задачи. Задачи с решениями
 Скачать 11.17 Mb.
|
|
21. ВИТАМИНЫ. Обмен белков и аминокислот. Специфические пути обмена некоторых аминокислот. ОБМЕН НУКЛЕОПРОТЕИДОВ. Женщина обратилась к стоматологу по поводу часто возникающих воспалений и язвочек в области десен. Женщина тщательно соблюдала гигиену полости рта и не имела признаков кариеса. Врач связал возникновение стоматита с недостатком витамина В2 и посоветовал пациентке употреблять больше молочных продуктов – основных источников рибофлавина.Через некоторое время пациентка снова обратилась к врачу с жалобой на учащения обострений стоматита, хотя она соблюдала все рекомендации врача. При беседе с пациенткой врач узнал, что она страдает бессонницей и употребляет барбитураты. Анализ крови больной показал высокое содержание гомоцистеина. Врач назначил больной препарат, содержащий фолиевую кислоту (ФК) и В12, т.к. пришел к заключению, что причиной частых обострений стоматита у пациентки может быть прием барбитуратов, которые снижают абсорбцию и метаболизм фолатов в организме. Почему повышение содержания гомоцистеина в крови больной и недостаток фолиевой приводят к стоматиту? Для ответа: а) опишите метаболизм фолиевой кислоты в организме человека; б) представьте схему обмена гомоцистеина, укажите скорость какой из реакций снижается при недостатке ФК; в) объясните, почему недостаток ФК нарушает метаболизм в клетках эпителия ротовой полости; г) назовите другие возможные нарушения, вызванные дефицитом фолиевой кислоты в организме. ОТВЕТ: а) В печени фолиевая кислота превращается в кофермент Н4-фолат, который участвует в превращениях серина и глицина. В ходе этих реакций образуется метилен-Н4-фолат, который может превращаться в другие одноуглеродные группы: метенильную, формильную, метильную. Эти одноуглеродные фрагменты используются для синтеза пуриновых и пиримидиновых (дТТФ) нуклеотидов, которые необходимы для деления клеток и роста тканей. б)  Рис. 43  Рис. 44 При недостатке фолиевой кислоты снижается регенерация метионина, т.к. донором метильной группы в этой реакции служит В12(-СН3), который образуется при переносе метильной группы с Н4Ф(-СН3) на В12. в) Клетки эпителия обладают высокой митотической активностью, поэтому они постоянно нуждаются в наличии нуклеотидов для синтеза нуклеиновых кислот. Недостаток фолата нарушает синтез ДНК и РНК, что проявляется поражением слизистой желудочно-кишечного тракта. г) Как известно, фенобарбитал – широко применяемое снотворное, антагонист фолиевой кислоты, недостаток которой в организме вызывает нарушения, в частности воспаление органов пищеварительной системы. Дефицит фолиевой кислоты во время беременности существенно повышает риск возникновения врожденных пороков у ребенка, связанных с дефектами невральной трубки, а также может привести к гипотрофии и недоношенности. Наиболее опасна лейкоцито- и тромбоцитопения. 22. Обмен белков и аминокислот. Специфические пути обмена некоторых аминокислот. Болезнь Хартнупа – наследственная ферментопатия обмена триптофана. Заболевание вызвано дефектом в структуре переносчика аминокислот щеточной каемки тощей кишки и нарушением реабсорбции триптофана и продуктов его обмена в почках. Патология проявляется мозжечковой атаксией, пеллагроподобными изменениями кожи, аминоацидурией, повышенным содержанием в моче индикана и индольных соединений. У больного возникает недостаток триптофана в организме и нарушается образование из него биогенного амина и одного из витаминов.  Рис. 45 Образование некоторых биологически активных веществ из триптофана Какие жизненно важные процессы нарушаются при данном заболевании? Для ответа: а) напишите схему синтеза серотонина и укажите, предшественником какого гормона он считается; б) назовите витамин, который образуется из триптофана; в) вспомните, в состав какого кофермента он входит; г) приведите пример ферментов, для работы которых необходим этот кофермент. ОТВЕТ: а) Серотонин – биологически активное вещество широкого спектра действия. Он стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосуживающий эффект, регулирует АД, температуру тела, дыхание, обладает антидепрессантным действием. Мелатонин – гормон, регулирующий суточные сезонные изменения метаболизма организма и участвующий в регуляции репродуктивной функции; регулирует состояния сон / бодрствование.  Рис. 46 Образование серотонина и мелатонина из триптофана б) Из триптофана синтезируется никотиновая кислота (витамин РР); в) Из этого витамина образуется NAD+. Для его синтеза ферменты, находящиеся в цитозоле, используют никотиновую кислоту по следующей схеме: никотинат -> никотинат-мононуклеотид (NMN) -> дезамидо-NAD+ -> NAD+;  Рис. 47 г) Примеры NAD+-зависимых дегидрогеназ:
23. Обмен белков и аминокислот. Специфические пути обмена некоторых аминокислот. ОбЕзвреживание аммиака. Повышенная экскреция двух основных аминокислот известна под названием «лизинурическая непереносимость белка», наследуется как аутосомный рецессивный признак. У гомозигот нарушен транспорт лизина, аргинина в кишечнике, реабсорбция в почках, захват этих веществ, клетками печени. В крови больных снижена концентрация лизина, аргинина и орнитина, в раннем возрасте у них отмечаются гепатоспленомегалия, непереносимость белка и эпизодическая интоксикация аммонием. Клинические проявления выхваны гипераммониемией. Для лечения этого заболевания используют цитруллин – нейтральную аминокислоту, всасывание в кишечнике и печеночный транспорт которой у больных не нарушены. Почему у этих больных наблюдается гипераммониемия? Для ответа: а) напишите схему процесса, нарушение которого развивает гипераммониемию; б) опишите токсическое действие аммиака; в) объясните механизм лечебного действия цитруллина; какую диету, помимо лечения цитруллином, врач должен рекомендовать больному при такой патологии. ОТВЕТ: а) Гипераммониемия может развиваться из-за недостаточного количества аргинина и орнитина, необходимых для нормального функционирования орнитинового цикла.  Рис. 48 б) ↓ V орнитинового цикла ↑ конц NН3 в клетках печени NН3 выходит в кровь NН3 проходит в любые клетки (также клетки мозга) в клетках NН3 + Н+ → NН4+ ↑ рН в клетках (алкалоз) в клетках ↑ V реакций: 1) восстановительного аминирования 2) образование глутамина α-кГ+NH3 + NADН+Н+ → Глу +NАD+ Глу + NН3 + АТФ → Глн это приводит к: ↓ концентрации: α -кГ, Глу, NН3 Это нарушает: • функционирование Nа+,К+-АТФазы; • энергетический обмен в клетках; • обмен аминокислот; • синтез ГАМК; • выведение Глн и накопление его в клетках. в) Метаболизм цитруллина обеспечивает процесс аргинином и орнитином, что снижает концентрацию аммиака в крови. На фоне перорального приема цитруллина необходимо ограничить количество белков в пище. 24. Обмен белков и аминокислот. Специфические пути обмена некоторых аминокислот. Исследованиями установлено, что накопление гомоцистеина – независимый фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний – инфаркта миокарда, инсульта, венозной тромбоэмболии и атеросклероза. SH-группа гомоцистеина легко подвергается процессу перекисного окисления, что повреждает стенки сосудов. На поврежденную поверхность осаждаются «пенистые клетки», содержащие большое количество холестерола, начинают образовываться атеросклеротические бляшки. Кроме того, гомоцистеин тормозит работу противосвертывающей системы, что нарушает свертываемость крови. В норме содержание гомоцистеина в плазме крови составляет 5–15 мкмоль/л. При увеличении уровня гомоцистеина в плазме на 2,5 мкмоль/л риск инфаркта миокарда возрастает на 10%. Учитывая данные свойства гомоцистеина, его накопление в крови – одно из звеньев патогенеза ранней тромбоваскулярной болезни. При наличии ее увеличивается риск развития тромбозов, что в дальнейшем развивает инфаркты и инсульты. Объясните особенности метаболизма гомоцистеина в организме и молекулярный механизм его последующего накопления в крови. Для ответа: а) напишите формулу гомоцистеина; б) укажите, какую роль гомоцистеин играет в обмене других аминокислот; приведите формулы этих аминокислот; в) нарисуйте схемы основных путей образования и катаболизма гомоцистеина; г) назовите ферменты, которые участвуют в его утилизации, и коферменты; д) изложите, дефицит каких витаминов – наиболее частая причина гипергомоцистеинемии. ОТВЕТ: а)  Рис. 49 Гомоцистеин б) Гомоцистеин – промежуточная аминокислота в обмене серосодержащих аминокислот. Он превращается в метионин под действием гомоцистеин-метилтрансферазы, таким образом непосредственно участвуя в регенерации метионина. Может использоваться для синтеза цистеина.  Рис. 50 Метионин  Рис. 51 Цистеин в)  Рис. 52 г) Метионинсинтаза (гомоцистеин-метилтрансфераза), цистатионин-синтаза. Метилкобаламин, N5-метилтетрагидрофолат, пиридоксальфосфат. д) Для того чтобы утилизировать гомоцистеин и предотвратить гипергомоцистеинемию, необходимо постоянное поступление с пищей фолиевой кислоты, поскольку ее производное метил-Н4-фолат участвует в реакции превращения гомоцистеина в метионин. В этой реакции метил-Н4-фолат передает метильную группу на кобаламин (витамин В12), метилкобаламин непосредственно участвует в регенерации метионина. Гомоцистеин также используется для синтеза цистеина. Реакции синтеза происходят при участии пиридоксальфосфата – кофермента витамина В6. 25. ОБМЕН НУКЛЕПРОТЕИДОВ. ОБМЕН ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ. В произведении Я. Гашека «Похождение бравого солдата Швейка» приведено описание приступа острого подагрического артрита: «Полковник Гербих, сидевший до сих пор спокойно и деловито за столом, вдруг сделал страшную гримасу, ибо его палец, который до сих пор вел себя смирно, из тихого и спокойного агнца превратился в ревущего тигра, в электрический ток в шестьсот вольт, в палец, каждую косточку которого молот медленно дробит в щебень. Палец полковника неожиданно опять превратился в агнца, приступ подагры прошел...» Объясните причину столь острой боли в пальце у полковника. Для этого: а) укажите механизмы развития первичной подагры, ее отличие от вторичной; б) назовите, изменение активности каких ферментов обмена нуклеотидов и углеводов развивает первичную подагру; напишите реакции, катализируемые этими ферментами; в) представьте схему образования продукта, накопление которого вызывает клинические проявления заболевания. ОТВЕТ: а) Болезнь квалифицируют как первичную подагру, если в ее основе лежат врожденные нарушения синтеза мочевой кислоты, т.е. гиперурикемия, вызванная наследственным увеличением синтеза пуринов. Вторичная подагра возникает, если гиперурикемия развивается в результате другого патологического процесса, например усиленного распада лимфоидных клеток при лейкозе и лимфоме, при применении цитостатиков, а также подагра может быть следствием недостаточности естественных механизмов выведения мочевой кислоты почками. б) Суперактивация фермента синтеза пуриновых нуклеотидов de novo – ФРДФ-синтетазы приводит к чрезмерному синтезу пуриновых нуклеотидов, усилению катаболизма избыточного количества нуклеотидов, повышению продукции мочевой кислоты, гиперурикемии и подагре.  Рис. 53 (ФРДФ) Недостаточность фермента «запасного пути» синтеза пуриновых нуклеотидов – гипоксантин-гуанинфосфорибозил-трансферазы – с одной стороны, уменьшает повторное использование пуриновых оснований, и они превращаются в мочевую кислоту, а с другой, увеличивает синтез пуриновых нуклеотидов de novo из-за слабого использования ФРДФ в реакциях реутилизации и увеличения его концентрации в клетке. Следовательно, гуаниловые нуклеотиды образуются в количествах, превышающих потребности клеток, что способствует усилению их катаболизма.  Рис. 54 Недостаточность глюкозо-6-фосфотазы приводит к снижению способности печени секретировать глюкозу в кровь, что увеличивает использование глюкозо-6-фосфата в пентозофосфатном пути. Образуются большие количества рибозо-5-фосфата, которые стимулируют избыточный синтез, а следовательно, и катаболизм пуриновых нуклеотидов, в результате чего увеличивается образование мочевой кислоты и развивается подагра.  Рис. 55 в) Клинические проявления заболевания – моносуставной артрит и нефропатия вызваны накоплением плохо растворимых кристаллов мочевой кислоты и ее солей в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке, почках. Мочевая кислота – конечный продукт катаболизма пуринов.  Рис. 56 1 – нуклеотидаза или фосфатаза; 2 – аденозиндезаминаза; 3 – пуриннуклеозидфосфорилаза; 4 – гуаназа; 5 – ксантиноксидаза Причиной воспаления и боли в мелких суставах, особенно в суставе большого пальца стопы заключается в образовании натриевой соли мочевой кислоты, которая из-за плохой растворимости образует кристаллы, фагоцитируясь лейкоцитами, эти кристаллы разрушают лизосомальных мембран лейкоцитов. Освободившиеся лизосомальные ферменты выходят в цитозоль и разрушают клетки, а продукты клеточного катаболизма вызывают воспаление. 26. Гормоны. Регуляция обмена кальция и фосфора. ВИТАМИНЫ. Синдром Фанкони – заболевание, поражающее проксимальные извитые канальцы нефронов; может быть наследственным или приобретенным, чаще встречается у детей. Основной симптом выражается в выделении мочи, содержащей большое количество различных аминокислот, глюкозы и фосфатов (несмотря на то, что содержание в крови этих веществ остается нормальным). У больных детей развивается рахит. Почему нарушается минерализация растущих костей и развивается рахит? Как у детей поддерживается нормальная концентрация фосфатов в крови? Для ответа: а) укажите гормоны, которые регулируют обмен фосфатов и кальция в организме; б) объясните, каким образом у больных детей поддерживается нормальная концентрация фосфатов; в) назовите гормон, синтез и секреция которого повышены у больного ребенка; представьте схему его образования; г) опишите механизм действия гормона и развитие данной патологии. |