. Дезаминированию подвергаются все аминокислоты, кроме лизина. Ускорение реакций дезаминирования аминокислот обычно сопровождает процесс расщепления белков в организме (протеолиз) и происходит при голодании, когда идет распад тканевых белков сахарном диабете и других заболеваниях, также сопровождается распадом тканевых белков поступлении с пищей больших количеств белка, так как аминокислоты не имеют какой- либо формы депонирования в организме. Существует несколько типов дезаминирования аминокислот окислительное (глутаминовая кислота непрямое (трансдезаминирование) для всех остальных аминокислот неокислительное (серин и треонин внутримолекулярное (гистидин. 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. Глутаматдегидрогеназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов, кроме мышц. Этот фермент - олигомер, состоящий из 6 субъединиц. 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 образование α- кетоглутарата, который в свою очередь используется в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом). В печении почках обнаружен фермент оксидаза аминокислот, способный дезаминировать некоторые аминокислоты. Коферментом в данной реакции выступает FMN. Оксидаза аминокислот также обнаружена в почках и печени. Это зависимый фермент. Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование). Аминогруппы аминокислот в результате трансаминирования переносятся на а- кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая затем подвергается прямому окислительному дезаминированию. Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов аминотрансферазы кофермент пиридоксальфосфат ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент NAD + ). Обе стадии непрямого дезаминирования обратимы, что обеспечивает как катаболизм аминокислот, таки возможность образования практически любой аминокислоты из соответствующей а-кетокислоты. Можно выделить 4 стадии процесса трансаминирование с а-кетоглутаратом, образование глутамата; трансаминирование глутамата с оксалоацетатом (фермент ACT), образование аспартата; реакция переноса аминогруппы от аспартата на ИМФ (инозинмонофосфат), образование АМФ и фумарата; гидролитическое дезаминирование АМФ. Неокислительное дезаминировате. В печени человека присутствуют специфические ферменты, катализирующие реакции дезаминирования аминокислот серина, треонина и гистидина неокислительным путём. Неокислительное дезаминирование серина катализирует сериндегидратаза. Неокислительное дезаминирование треонина катализирует фермент треониндегидратаза. Внутримолекулярное дезаминирование гистидина происходит под действием фермента гистидазы (гистидинаммиаклиазы). Декарбоксилирование аминокислот. Роль и значение биогенных аминов в организме (ГАМК, гистамин, серотонин) Большую роль в организме человека играют непептидные азотсодержащие соединения - производные аминокислот. К ним можно отнести гормоны надпочечников (норадреналин, адреналин, щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин), а также медиаторы ЦНС (ацетилхолин, ГАМК), медиатор воспаления (гистамин) и другие соединения. Некоторые аминокислоты и их производные могут подвергаться декарбоксилированию - отщеплению α- карбоксильной группы. В тканях млекопитающих декарбоксилированию может подвергаться целый ряд аминокислот или их производных Три, Тир, Вал, Гис, Глу, Цис, Apr, Орнитин, SAM(S-аденозилметионин), ДОФАдигидроксифенилаланин), 5- окситриптофан. Продуктами реакции являются СО и амины, которые оказывают выраженное биологическое действие на организм биогенные амины. Реакции декарбоксилирования необратимы и катализируются ферментами декарбоксилазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат. Реакции декарбоксилирования необратимы и катализируются ферментами декарбоксилазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат. Декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом (ПФ. Серотони н-один из основных нейромедиаторов. По химическому строению серотонин относится к биогенным аминам. Образуется в надпочечниках и ЦНС из аминокислоты 5-гидрокситриптофана в результате действия декарбоксилазы ароматических аминокислот. Этот фермент обладает широкой специфичностью и способен также декарбоксилировать триптофан и ДОФА. Серотонин может превращаться в гормон мелатонин, регулирующий суточные и сезонные изменения метаболизма организма и участвующий в регуляции репродуктивной функции. Серотонин - биологически активное вещество широкого спектра действия. Он стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосуживающий эффект, регулирует АД, температуру тела, дыхание, обладает антидепрессантным действием. Принимает участие в аллергических реакциях, поскольку в небольших количествах синтезируется в тучных клетках. Ацетилхолин синтезируется в нервной ткани и служит одним из важнейших возбуждающих нейромедиаторов вегетативной нервной системы. Его предшественник - аминокислота серин. В нервных клетках декарбоксилирование глутамата (отщепление карбоксильной группы) приводит к образованию аминомасляной кислоты (ГАМК), которая служит основным тормозным медиатором высших отделов мозга. Цикл превращений ГАМК в мозге включает три сопряжённые реакции, получившие название ГАМК-шунта. Первую катализирует глутаматдекарбоксилаза, которая является пиридоксальзависимым ферментом. Эта реакция является регуляторной и обусловливает скорость образования ГАМК в клетках мозга. Продукт реакции - ГАМК. Последующие 2 реакции можно считать реакциями катаболизма ГАМК. ГАМК-аминотрансфераза, также пиридоксальзависимая, образует янтарный полуальдегид, который затем подвергается дегидрированию и превращается в янтарную кислоту. Сукцинат используется в цитратном цикле. Она увеличивает проницаемость постсинаптических мембран для ионов К, что вызывает торможение нервного импульса повышает дыхательную активность нервной ткани улучшает кровоснабжение головного мозга. Гистамин образуется путем декарбоксилирования гистидина в тучных клетках соединительной ткани. Гистамин образует комплекс с белками и сохраняется в секреторных гранулах тучных клеток. Секретируется в кровь при повреждении ткани (удар, ожог, воздействие эндо- и экзогенных веществ, развитии иммунных и аллергических реакций. Основные источники аммиака в организме. Пути его обезвреживания. В результате дезаминирования(отщепления ф-аминогруппы) аминокислот освобождается большое количество аммиака. Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на пищевые белки и поступает в кровь воротной вены. В крови и цитозоле клеток при физиологических значениях рН аммиак переходит в ион аммония - NH 4 + . Аммиак - токсичное соединение. Аммиак легко проникает через мембраны в клетки ив митохондриях сдвигает реакцию, катализируемую глутаматдегидрогеназой, в сторону образования глугамата: а-Кетоглутарат + NADH + Н + NH 3 → Глутамат + NAD + . Уменьшение концентрации а-кетоглутарата вызывает - угнетение обмена аминокислот (реакции трансаминирования) и, следовательно, синтеза из них нейромедиаторов; - повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз. Это, в свою очередь, увеличивает сродство гемоглобина к кислороду, что приводит к гипоксии тканей и накоплению СО - высокие концентрации аммиака стимулируют синтез глутамина из глутамата в нервной ткани. Накопление глутамина в клетках нервной ткани приводит к повышению осмотического давления в ней и может вызвать отёк мозга - избыток иона аммония в крови способен нарушать трансмембранный перенос одновалентных катионов Na + и К+ Связывание (обезвреживание) аммиака. Универсальным механизмом обезвреживания аммиака, протекающей во всех тканях организма, является синтез глутамина под действием глутаминсинтетазы. Глутаминсинтетаза обладает высоким сродством к аммиаку. Фермент локализован в митохондриях, для его работы необходим кофактор - ионы Mg 2+ . Глутамин легко переносится через клеточные мембраны путём облегчённой диффузии и поступает из тканей в кровь. Основными поставщиками глутамина являются мышцы, мозги печень. Стоком крови глутамин транспортируется в кишечники почки. В клетках кишечника под действием фермента глутаминазы происходит гидролитическое освобождение амидного азота в виде аммиака. Образовавшийся аммиак частично удаляется через кишечник, небольшая его часть через воротную вену попадает в печень, остальная часть поступает в почки и выводится в виде солей аммония. В почках происходит гидролиз глутамина под действием глутаминазы с образованием аммиака. Этот процесс является одним из механизмов регуляции кислотно-щелочного равновесия в организме и сохранения важнейших катионов для поддержания осмотического давления. Образующийся аммиак нейтрализует кислые продукты обмена ив виде аммонийных солей экскретируется с мочой. Глутамин - основной донор азота в организме. Амидный азот глутамина используется для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, аспарагина, аминосахаров и других соединений. Ещё одной реакцией обезвреживания аммиака в тканях можно считать синтез аспарагина под действием аспарагинсинтетазы. Из мышц и кишечника избыток аммиака выводится преимущественно в виде аланина. Этот механизм необходим, так как активность глутаматдегидрогеназы в мышцах невелика и непрямое дезаминирование аминокислот малоэффективно. Поэтому в мышцах существует ещё один путь выведения азота. Аминогруппы разных аминокислот посредством реакций трансаминирования переносятся на пируват, основным источником которого служит процесс окисления глюкозы. Орнитиновый цикл синтеза мочевины. Связь орнитинового цикла с циклом |