Экзамен по биохимии 2 курс. Вопросы итоговой аттестации по биохимии
 Скачать 1.2 Mb.
|
|
17.Биохимическая функция витамина В12. Кобаламин. Не синтезируется ни растениями, ни животными. Продуцентами этого витамина являются бактерии. Коферменты – дезоксиаденолкабаламин, метилкобаламин. Антианемический витамин. Необходим для синтеза нуклеиновых кислот, так как обеспечивает переход оксирибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды (РНК в ДНК). Участвует в двух реакциях- реакции изомеризации и метилирования. 1. Основной изомеризующего действия витамина в12 является возможность способствовать переносу атома водорода на атом углерода в обмен на какую-либо группу. Это имеет значение в процессе окисления остатков жк с нечетным числом атомов углерода, на последних стадиях утилизации углеродного скелета валина, лейцина, изолейцина, треонина, метионина, боковой цепи холестерола. 2. Участие в трансметилировании аминокислоты ломоцистеина при синтезе метионина. Метионин в дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина, холина, фосфатидилхолина и др. 18.Биологическая роль пантотеновой кислоты(В5) Биологическая роль данного витамина очень обширна, так как от него зависят почти 80 ферментов. Витамин В 5 входит в состав ацетил-Ко-А(важное соединение, используемое во многих биохимических реакциях) и в ацетилпереносящий белок, он участвует в процессах ацетилирования, утилизации пирувата, синтезе липидов и стероидов. Участвует во всех процессах обмена веществ в организме. Витамин В 5 необходим для обмена жиров, углеводов, аминокислот, синтеза жизненно важных жирных кислот, холестерина, гистамина, ацетилхолина, гемоглобина. С его участием протекают следующие реакции: -Активирование ацетата и жирных кислот. -Окисление жирных кислот. -Синтез холестерина и других стероидных соединений. -Синтез кетоновых тел. -Образование цитрата и превращение сукцинил-КоА на стадии субстратного фосфорилирования в цикле Кребса. -Синтетические реакции с использованием сукцинил Ко А (синтез Δ- аминолевулиновой кислоты). -Синтез ацетилхолина. -Синтез ацетилглюкозаминов. -Реакции ацетилирования чужеродных соединений обезвреживание) и образования гиппуровой кислоты. -Окисление пирувата и а-кетоглютарата. -Реакции ацетилирования биогенных аминов. Важнейшим свойством витамин В 5 является его способность стимулировать производство гормонов надпочечников - глюкокортикоидов, что делает его мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца. Витамин В 5 играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также принимает участие в синтезе нейротрансмиттеров. Пантотеновая кислота участвует в метаболизме жирных кислот. Она нормализует липидный обмен и активирует окислительно-восстановительные процессы в организме. Пантотеновая кислота оказывает значительное гиполипидемическое действие, обусловленное, ингибированием биосинтеза основных классов липидов, формирующих в печени липопротеины низкой и очень низкой плотности. 19.Биологическая роль рибофлавина(В2) Коферменты-фмн(флавинмононуклеотид), фад(флавиндениндинуклеотид). Рибофлавин участвует в метаболизме в качестве кофермента в реакциях окисления и восстановления. Он необходим для нормального превращения триптофана в никотиновую кислоту, а также для трансформации и активации ряда других витаминов, в частности пиридоксина, фолиевой кислоты и витамина К. Рибофлавин необходим для метаболизма жира и для синтеза кортикостероидов, красных кровяных клеток и гликогена. Биологическая роль рибофлавина определяется его участием в построении двух важнейших коферментов: флавинмононуклеотида (ФМН) и флавинадениндинуклеотида (ФАД), входящих в состав окислительно-востановительных ферментных систем, так называемых флавопротеидов. ФАД участвует в построении флавопротеидов, катализирующих янтарную кислоту (метаболит цикла Кребса) и жирные кислоты. Кроме того, ФАД входит в состав моноаминоксидазы (МАО) – основного фермента разрушения катехоламинов, α-глицерофосфатдегирогеназы (обеспечивает метаболизм глицерина и фосфотриоз), ксантиноксидазы (катализирует окисление пуринов до мочевой кислоты) и ряда других ферментов. Таким образом, рибофлавин участвует в процессах биологического окисления и энергетического обмена. Наряду с этим он необходим для построения зрительного пурпура, защищающего сетчатку от избыточного воздействия ультрафиолетового облучения. Витамин В 2 нужен для эритроцитарной глутатионредуктазы, предохраняющей эритроциты от аутоокисления. 20.Биологическая роль никотинамида. Витамин РР , витамин В 5. Коферменты- НАД(никотинамидадениндинуклеотид), НАДФ(никотинамиддинуклеотидфосфат). Используется в ОВР(цикл Кребса, дыхательный цикл, окисление глюкозы и тд). Другое название витамин РР. Водорастворимый витамин. Улучшает углеводный и белковый обмены, участвует в тканевом дыхании, оказывает сосудорасширяющее действие, активизирует сокоотделение в желудке. Никотиновая кислота – необходимый кофермент в метаболизме белка, при синтезе генетического материала, жирных кислот и холестерина. Необходима для нормального функционирования нервной системы. 21. Биохимические функции тиаминпирофосфата. Всасываясь из кишечника, тиамин фосфорилируется и превращается в тиаминпирофосфат. Тиаминпирофосфат (ТПФ) — активная форма тиамина - является коферментом пируватдекарбоксилазного и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, а также транскетолазы. Первые два фермента участвуют в метаболизме углеводов, транскетолаза функционирует впентозофосфатном пути, участвуя в переносе гликоальдегидного радикала между кето- и альдосахарами. ТПФ синтезируется ферментом тиаминпирофосфокиназой, главным образом в печени и в ткани мозга. Также ТПФ выступает коферментом дегидрогеназы γ-оксиглутаровой кислоты и пируватдекарбоксилазы клеток дрожжей. При отсутствии или недостаточности тиамина развивается тяжёлое заболевание бери-бери. (дефицит В1 приводит к накоплению в крови пировиноградной кислоты, а так же её повышенной концентрации в нервной системе. Развивается острое поражение среднего мозга, полиневрит, поражения сердечно-сосудистой системы. 22. Биохимическая роль витамина С. Витамин С(аскорбиновая кислота). Витамин С - это антиоксидант, который нужен для восстановления и роста (регенирации) тканей, нормальной работы надпочечной железы и здоровья десен. Помогает нам защититься от воздействия загрязненной окружающей среды, от инфекций, предотвращает рак, укрепляет иммунную систему. Может снизить уровень холестерина и высокое кровяное давление, предотвращает атеросклероз, нормализует проницаемость капилляров. Важен при образовании коллагена, защищает от коагуляции крови, способствует заживлению ран и выработке антистрессовых гормонов. Участвует в выработке интерферона, в регулировании окислительно- восстановительных процессов, и необходим для метаболизма фолиевой кислоты, тирозина и фениланина. Формирует и высвобождает стероидные гормоны, обладает восстановительными свойствами, работает как антиоксидант, формирует нейротрансмиттеры. Организм человека не способен сам синтезировать витамин С. Витамин С содержится в значительных количествах в продуктах растительного происхождения (плоды шиповника, капуста, лимоны, апельсины, хрен, фрукты, ягоды, хвоя). В небольших количествах витамин С есть в животных продуктах (печень, мозг, мышцы). 23. Биологическая роль тетрагидрофолиевой кислоты (ТГФК). Тетрагидрофолат — это кофермент, участвующий во многих реакциях, особенно при метаболизме аминокислот и нуклеиновых кислот. Является донором одноуглеродной группы. Получает атом углерода путем образования комплекса с формальдегидом, который образуется в других реакциях. Недостаток тетрагидрофолата вызывает анемию. Концентрация тетрагидрофолата снижается под действием лекарственного препарата (цитостатика) метотрексата, который используют для остановки синтезануклеотидов. 24. Биологическая роль витамина D. Витамин D (жирорастворимый) Витамином D называют 2 основных вещества – эргокальциферол (Д2) и холекальциферол (Д3). Современная биохимия относит витамин Д к группе гормонов, так как он может самостоятельно вырабатываться организмом под воздействием определённых факторов. Вовлечен в рост костей и синтез протеина. Витамин D нужен для усвоения и правильного использования организмом кальция и фосфора. Необходим для роста и развития костей и зубов, участвует в кальциево-фосфорном обмене, поддержке здоровья эндокринных желез. Солнечный ультрафиолет способствует выработке организмом витамина D. Как и в случае с бета-каротином, злоупотребление витамином D может вызвать токсикоз. Витамин D следует употреблять в комплексе с препаратами кальция. 25. Биологическая роль витамина А. Витамин А необходим для нормального функционирования зрительной системы, кожи, волосяного покрова и слизистых. Синтез половых гормонов, а также интерферона, иммуноглобулина A, лизоцима, синтез ферментов эпителиальных тканей, предупреждающих преждевременную кератинацию, активация рецепторов для кальцитриола (активного метаболита витамина D), синтез родопсина в палочках сетчатки, необходимого для сумеречного зрения, синтез ферментов, необходимых для активирования фосфоаденозинфосфосульфата (ФАФС), необходимого для синтеза: мукополисахаридов: хондроитинсерной кислоты и сульфогликанов — компонентов соединительной ткани, хрящей, костей; гиалуроновой кислоты — основного межклеточного вещества; гепарина; таурина (входит в состав таурохолевой желчной кислоты, стимулирует синтез соматотропного гормона, участвует в синаптической передаче нервного импульса, обладает антикальциевым эффектом); ферментов печени, участвующих в метаболизме эндогенных и экзогенных веществ. 26. Биологическая роль витамина Е. Витамин Е (токоферол) - жирорастворимый витамин, антиоксидант, смесь из 4 токоферолов и 4 токотриенолов. главный антиоксидант предотвращающий окисление липидов в клеточных мембранах. Витамин молодости. Существуют прямая связь между витамином Е и тканевым дыханием и обратная связь между этим витамином и степенью окисления липидов. Токоферолы выполняют в организме две главные метаболические функции. Во-первых, они являются наиболее активными и, главными природными жирорастворимыми антиоксидантами: разрушают наиболее реактивные формы кислорода и соответственно предохраняют от окисления полиненасыщенные жирные кислоты. Во-вторых, токоферолы играют специфическую роль в обмене селена. Биологическая роль витамина Е сводится, таким образом, к предотвращению аутоокисления липидов биомембран. Распространение в природе и суточная потребность. Витамины группы Е относятся к распространенным в природе соединениям. Важнейшими источниками витамина Е для человека являются растительные масла(подсолнечное, хлопковое, соевое, кукурузное и др.), а также салат, капуста и семена злаков; из продуктов животного происхождения витамин Е содержится в мясе, сливочном масле, яичном желтке и др. Витамин Е откладывается в организме во многих тканях (мышцы, поджелудочная железа, жировая ткань), поэтому развитие авитаминоза или гиповитаминоза Е почти не наблюдается, даже если этот витамин не поступает с пищей в течение нескольких месяцев. Подобным же образом можно объяснить трудности определения суточной потребности в витамине Е, которая по приблизительным подсчетам составляет около 5 мг. 27. биологическая роль витамина К . Витамин-низкомолекулярное соединение ,которое не синтезируется в организме человека и животных, присутствует в малых количествах ,выполняет роль коферментов, антиоксидантов. Витамин K как и A, D, E относится к группе жирорастворимых витаминов. Он играет важную роль в обмене макроэргических соединений, в процессах фосфорилирования. Витамин K связан с обменом других жирорастворимых витаминов, увеличивая, например, на 10-20% отложения витамина E в печени. Витамин K участвует в клеточном обмене, а в печени выполняет роль катализатора, влияющего на образование ряда важных для свертывания крови веществ: протромбина и тромботропина. Он повышает прочность капилляров, ускоряет заживление ран. Витамин K активизирует белки, вступающие в связь с ионами кальция. Будучи включенным в сложные биохимические процессы, витамин K опосредованно влияет на кальцификацию костной ткани, а у птицы - и яичной скорлупы. Витамин K тормозит рост болезнетворных микроорганизмов, способствует регенерации тканей, выздоровлению животных при паразитных инвазиях. Недостаточность витамина K чаще всего проявляется у птицы, особенно при клеточном содержании. У птицы снижен синтез витамина K в собственном организме. Это объясняется тем, что относительно короткий кишечный тракт ограничивает возможности микробиологического синтеза. Симптомы недостаточности витамина K проявляются при наличии в комбикормах его антагонистов,, антибиотиков, угнетающих рост микрофлоры в толстом кишечнике. Причиной недостаточности витамина K могут стать повышенные дозы витаминов A, D, E и C в комбикормах из-за нарушения нормального соотношения жирорастворимых витаминов. Соединения антивитаминов K, синтетические или природные, в том числе микотоксины, действуют как антикоагулянты, которые приводят к проявлению дефицита витамина K, соразмерного с уровнем токсичности. Причиной, вызывающей явление вторичной недостаточности, может быть расстройства жирового обмена. Характерный признак K- авитаминоза - гемаррагический диатез. Характерным признаком недостаточности витамина K является снижение уровня протромбина в крови. Вследствие снижения уровня протромбина и др. компонентов, участвующих в свертывании крови, при недостатке в организме витамина K наблюдается торможение процессов дыхания и фосфорилировния, а также возникают подкожные и внутримышечные кровоизлияния. 28. Механизм ферментного катализа. Катализ – процесс ускорения химической реакции под влиянием катализаторов, которые участвуют в данном процессе, но к концу реакции остаются химически неизменными. Катализаторами могут быть: неорганические и органические вещества. Неорганические катализаторы – это, низкомолекулярные вещества, обладают низкой специфичностью, активны:1) при высокой температуре (100◦С и выше),2) оптимум pН для них – сильнокислая или сильнощелочная среда; 3) при давлении выше атмосферного;4) увеличивают скорость химической реакции в 102-106 раз. Различают несколько стадий катализа: I - присоединение S + E II - образование SE- комплекса E + S↔ ES↔ P + E, III - отрыв P и освобождение E где Е – фермент, S – субстрат, Р – продукт реакции, ES – фермент-субстратный комплекс . Самая быстрая I стадия; При связывании субстрата происходит удаление молекул воды. Молекулярная масса фермента в 100-1000 раз больше чем молекулярная масса S, поэтому молекула S при ферментативной реакции связывается не со всем ферментом, а только с его определенным участком, который называется активным центром (или каталитическим участком), АЦ – это уникальная комбинация АК остатков в молекуле фермента, которая обеспечивает непосредственное взаимодействие фермента с молекулой субстрата и принимает непосредственное участие в акте катализа. Именно АЦ фермента определяет его специфичность и каталитическую активность. 29. Строение и классификация ферментов. Ферменты - белки которые способны быть катализаторами биохимических реакций. Фермент (от лат ферментацио) брожение. Ферменты раскладывают реакции на этапы. Ферменты бывают простые (белковая часть) и сложные (белковая часть, кофермент легко диссоциирует с апоферментом и небелковая часть, протетическая группа прочно связана с апоферментами). Активный центр фермента имеет два участка: участок связывания или якорный участок (выбор субстрата) и каталитический участок (определяет выбор пути химических превращений данного субстрата, определяет тип реакции). Классификация: Оксиредуктазы (окисление); Трансферазы (перенос атомов или групп атомов; Гидролазы (гидролитическое расщепление химических связей ) ; Лиазы (негидролитическое расщепление двойных связей или их образование) ; Лигазы (синтазы) (из 2х молекул путём ковалентных связей с затратой энергии), изомеразы 30. Конкурентное и неконкурентное ингибирование ферментов. Ферментативный ингибитор — вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции. Типы ингибирования ферментов делятся на обратимое и необратимое ингибирование (торможение навсегда). Обратимое делится на конкурентное (вызвано веществами имеющими структуру похожую на структуру субстрата). В этом случае ингибитор связывается в активном центре фермента и конкурирует за него с субстратом. конкурентный ингибитор не связывается с фермент-субстратным комплексом. Конкурентный ингибитор обычно структурно схож с субстратом, однако фермент не способен катализировать реакцию в присутствии ингибитора из-за отсутствия у последнего необходимых функциональных групп) и неконкурентное (вызвано веществами не имеющими структурного сходства с субстратом ,связывающие не в активном центре. Неконкурентный ингибитор не мешает связыванию субстрата с ферментом. Он способен присоединяться как к свободному ферменту, так и к фермент-субстратному комплексу с одинаковой эффективностью. Ингибитор вызывает такие конформационные изменения, которые не позволяют ферменту превращать субстрат в продукт, но не влияют на сродство фермента к субстрату. Необратимое (ингибитор необратимо связывается с ферментом, изменяя его структуру). 31. Особенности биологического катализа. Катализ - химическое явление, суть которого заключается в изменении скоростей химических реакций при действии некоторых веществ (их называют катализаторами). Биокатализ - избирательное ускорение химич. реакций, протекающих в живом организме, под влиянием ферментов. Основан на снижении энергетич. барьера (т. н. энергии активации) за счёт образования промежуточных комплексов фермента с субстратом. Отличается от небиол. катализа высокой эффективностью, строгой избирательностью и направленностью действия (субстратной и реакционной специфичностью), а также доступностью к тонкой и точной регуляции (активность фермента может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий, в к-рых протекает реакция). Эти особенности обусловлены строением и свойствами белковой молекулы ферментов. В ней содержатся уникальные по своей структуре активные центры и регуляторные участки. В активном центре происходит сближение реагирующих веществ (субстратов, кофакторов), их упорядоченная ориентация относительно друг друга и молекулы фермента, т. н. индуцированное соответствие. 32. Классификация гормонов. Роль гормонов в регуляции метаболизма. Классификация гормонов: 1) Пептидные и белковые гормоны (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджел. железы); 2) Гормоны – производные аминокислот (гормоны щитов.железы, катехоламины или гормоны мозгового слоя надпочечников); 3) Гормоны стероидной природы (происходят из холестерина) (гормоны коры надпочечников и половые гормоны); 4) Гормоноподобные вещества (эйкозаноиды – вещества производные арахидоновой кислоты). Гормоны — биологически активные вещества, которые выделяются железами внутренней или смешанной секреции непосредственно в кровь или в тканевую жидкость и с током крови разносятся по всему организму. Главные функции гормонов: гуморальная регуляция обмена веществ и других процессов жизнедеятельности в основном путем их воздействия на активность ферментов, обмен витаминов, на рост тканей и всего организма в целом, на активность генов, на формирование пола и размножение, на приспособленность к среде обитания, на поддержание постоянства внутренней среды организма. 33. Гормоны надпочечников и их биохимические функции. Выделяют три группы гормонов надпочечников: минералокортикоиды, глюкокортикоиды и половые гормоны. Минералокортикоиды. Альдостерон. Основным представителем минералокортикоидов, является альдостерон. Альдостерон вырабатывается в клубочковой зоне коры надпочечников. Основная функция альдостерона, это поддержание водного баланса в организме человека, а так же регуляция концентрации некоторых минералов – натрия, калия, магния и хлоридов. Под воздействием альдостерона в почке усиливается всасывание натрия, при этом происходит увеличение выделения калия в мочу. В результате концентрация натрия в крови повышается, а калия уменьшается. Глюкокортикоиды. Кортизол. Кортизол вырабатывается в пучковой зоне коры надпочечников. Роль кортизола в организме человека очень важная. Функция кортизола направлена на поддержание метаболизма жирового обмена, углеводов, белков, функцию сердечно-сосудистой системы, почек, рост, деятельность ЦНС и поведение, функцию иммунной системы. Выработка кортизола регулируется гормоном АКТГ (адренокортикотропный гормон), который вырабатывается в передней доле гипофиза. Половые гормоны. Надпочечниковые андрогены. Основные надпочечниковые андрогены. Андрогены надпочечников стимулируют синтез белка, увеличивают мышечную массу и сократительную способность мышц. Андростендион в периферических тканях может переходит в тестостерон и в условиях его избытка у женщин может развиваться гирсутизм и вирилизм. Адреналин, норадренолин и дофамин. Адреналин и норадреналин – нейромедиаторы, участвуют в передаче импульсов. Обеспечивают адаптацию организма к острому стрессу. Адреналин стимулирует распад жиров, увлечение уровня глюкозы в крови и подавляет действие инсулина 34. Гормоны гипофиза и их биологическая роль. Передняя доля гипофиза: гормоны Переднюю долю гипофиза ещё называют аденогипофиз, она ответственна за синтез тропных, соматотропных и лютеотропных гормонов. Остановимся подробней на каждом из них. 1. Тиреотропный гормон гипофиза, он же тиреотропин – регулятор выработки таких гормонов щитовидной железы, как Т3 и Т4. Которые, в свою очередь, отвечают за обменные процессы, нормальную работу ЖКТ, сердечнососудистой и психической систем человека. Для этого гормона характерен суточный ритм колебания секреции. 2. Адренокортикотропный гормон гипофиза, имеющий пептидную структуру. Отвечает за синтез и секрецию корой надпочечников таких гормонов, как: кортизол, кортизон, кортикостерон и в меньшей степени отвечает за прогестерон, андрогены и эстрогены. 3. Гонадотропные гормоны: лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон. Оба гормона взаимодействуют с репродуктивной системой человека. Первый инициирует овуляцию и отвечает за выработку жёлтого тела. Второй отвечает за созревание фолликулов в женских яичниках. 4. Соматотропный гормон, он же гормон роста. Стимулирует синтез белка в клетках, способствует распаду жиров и образованию глюкозы. Ответственен как за развитие органов и тканей, так и за общий рост организма. 5. Лютеотропный гормон, он же пролактин. От этого гормона гипофиза напрямую зависят материнские инстинкты и нормализация процесса кормления. А также обменные, ростовые процессы и дифференциация тканей. Задняя доля гипофиза: гормоны Задняя доля гипофиза, ещё называемая нейрогипофиз, состоит из двух частей – воронки и нервной доли. Среди гормонов, синтезируемых в задней доле гипофиза, выделяют: 1. Окситоцин. Многофункциональный гормон гипофиза, который может как стимулировать сокращение матки при родах, так и способствовать лактации. А также этот гормон играет огромную роль в процессе сексуального возбуждения человека. 2. Вазопрессин, он же антидиуретический гормон. Влияет на работу почек, центральной нервной и сердечнососудистой системы человека. Нарушения в его выработке или восприятии организмом могут привести к несахарному диабету и синдрому Пархона. 3. Целый ряд гормонов, схожих по биологическому действию с вышеперечисленными, среди них: мезотоцин, изотоцин, аспаротоцин, вазотоцин, глумитоцин и валитоцин. Средняя доля гипофиза: гормоны Средняя доля гипофиза, часто называемая промежуточной, вырабатывает целый ряд специфических гормонов, среди которых можно выделить: 1. меланоцитстимулирующий гормон, он же альфа-меланоцитостимулирующий гормон. Отвечает за выработку меланина, и благодаря этому усиливает пигментацию кожи и её сопротивляемость ультрафиолету. 2. Бета-эндорфин. Обладает огромным количеством физиологических функций: обезболивающее, антистрессовое и противошоковое действие, понижение тонуса нервной системы, снижение аппетита и пр. 3. γ-липотропный гормон. Отвечает за ускорение процесса расщепления жиров в подкожной ткани на жирные кислоты. Также снижает синтез и отложение жира. 4. Мет-энкефалин – специфический опиоидный нейропептид. Участвует в регуляции поведенческих факторов и болевых ощущений. 35. Биологическая роль половых гормонов. Гормоны женских половых желез (страдиол и прогестерон) действуют во многих отношениях противоположно мужским половым гормонам: они несколько задерживают рост, развитие скелета и мышечной системы, препятствуют росту волос на лице, понижают обмен веществ и способствуют отложению жира, усиливают развитие молочных желез. Высокие концентрации женских половых гормонов (эстрогенов) в мужском организме ведут к недоразвитию половых органов (гипогонадизму), к атрофии простаты и сперматогенного эпителия яичек, ожирению по женскому типу и росту грудных желез. Половые гормоны тонизируют запирательный жом мочевого пузыря. Поэтому недостаточность половых гормонов в детстве (а также у стариков) способствует ночному недержанию мочи. С возрастом, когда половых гормонов вырабатывается больше, недержание обычно исчезает. Половые гормоны стимулируют биосинтез нуклеиновых кислот. Мужские же половые гормоны, кроме того, наделены еще способностью содействовать накоплению белковых веществ в организме, увеличивая мускульную силу и общий вес тела. От их влияния зависит также содержание эритроцитов и гемоглобина крови. Половые гормоны, действуя на кору головного мозга, способны обусловить и видоизменить ее деятельность в различных направлениях и особенно в половом. Достаточный уровень половых гормонов в крови необходим также для нормального функционального состояния коры головного мозга и для улучшения его кровоснабжения. Недостаточность же половых гормонов или снижение гормональной функции половых желез вызывает нарушение возбудительного и тормозного процессов в коре мозга. Весьма важно отметить, что половые гормоны снижают в сыворотке крови концентрацию холестерина, задерживая этим развитие атеросклероза. 36. Биологическая роль гормонов коры надпочечников. Глюкокортикоиды участвуют в регуляции углеводного метаболизма, подавляя использование глюкозы и усиливая распад белков в тканях, увеличивают содержание липидов в крови. Они обладают выраженным противовоспалительным действием. Высокая концентрация глюкокортикоидов в крови наблюдается при стрессе. Так же угнетают функцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и замедляют рост. Подавляют воспалительную реакцию, вызванную бактериальными и химическими агентами, блокируют выход лизосомных ферментов из лейкоцитов. Глюкокортикоиды принимают участие как в регуляции синтеза катехоламинов, так и в реализации их действия; стимулируют синтез гормона роста. Глюкокортикоиды играют важную роль в адаптации организма к различным стрессовым воздействиям, таким как травмы, тяжелые инфекционные заболевания, интоксикации и т.п. Минералокортикоиды стимулируют задержку ионов натрия в крови и выведение ионов калия и водорода. Наиболее активен из них альдостерон; его минералокортикоидная активность превосходит активность других минералокортикоидов более чем в 100 раз. Биологическая значимость Альдостерона заключается в его необычайно высокой способности регулировать обмен натрия и тем самым участвовать в поддержании общего ионного гомеостаза, связанного со многими жизненно важными функциями организма. Альдостерон усиливает обратное всасывание натрия в почках, слюнных железах и жел.-киш. тракте. В норме избыток задержанного натрия переводится Альдостероном в связанную фракцию в костях и сухожилиях. Половые гормоны. Биологическая роль андрогенов в мужском организме в основном связана с дифференцировкой и функционированием репродуктивной системы, причем в отличие от эстрогенов андрогенные гормоны уже в эмбриональном периоде оказывают существенное влияние на дифференцировку мужских половых желез, а также других тканей, определяя характер секреции гонадотропных гормонов у взрослых. Во взрослом организме андрогены регулируют развитие мужских вторичных половых признаков, сперматогенез в семенниках и т.д. Следует отметить, что андрогены оказывают значительное анаболическое действие, выражающееся в стимуляции синтеза белка во всех тканях , но в большей степени в мышцах. Основная биологическая роль эстрогенов и прогестерона заключается в обеспечении репродуктивной функции организма женщины. В этот период они вызывают развитие вторичных половых признаков и создают оптимальные условия, обеспечивающие возможность оплодотворения яйцеклетки после овуляции. Прогестерон выполняет в организме ряд специфических функций: подготавливает слизистую оболочку матки к успешной имплантации яйцеклетки в случае ее оплодотворения, а при наступлении беременности основная роль – сохранение беременности; оказывает тормозящее влияние на овуляцию и стимулирует развитие ткани молочной железы. Эстрогены оказывают анаболическое действие на организм, стимулируя синтез белка. 37. Биологическая роль гормонов поджелудочной железы. Инсулин - основной гормон, снижающий содержание глюкозы в крови. Инсулин увеличивает проницаемость плазматической мембраны для глюкозы и некоторых аминокислот. Многие клетки нуждаются в инсулине для переноса глюкозы через мембрану внутрь клетки; наиболее важным исключением являются клетки мозга. Независимо от влияния на проницаемость инсулин стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах и других органах. Все эти изменения направлены на ускорение использования глюкозы, что приводит к снижению концентрации глюкозы в крови. Глюкагон повышает уровень глюкозы в крови путём активирования фосфорилазы в печени, что ведёт к повышению распада гликогена, а также повышает активность ключевых ферментов глюконеогенеза, усиливает их синтез, активирует жиромобилизующую липазу. Глюкагон увеличивает распад гликогена и жиров. Соматостатин подавляет секрецию гипоталамусом соматотропин-рилизинг-гормона и секрецию передней долей гипофиза соматотропного гормона и тиреотропного гормона. Кроме того, он подавляет также секрецию различных гормонально активных пептидов и серотонина, продуцируемых в желудке, кишечнике, печени и поджелудочной железе. В частности, он понижает секрецию инсулина, глюкагона и тд. Вазоактивный интестинальный пептид, в отличие от других пептидных гормонов из семейства секретина, является исключительно нейромедиатором. ВИП обладает сильным стимулирующим действием на кровоток в стенке кишки, а также на гладкую мускулатуру кишечника. Является ингибитором, угнетающим секрецию соляной кислоты париетальными клетками слизистой оболочки желудка. ВИП также является стимулятором продукции пепсиногена главными клетками желудка. 38. Гормоны щитовидной железы. Их влияние на метаболизм. Гормо́ны щитови́дной железы́ представлены двумя различными классами биологически активных веществ: йодтиронинами и полипептидным гормоном кальцитонином. Эти классы веществ выполняют разные физиологические функции: йодтиронины регулируют состояние основного обмена, а кальцитонин является одним из факторов роста и влияет на состояние кальциевого обмена, а также участвует в процессах роста и развития костного аппарата (в тесном взаимодействии с другими гормонами). Самая важная функция этих веществ – влияние на метаболизм человека (влияет на энергетический, белковый, углеводный, жировой обмен веществ).Основные метаболические эффекты Т3 и Т4: повышает поглощение кислорода клетками, что приводит к выработке энергии, необходимой клеткам для процессов жизнедеятельности (повышение температуры и основного обмена); активизируют синтез белков клетками (процессы роста и развития тканей); липолитический эффект (расщепляют жиры), стимулируют окисление жирных кислот, что приводит к их уменьшению в крови; активируют образование эндогенного холестерина, который необходим для построения половых, стероидных гормонов и желчных кислот; активация распада гликогена в печени, что приводит к повышению глюкозы в крови; стимулируют секрецию инсулина. 41. Биохимическая роль вторичных мессенджеров в метаболизме. Вторичные мессенджеры – внутриклеточные вещества, концентрация которых строго контролируется гормонами, нейромедиаторами и др. сигнальными веществами; синтезируются из доступных субстратов и имеют короткий биохимический период существования. В результате действия внутриклеточных посредников передачи сигналов включаются процессы фосфорилирования белков, активации их ионами кальция или другими факторами, что приводит к ответу на уровне клеток : секреции, сокращению, индукции различных генов и др. цАМФ и цГМФ активируют протеинкиназу ИФ способствует выделению ионов кальция 42.Макроэргические соединения и их роль в метаболизме. Макроэргические соединения:
Они обеспечивают осуществление различных видов работы, играют ответственную роль в фотосинтезе, биолюминесценции, в биосинтезе природных соединений. 43. Дыхательная цепь в митохондриях. 1 комплекс (NADHдегидрогиназа) окисляет NADH, отбирая у него 2 электрона и перенося их на растворенный в липидах убихинон, который внутри мембраны диффундирует к 3к. 1к перекачивает 2 протона и два электрона из матрикса в межмембранное пространство. 2комплекс (сукцинатдегидрогиназа) не перекачивает протоны, но обеспечивает вход в цепь дополнительных электронов за счет окисления сукцината. 3комплекс переносит электроны с убихинона на 2 водорастворимых цитохрома с, расположенных на внутренней мембране митохондрий. 4комплекс катализирует перенос 4 электронов с 4 молекул цитохрома на кислород и перекачивет при этом 4 протона в межмембранное пространство. 44. Последовательность расположения и строение переносчиков электронов в дыхательной цепи. Убихинон (KoQ) - это четырехзамещенный бензохинон, соединенный с изопреноидными остатками (у человека 10), которые придают КоQ липофильность. Осуществляет перенос за счет ОВР. Цитохромc — небольшой гем-содержащий белок, относится к классу цитохромов, содержит в структуре гем типа c. Цитохром c является белком с двойной функцией в клетке. С одной стороны, он является одноэлектронным переносчиком, свободно связанным с внутренней мембраной митохондрий, и необходимым компонентом дыхательной цепи. Он способен окисляться и восстанавливаться, но не связывает при этом кислород. С другой стороны, при определенных условиях он может отсоединяться от мембраны, плавать в межмембранном пространстве и активировать апоптоз. 45. Процесс окислительного фосфорилирования, его биологическая роль. Процесс окислительного фосфорилирования –метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в видел АТФ. Поскольку АТФ необходим для осуществления многих процессов, требующих затраты энергии (биосинтез, совершение механической работы, транспорт веществ и др.), окислительное фосфорилирование играет важнейшую роль в жизнедеятельности аэробных организмов. При окислительном фосфорилировании происходит перенос электронов от соединений-доноров к соединениям-акцепторам в ходе окислительно-восстановительных реакций. Эти реакции осуществляются несколькими белковыми комплексами, локализованными во внутренней митохондриальной мембране. Этот набор белков представляет собой электроно-транспортную цепь. В процессе окислительного фосфорилирования образуются активные формы кислорода, которые вызывают образование в клетках свободных радикалов, которые причиняют вред клеткам, приводят к болезням и старению. 46. Биохимические механизмы разобщения окисления и фосфорилирования, факторы их вызывающие. Разобщение окисления и фосфорилирования — это состояние, при котором энергия, освобождающаяся в процессе транспорта электронов по дыхательной цепи, не способна аккумулироваться в макроэргических связях АТФ и поэтому выделяется в виде теплоты. Рассмотрим механизм разобщения на примере динитрофенола. Он легко диффундирует через митохондриальную мембрану как в ионизированной, так и в неионизированной форме и может переносить ионы водорода через мембрану. Поэтому 2,4-динитрофенол уничтожает ΔрН митохондриальной мембраны. Потребление кислорода и окисление субстратов при этом продолжаются, но синтез АТФ невозможен. Поскольку энергия окисления при разобщении рассеивается в форме теплоты, то разобщители повышают температуру тела (пирогенное действие). Для этого состояния характерны уменьшение ресинтеза АТФ и увеличение потребления кислорода клетками. В основе разобщения окисления и фосфорилирования могут лежать следующие механизмы: а) уменьшение градиента концентраций ионов водорода между матриксом митохондрий и цитоплазмой; б) уменьшение трансмембранного электрического потенциала на внутренней митохондриальной мембране; в) нарушения АТФ-синтетазного ферментного комплекса; г) использование энергии градиента концентраций ионов водорода не на синтез АТФ, а на другие цели (транспорт ионов кальция из цитоплазмы в митохондрии, транспорт фосфата, АДФ, АТФ и др.). 47. Механизмы образования свободных радикалов. Антиоксидантные системы в клетках. Свободный радикал - это молекула или атом, имеющий неспаренный электрон на внешней орбите, что обусловливает его агрессивность и способность не только вступать в реакцию с молекулами клеточной мембраны, но также и превращать их в свободные радикалы. Известны различные механизмы образования свободных радикалов. Один из них - воздействие ионизирующей радиации. В некоторых ситуациях в процессе восстановления молекулярного кислорода присоединяется один электрон вместо двух и образуется высокореактивный супероксидный анион (О). Образование супероксида - это один из защитных механизмов от бактериальной инфекции: без кислородных свободных радикалов нейтрофилы и макрофаги не могут уничтожать бактерии. К основным антиоксидантам относятся ферменты группы супероксидных дисмутаз (SODs), функция которых заключается в каталитическом превращении пе- рекисного аниона в перекись водорода и молекулярный кислород. Поскольку супероксидные дисмутазы встречаются повсеместно, правомерно предположить, что супероксидный анион является одним из основных побочных продуктов всех процессов окисления. Каталазы и пероксидазы превращают образующуюся в процессе дисмутации перекись водорода в воду. Наиболее известным примером свободнорадикального процесса является порча маела (прогоркание). Прогорклое масло имеет своеобразный вкус и запах, что объясняется появлением в нем новых веществ, образовавшихся в ходе свободнорадикальных реакций. Самое главное, что участниками свободнорадикальных реакций могут становиться белки, жиры и ДНК живых тканей. Это приводит к развитию разнообразных патологических процессов, повреждающих ткани, старению и развитию злокачественных опухолей. Свободные радикалы кислорода и его активные формы (например, перекиси липидов) могут образовываться в коже и любой другой ткани под действием УФ-излучения, некоторых токсичных веществ, содержащихся воде и воздухе. Но самое главное, что активные формы кислорода образуются при любое воспалении, любом инфекционном процессе, протекающем в коже или любом другом органе, так как именно они являются главным оружием иммунной системы, которым она уничтожает патогенные микроорганизмы. 48. Антиоксидантные системы клетки и их биологическая роль. Антиоксидантная система организма - совокупность механизмов, которые тормозят аутоокисления в клетке. Неферментативное аутоокисление, если оно не ограничивается локальной вспышкой, является разрушительным процессом. Антиоксидантная система включает антиоксиданты, тормозящие аутоокисление на начальной стадии перекисного окисления липидов или активных форм кислорода в мембранах. При этом образующиеся в ходе восстановления частицы с неспаренным электроном, радикалы регенерируются аскорбиновой кислотой, содержащейся в гидрофильном слое мембраны. Окисленные формы аскорбата в свою очередь восстанавливаются глутатионом , получающим атомы водорода от НАДФ или НАД. Это гарантирует стационарный крайне низкий уровень свободнорадикальных состояний липидов и биополимеров в клетке. Наряду с цепью АО в системе ингибирования свободных радикалов в живой клетке участвуют ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные превращения глутатиона и аскорбата, - глутатионзависимые редуктаза и дегидрогеназа, а также расщепляющие перекиси - каталаза и пероксидазы. 49. Биохимические механизмы окислительного декарбоксилирования пирувата. Окисли́тельное декарбоксили́рование пирува́та — биохимический процесс, заключающийся в отщеплении одной молекулы углекислого газа (СО2) от молекулы пирувата и присоединения к декарбоксилированному пирувату кофермента А (СоА) с образованием ацетил-СоА; является промежуточным этапом между гликолизом и циклом трикарбоновых кислот. Стадия 1 Первый атом углерода (С-1) пирувата уходит в виде СО2, а С-2, в пирувате находящийся в альдегидной форме, прикрепляется к ТРР в виде гидроксиэтильной группы (—СНОН—СН3). Первая стадия является наиболее медленной и поэтому ограничивает скорость всего процесса. Эта реакция осуществляется пируватдегидрогеназой.(E1) Стадия 2. Гидроксиэтильная группа окисляется до карбоновой кислоты. Два электрона, освобождаемых при этой реакции, идут на восстановление связи —S—S— липоильной группы Е2 до двух тиольных (—SH) групп. Стадия 3. Ацетильный остаток, образующийся в ходе окислительно-восстановительной реакции на стадии 2, сначала связывается тиоэфирной связью с липоильной —SH-группой, а затем переносится на СоА с образованием ацетил-СоА. Таким образом, энергия окисления идёт на образование высокоэнергетического тиоэфира ацетата. Стадии 2 и 3 катализируются дигидролипоилтрансацетилазой (Е2). Стадия 4 и стадия 5 катализируются дигидролиполилдегидрогеназой (Е3). В ходе этих двух последних реакций восстановленный липоиллизин снова возвращается в окисленную форму, который снова может участвовать в следующем цикле. Электроны, изначально принадлежавшие гидроксиэтильной группе, при этом переносятся с липоиллизина сначала на FAD с образованием FADH2, а потом на NAD+ с образованием NADH + H+[8]. |