Главная страница
Навигация по странице:

  • II. КАТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ, МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

  • III. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА

  • IV. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОБМЕНЫ АМИНОКИСЛОТ

  • ГЛАВА X МЕТАБОЛИЗМ ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ

    		•

    биохимия. Учебникрепетитор Издательские решения По лицензии Ridero 2019 удк 61 ббк 53 К82 Рецензенты


    Скачать 1.49 Mb.
    НазваниеУчебникрепетитор Издательские решения По лицензии Ridero 2019 удк 61 ббк 53 К82 Рецензенты
    Анкорбиохимия
    Дата30.05.2022
    Размер1.49 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаBiokhimia_dostupnym_yazykom.docx
    ТипУчебник
    #557681
    страница8 из 10
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    ГЛАВА IX МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ


    I. БЕЛОК ПИЩИ, ЕГО УТИЛИЗАЦИЯ. ГНИЕНИЕ В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ

    Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить по вашему учебнику: всего одна реакция гниения — образование индикана.

    Белки являются ключевым и самым дефицитным компонентом пищи.

    Главной функцией пищевого протеина является строительная. Белок пищи — главный источник построения структур организма. Нельзя забывать и об роли незаменимых аминокислот: валин, лейцин, изолейцин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин и триптофан.

    В различных продуктах белок содержится в разных количествах. Большинство животных пищевых продуктов содержит значительное количество белка. Особо следует отметить молочные продукты (молоко, творог, сыр), мясо, рыбу, печень, почки, яйца. Из растительных продуктов только бобовые (горох, соя, фасоль, бобы) и злаки содержат белок в определенных количествах.

    1. Пищевая ценность белка


    Следует отметить, что простая сравнительная оценка процентного содержания белка не отражает истинную пищевую значимость продукта, т. к. белок различных групп продуктов весьма различен. Биологическая ценность пищевого белка определяется двумя факторами:

    а) Аминокислотный состав поступающего с пищей белка Общий белковый пул человеческого организма имеет свой, специфический аминокислотный состав, характеризующийся определенными количественными пропорциями по 20 главным аминокислотам. Степень сходства (или различия) совокупного аминокислотного спектра различных групп живых существ зависит от их эволюционного родства. Чем ближе друг к другу на эволюционном древе находятся разные виды организмов, тем более сходным будет их суммарный аминокислотный профиль.

    Для человеческого организма большую пищевую ценность имеют животные белки, а из них — белки млекопитающих, как эволюционно более близких наших родственников. Аминокислотный состав таких белков максимально близок к человеческому, что способствует наиболее полному усвоению протеинов. Меньшую пищевую ценность имеют белки эволюционно далеких от приматов групп животных (крабы, моллюски, черви), и еще меньшую — протеины грибов и растений.

    Низкую пищевую ценность растительного белка наиболее ярко иллюстрирует ограничивающее правило Либиха — аминокислоты белка пищи усваиваются организмом в количествах, пропорциональных количеству самой редко встречающейся аминокислоты продукта. Это означает, что если, к примеру, в белке кукурузы самой редкой аминокислотой является лизин, то остальные аминокислоты этого злака всасываются не полностью, а в количествах, эквивалентных лизину. Остальная часть аминокислот (большая часть) не усваивается.

    б) Способность белка к гидролизу пищеварительными фер-

    ментами

    Не все белки одинаково легко перевариваются в ЖКТ человека. Существует группа белков, совершенно не способных расщепляться. α-кератины дериватов кожи например (белки кожи, волос, ногтей и др.), не утилизируются даже микроорганизмами. Коллаген также не способен перевариваться в человеческом организме. Пищевая ценность подобных белков равна нулю.

    2. Азотистый баланс


    В среднем, норма потребления белка взрослого человека массой 70 кг составляют 100—150 г в сутки.

    Поскольку белки — важнейшая группа биомакромолекул, обеспечивающая само существование жизни, очевидно, контроль баланса между интенсивностью поступления белков (и аминокислот) в организм с пищей с одной стороны и потерей белка с другой стороны, имеет колоссальное медико-биологическое значение. Правда здесь возникает проблема: можно подсчитать массу входящего с пищей белка, на как зафиксировать количество потерь, если белковые молекулы распадаются, а выводятся лишь их обломки? Наиболее удобным маркером количества белка является азот. В среднем, 1 грамм азота содержится в 6,25 г белка. Используя этот коэффициент пересчета можно по массе выделяемого с мочой азота (в основном азот мочевины, креатинина и аммонийных солей) легко подсчитать количество распадающегося за это время белка.

    Азотистый баланс — динамическая оценка белкового баланса организма по разнице между количеством азота, поступающего с пищей и выделяемого с мочой за единицу времени.

    Виды азотистого баланса:

    а) Положительный азотистый баланс отмечается, когда количество поступаемого с пищей азота (белка) выше выводимого. Положительный азотистый баланс характерен для состояний, сопровождающихся увеличением массы тканевых структур организма: детский возраст (темпы роста ребенка тем интенсивнее, чем меньше его возраст), беременность, период реконвалесценции (выздоровления) после тяжелых болезней и др.

    б) Отрицательный азотистый баланс — количество поступаемого с пищей азот ниже выводимого; развивается при состояниях, сопровождающихся снижением общего количества белковой массы организма в основном за счет структурных белковых формаций. Сюда можно отнести старение, голодание (в т.ч. и белковое), тяжелые истощающие болезни и др.

    в) Азотистое равновесие отражает нормальное состояние здорового взрослого человека, характеризующееся нулевым балансом между количеством поступающего и выводимого азота.

    3. Переваривание и всасывание белков


    Переваривание пищевых белков начинается в желудке, где они вначале денатурируют под действием соляной кислоты (разворачиваются до первичных нитей), а затем подвергаются расщеплению под действием пищеварительных ферментов.

    Замечу, что все пептидазы (или протеазы — ферменты, расщепляющие белок) вначале синтезируются в неактивной форме. Это механизм защиты, ведь клетки построены, в основном, из белка, и, если бы пептидаза образовывалась в активной форме, она, первым делом разрушала бы собственную материнскую клетку, а это недопустимо. Поэтому неактивные формы протеаз секретируются клетками, доставляются в нужное место и уже там активируются.

    Переваривание белка можно разделить на две стадии:

    1. Работа эндопептидаз — они расщепляют белковую нить изнутри, деля ее на все более мелкие кусочки — олигопептиды;

    2. Действие экзопептидаз — «откусывают» от образовавшихся олигопептидов по одной аминокислоте с обоих концов, пока не гидролизуют его до аминокислот.

    К эндопептидазам относят: а) Ферменты желудка:

    — пепсин — синтезируется главными клетками желудка в виде пепсиногена и активируется в просвете желудка пепсином

    (аутоактивация) при участии соляной кислоты;

    — гастриксин — фермент грудных детей, створаживающий молоко;

    б) Ферменты поджелудочной железы:

    — трипсин — синтезируется в виде трипсиногена, который активируется в 12-перстной кишке энтерокиназой;

    — химотрипсины — имеют три неактивных формы (α-, δ-, π-) и эластаза (неактивная — проэластаза) — все они, попадая в 12перстной кишку, активируются трипсином.

    Экзопептидазы

    Поскольку у пептидной цепи 2 конца, экзопептидазы делят на аминопептидазы (синтезируются в тонком кишечнике) и карбоксипептидазы (образуются в поджелудочной железе).

    Всасывание продуктов переваривания происходит в проксимальных отделах тонкой кишки. Причем, всасываются только аминокислоты. Существует два механизма всасывания: облегченная диффузия и активный транспорт, о которых написано выше (см. всасывание углеводов).

    4. Гниение — процесс расщепления аминокислот и белка под действием бактерий.

    Не всосавшиеся в процессе пищеварения аминокислоты идут в толстый кишечник, где подвергаются утилизации кишечной палочкой (e. coli).

    В процессе гниения, три группы аминокислот могут образовывать яды:

    а) серосодержащие (цистеин и метионин) — образуют серо-

    водород (SH2) и метилмеркаптан (H3C- SH);

    б) основные — превращаются в «трупные яды»: кадаверин

    (продукт распада лизина) и путресцин (из орнитина);

    в) циклические: фенилаланин и тирозин превращаются в фе-

    нол, а триптофан — в индол.

    «Трупные яды» обезвреживаются непосредственно в стенке тонкого кишечника, а остальные токсины всасываются в систему воротной вены, попадают в печень, где и инактивируются. Индол, к примеру, превращается в безвредный индикан, по определению которого в крови оценивают работу печени и почек.

    II. КАТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ,

    МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

    Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить по вашему учебнику: дезаминирование (4 типа), механизм окислительного дезаминирования (через иминокисоты), трансаминирование, трансдезаминирование, декарбоксилирование (здесь — внимание: типы декарбоксилирования пропускаем, учим образование биогенных аминов: триптамина, серотонина, гистамина, ГАМК).

    Эта тема (как и две последующих) изобилуют графическим материалом. Пусть вас не удивляет, что в этой книге они представлены так коротко. Увы: здесь мало устных вопросов, в основном придется учить уравнения процессов.

    1. Дезаминирование — процесс отщепления от аминокислоты аминогруппы, которая уходит в виде аммиака (NH3). Выделяют 4 типа: восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное и окислительное. Для человека характерно окислительное, оно приводит к образованию кетокислот (пируват, оксалоацетат, альфа-кетоглутарат), которые «сгорают» в дихотомическом пути, давая энергию АТФ. Катализируют этот процесс ферменты оксидазы, коферментом которых выступает ФАД.

    Главная цель дезаминирования — уничтожение лишних аминокислот. Основная проблема этого процесса — образование аммиака — главного внутреннего яда нашего организма (о проблеме его обезвреживания речь пойдет в следующей теме).

    1. Трансаминирование — процесс взаимодействия аминокислоты с кетокислотой, при котором эти вещества меняются амино- и кетогруппой. При этом аминокислота превращается в соответствующую кетокислоту, а кетокислота — в амино-. Ферменты этого процесса — аминотрансферазы, которые в медицине обычно называют трансаминазами. Их коферментом является производное витамина В6, имеющее две активных переходных формы: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.

    Биологическая роль: если дезаминирование направлено на уничтожение аминокислот, то трансаминирование — главный процесс синтеза новых заменимых аминокислот.

    1. Медицинское значение трансаминаз

    В лабораторной диагностике распространены тесты на два фермента этой группы: АсАТ (аспартатаминотрансфераза) и АлАТ (аланинаминотрансфераза). Пусть вас не пугают страшные названия, их никто с вас не спросит. Любой врач применяет только сокращения: АсАТ и АлАТ.

    Клиническое значение этой пары ферментов — они (как и ЛДГ (см. «Изоферменты»)) являются маркерами деструкции, т.

    е. гибели клеток. Поскольку трансаминазы находятся внутри клеток, они могут попасть наружу (то есть — в кровь) только при разрушении большого количества клеток. Такие происходит при некрозах, инфарктах, агрессивном вирусном воспалении, интоксикациях.

    Следует заметить, что АсАТ преобладает в миокарде, а АлАТ — в печени. Трудно запомнить? Вот вам прием: где буква «с» — сердце (АсАТ), где «л» — ливер (т. е. печень).

    Тесты на трансаминазы очень удобны. С их помощью можно отличить инфаркт миокарда (повышение трансаминаз в крови, особенно АсАТ) от стенокардии (трансаминазы в норме). Эти ферменты очень полезны при диагностике поражений печени: даже при незначительных нарушениях работы органа, их уровень в крови повышается (особенно АлАТ).

    1. Трансдезаминирование — остроумный процесс дезаминирования аминокислот, при котором организм избегает образование токсичного аммиака, благодаря предварительному трансаминированию с альфа-кетоглутаратом (см. схему в вашем учебнике).

    2. Декарбоксилирование — реакции отцепления карбоксигруппы (-СООН) от аминокислоты. Катализируется декарбоксилазами — ферментами, коферментом которых является та же пара производных В6: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат. Этот процесс не так выражен в организме, как три предыдущих, поскольку дает гормоноподобные вещества (биогенные амины), которые действуют в мизерных количествах. Не следует забывать, что эти вещества вырабатываются местно и действуют только в той точке, где «родились».

    Вы должны знать 4 реакции, образующие 4 биогенных амина, характеристика которых дана ниже:

    а) триптамин — пожалуй, наименее значимый из группы. Его единственный эффект — суживает сосуды, следовательно — повышает давление (местно).

    б) серотонин, который называют иногда «гормоном удовольствия», т. к. увеличение его концентрации в мозге вызывает это чувство. Более важной функцией серотонина является контроль суточных ритмов. В эпифизе, вместе с этим амином вырабатывается гормон мелатонин. Эти два вещества — антиподы. Серотонин — гормон дня, он синтезируется, когда на сетчатку глаза попадает свет. Он стимулирует работу мозга, бодрит, повышает настроение, побуждает к действиям. Мелатонин — гормон ночи, он вызывает торможение нервной системы, подавляет, вызывает глубокий сон. При дефиците серотонина (это случается при недостаточном освещении: в северных районах, или в осенне-зимнее время) возможно развитие депрессий. Кроме того, доказано, что выраженный недостаток серотонина вызывает шизофрению.

    в) гистамин — пожалуй, самый известный из биогенных аминов. Его избыток в тканях влечет негативные последствия: отек, покраснение, боль, местное повышение температуры, нарушение функции. Сейчас я перечислил 5 симптомов воспаления. Следовательно, гистамин — индуктор воспаления. Кроме того, избыток гистамина вызывает аллергию. В аптечных сетях продается масса антигистаминных препаратов (диазолин, супрастин, цитрин, кларитин, лорагексал и др.), которые широко применяют как при лечении аллергических процессов, так и при воспалительных состояниях.

    г) гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) — тормозной медиатор головного мозга. ГАМК — единственный биогенный амин, который применяют, как лекарство. Его назначают при патологическом возбуждении ЦНС: эпилепсии, реактивных психозах, старческих невропатиях и др.

    III. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА

    Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить по вашему учебнику: синтез глутамина (1 реакция), синтез мочевины (орнитиновый цикл).

    1. Проблема обезвреживания аммиака

    В среднем, в организме человека в сутки распадается 70 г белка (аминокислот) и все это — путем дезаминирования. Представьте: сколько ядовитого аммиака образуется?

    К слову, токсичность аммиака связана с тем, что, когда NH3 попадает в клетку, он взаимодействует с кетокислотами дихотомического пути (пируват, кетоглутарат, оксалоацетат), превращая их в аминокислоты. Таким образом, этот процесс блокируется, как и все тканевое дыхание. Клетка страдает от ишемии и может погибнуть. Следовательно, образующийся аммиак необходимо обезвреживать. При инактивации он сначала связывается с чемлибо (теряя при этом токсичность, а затем выводится в виде безопасных соединений). Таким образом, обезвреживание NH3 можно подразделить на два этапа:

    а) связывание аммиака: синтез аспарагина и глутамина (он

    преобладает);

    б) выведение NH3:

    — синтез мочевины — главный путь обезвреживания, протекает в печени;

    — синтез креатинина — в печени;

    — синтез мочевой кислоты — в печени;

    — образование аммонийных солей — в почках.

    1. Обезвреживание аммиака у разных организмов подразделяется на 3 типа:

    а) аммонийтелический путь — основная масса NH3 выделяется в виде аммонийных солей. Этот тип характерен для рыб и морских беспозвоночных;

    б) урикотелический путь — преобладает выделение в виде мочевой кислоты; характерен для рептилий и птиц;

    в) уротелический путь — большая часть аммиака выделяется в виде мочевины; характерен для млекопитающих (в т. ч. и человека).

    1. Роль глутаминазы почек в ликвидации ацидоза

    Глутаминаза — фермент, расщепляющий глутамин на глутаминовую кислоту и аммиак (реакция, противоположная синтезу глутамина). Казалось бы: этот процесс опасен, ведь он выделяет токсичный NH3. Но фокус в том, что данная реакция включается только при ацидозе1 и разрешена только в почках, где аммиак (будучи основанием), нейтрализует кислую среду, нормализуя кислотность и превращаясь в аммоний NH4+, который, не успев натворить бед, тут же выводится почками наружу (с мочой). Согласитесь — остроумно.

    IV. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОБМЕНЫ

    АМИНОКИСЛОТ

    Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить по вашему учебнику: превращения глицина в глиоксилат и серин, образование цистина из цистеина, синтез креатинина, обмен фенилаланина.

    Тема в основном письменная, но остановлюсь на паре важных вопросов.

    1. Обмен фенилаланина

    В учебнике представлена пугающая вязь уравнений, аж на 2/3 страницы. Не паникуйте, учить надо не всю схему, а превращение фенилаланина в глиоксиловую кислоту.

    Но главное в этом вопросе — не формулы (которые вы быстро забудете), а клиническое значение. Врожденные нарушения обмена фенилаланина дают массу патологии. Вы должны знать следующие заболевания: фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм, которые уже описаны в этом учебнике. Вот путь их нахождения (как говорят компьютерщики): глава II «ферменты» — медицинская энзимология — энзимопатология.

    1. Обмен триптофана — единственный устный вопрос в теме. Триптофан имеет 2 пути катаболизма:

    а) серотониновый (так распадается всего 1% вещества) — декарбоксилирование до серотонина и дальнейших продуктов выведения. При ряде патологий (карцинома кишечника), по серотониновому пути распадается до 60% триптофана;

    б) кинурининовый — так утилизируется большая часть аминокислоты. Это сложный безотходный процесс, в конце которого образуется ценнейший кофермент — НАД, участвующий в массе окислительных процессов.

    При болезни Хартнупа (мутация, повреждающая один из генов ферментов этого процесса) кинуринновый путь блокируется, следовательно, не образуется НАД. Симптомы этой патологии абсолютно совпадают с симптомами гиповитаминоза РР — пеллагры (три «Д»: дерматит, диарея, деменция1). Это объяснимо, ведь витамин РР (никотиновая кислота) тоже превращается в организме в НАД. Выходит, у НАД два источника: триптофан и никотиновая кислота. Вы уже, наверное, догадались, как лечат болезнь Хартнупа — назначением повышенных доз витамина РР (пожизненно). Все просто: если один из путей сломан, удваиваем поступление от второго источника (РР). Такая терапия весьма эффективна.

    ГЛАВА X МЕТАБОЛИЗМ

    ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    написать администратору сайта