Сзгму им. И. И. Мечникова кафедра биологической и общей химии 2018 2019 уч год биологическая химия биохимия полости рта

Название	Сзгму им. И. И. Мечникова кафедра биологической и общей химии 2018 2019 уч год биологическая химия биохимия полости рта
Дата	22.04.2021
Размер	0.66 Mb.
Формат файла
Имя файла	db4557d9-1e19-4def-8292-56d8d6595c1c.pptx
Тип	Лекция #197500

СЗГМУ им. И.И.МЕЧНИКОВА КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ОБЩЕЙ ХИМИИ 2018 / 2019 уч. год БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - БИОХИМИЯ ПОЛОСТИ РТА

ЛК-7

Доцент АНТОНОВА Ж.В.

ЛЕКЦИЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА.

ОСТАТОЧНЫЙ АЗОТ КРОВИ.

Раздел 4

ПЛАН ЛЕКЦИИ

I. Источники аммиака в клетках.

II. Причины токсичности аммиака.

III. Первичное обезвреживание аммиака в тканях (образование амидов АК, восстановительное

аминирование, глюкозо-аланиновый цикл, биологическая роль) .

IV. Окончательное обезвреживание аммиака в почках (образование солей аммония, б/роль)

V. Окончательное обезвреживание аммиака в печени (орнитиновый цикл, б/ роль).

VI. Нарушения работы орнитинового цикла.

VII. Приложение. Взаимосвязь работы орнитинового цикла с ЦТК.

VIII. Понятие остаточного азота крови. Азотемия

IX. Изменения содержания мочевины в крови /моче и аммонийных солей в моче (таблица).

X. Изменения содержания компонентов остаточного азота в крови (таблица).

XI. Список литературы.

ЛК-7

I. Источники аммиака в клетках

1) дезаминирование АК

в различных органах и тканях

2) дезаминирование

биогенных аминов под действием МАО

3) дезаминирование пуриновых и пиримидиновых оснований

4) гниение АК в кишечнике под действием ферментов м. о.

В крови и цитозоле клеток при физиологических значениях рН:

Н+

NH3 NН4 (99%), NH3 ( 1%)

АММИАК – ТОКСИЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, ОСОБЕННО ДЛЯ ЦНС.

+

Рис.1

II. Причины токсичности аммиака:

1. Высокое содержание NH3 в тканях количество

α-кетоглутарата (α-КГ), т. к. он связывает избыток NH3, превращаясь в ГЛУ, при участии глутаматдегидрогеназы.

Это нарушает обмен АК (трансаминирование)

и ход ЦТК (гипоэнергетическое состояние).

2. Избыток NH3 синтез глутамина из Глу в

нервной ткани при участии глутаминсинтетазы

(первичное обезвреживание). Накопление ГЛН в нервных клетках приводит к осмотического давления и может вызвать отек мозга.

ЛК-7

II. Причины токсичности аммиака

3. [ ГЛУ ] снижает синтез ГАМК, нарушается проведение нервного импульса, повышается нервно-мышечная возбудимость, возникают судороги.

4. NH4+ нарушает трансмембранный перенос Nа+ и К+, он конкурирует с ними за ионные каналы, что влияет на проведение нервных импульсов.

5. NH4+ сдвигает рН крови в щелочную сторону ( NH4OH),

вызывает алколоз. Это сродство Hb к кислороду, он

плохо отдает его тканям, что приводит к гипоксии и гипоэнергетическому состоянию, отчего страдает главным

образом головной мозг.

ЛК-7

1) ОБРАЗОВАНИЕ АМИДОВ АК:

а) образование ГЛУТАМИНА (митохондрии) - основной путь первичного обезвреживания NH3 во всех тканях (особ в нервной). ГЛН с током крови идет в печень и почки.

Рис.2

Mg 2+

б) образование АСПАРАГИНА: Е - глутаминзависимая (животные ткани) и аммиакзависимая (бактериальные клетки) аспарагинсинтетаза.

Рис.3

Mg 2+

М

Р

( + глу )

Р

2) ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ АМИНИРОВАНИЕ (мозг и др. ткани):

α-КГ + NH3 + НАДФН Гл ДГ ГЛУ + НАДФ+

ГЛУ глутаминсинтетезы ГЛН (Рис.2)

Роль реакций :

СВЯЗЫВАНИЕ ТОКСИЧНОГО NH3 в тканях
ОБРАЗОВАНИЕ ЗАМЕНИМЫХ АК (ГЛУ, ГЛН и АСН)
ОБРАЗОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ФОРМ NH3 в крови (ГЛН и АСН)

(растворимых и нетоксичных)

ГЛН и АСН – источники азота в анаболических реакциях

3) ВЫВЕДЕНИЕ NH3 ИЗ МЫШЦ в виде АЛА:

Глюкозоаланиновый цикл (Рис. 4)

ЛК- 7

α-КГ

α-КК

Интенсивная работа

1

Рис.4

КРОВЬ

МЫШЦА

ПЕЧЕНЬ

БЕЛОК МЫШЦ

ГЛЮКОЗА

АМИНОКИСЛОТЫ

NH3

2

3

ГЛУТАМАТ

ПИРУВАТ

ГЛЮКОЗА

ГЛЮКОЗА

АЛАНИН

α-КГ

4

АЛТ (ПФ)

АЛАНИН

ПИРУВАТ

АЛАНИН

α-КГ

ГЛУТАМАТ

5

6

АЛТ (ПФ)

NH3

МОЧЕВИНА

ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ

ГЛИКОЛИЗ

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

3,3-5,5 ММОЛЬ/Л

1. Распад белков мышц/интенсивная мышечная работа

2. Дезаминирование АК/энергия

3. Восстановительное аминирование (ГлДГ, НАДФН+Н+)/первичное обезвреживание.

4. Трансаминирование

ПВК и ГЛУ (АЛТ,ПФ)

5. Трансаминирование Ала и (АЛТ,ПФ)

6. Дезаминирование Глу (ГлДГ, НАД+)

Гликолиз- анаэробное дихотомическое окисление Глюкозы (2 АТФ)

Глюконеогенез-синтез глюкозы из неуглеводных веществ/печень, почки

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ:

1. Из мышц выводится аммиак и пируват в виде аланина, к-й поступает в печень;

2. В печени из аланина образуется глюкоза, которая поддерживает

физиологический уровень глюкозы в крови, а аммиак превращается в мочевину.

ЛК-7

α-КГ

СИНТЕЗ АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ

Рис.5

Аммонийные соли

РОЛЬ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЕЙ АММОНИЯ:

в виде СОЛЕЙ АММОНИЯ с мочой удаляется токсичный аммиак;
это один из механизмов поддержания кислотно-основного равновесия в организме;
выводится избыток анионов кислот без потери катионов Na+, K+ и др.;

В ПЕЧЕНИ ГЛН И АСН гидролитически дезаминируются:
Глн + Н2О глутаминаза Глу + NH3
Асн + Н2О аспарагиназа Асп + NH3
NH3 идет в орнитиновый цикл

ЛК-7

V. ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА В ПЕЧЕНИ:

ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ МОЧЕВИНООБРАЗОВАНИЯ (ОЦ)

КРЕБСА-ГЕНЗЕЛАЙТА

1) В матриксе митохондрий: NH3 (из дезаминирования) и НСО3- (из ЦТК) и 2АТФ (из ЦТК) образуют карбамоилфосфат:

Рис.6

2) Карбамоильный остаток переносится на орнитин с образованием цитруллина (α-АК), к-й затем переходит в цитоплазму.

Рис.7

3) В цитоплазме: 2-я аминогруппа для мочевины идет от аспартата,

к-й реагирует с цитруллином, образуя аргининосукцинат

Рис.8

Mg 2+

Н

4) Отщепление фумарата от аргининосукцината приводит к получению аргинина, в котором остается аминогруппа от АСП. Фумарат идет в ЦТК

Рис.9

Н

2

5) Гидролиз аргинина дает орнитин, к-й возвращается в митохондрию и вновь включается в цикл, и мочевину, к-я поступает в кровь.

Рис.10

Сa 2+ или Mn 2+

2

VI. Б/РОЛЬ и нарушения работы ОЦ

1) РОЛЬ ОЦ:

Синтез мочевины - окончательное обезвреживание аммиака
Синтез аргинина и пополнение его фонда в организме (роль АРГ самост.)

2) РЕГУЛЯЦИЯ ОЦ (самост.); 3) ВЗАИМОСВЯЗЬ ОЦ и ЦТК (VII.Прилож. Рис.11)

Гипераммониемия

(повышение содержания аммиака в крови)

ПРИЧИНЫ:

заболевания печени (гепатит, цирроз);

наследственные дефекты ферментов ОЦ приводят к

Гипераммониемии I и II типа, Цитруллинемии,

Аргиносукцинатурии, Гипераргининемии.

Все симптомы связаны с проявлением действия аммиака на ЦНС.

ЛК-7

VII. Приложение. Взаимосвязь орнитинового цикла (ОЦ) и ЦТК

Компенсация энергозатрат в ОЦ и регенерация АСП для ОЦ
малат орнитиновый цикл

нАд+

3АТФ ЦПЭ нАДН+Н+

ЦТК оксалоацетат АСП

Глу α-КГ

Ала ПВК

глюконеогенез глюконеогенез

Рис.11

ЦТК:

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ

фумарат

фумарат

1. При включении ФУМАРАТА в ЦТК компенсируется 3АТФ, затраченных на синтез 1 мол. мочевины в ОЦ; 2. Из ФУМАРАТА орнитинового цикла за счет 2-х реакций ЦТК образуется оксалоацет, к-й превращаясь в АСП (трансаминирование), идет в ОЦ. Это цикл регенерации аспартата из фумарата.

VIII. Остаточный АЗОТ крови / АЗОТемия

1. Из крови мочевина поступает в почки и выводится с мочой

2. «Остаточный (небелковый) азот» крови –это суммарное

содержание низкомолекулярных азотистых веществ,

которые остаются в фильтрате после осаждения белков.

3. Компоненты остаточного азота (ОА): мочевина (50%),

мочевая кислота, креатин, креатинин, аминокислоты,

индикан, гиппуровая кислота, билирубин и др.

(происхождение, причины и в крови – см. п. X).

4. Повышение уровня остаточного азота в крови – азотемия

ЛК-7

VIII. АЗОТЕМИЯ

ЛК-7

ПОЧЕЧНАЯ

связана с нарушением

экскреторной функции при

патологии почек (ОПН, ХПН)

АЗОТЕМИЯ

ПРОДУКЦИОННАЯ

увеличение образования

компонентов ОА

РЕТЕНЦИОННАЯ

снижение выведения

компонентов ОА с мочой

ВНЕПОЧЕЧНАЯ

связана со снижением

почечного кровотока, АД,

наруш. кровообращ. и др.

IX. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МОЧЕВИНЫ В КРОВИ/МОЧЕ и (АмС) В МОЧЕ

ЗАБОЛЕВАНИЕ (СОСТОЯНИЕ)	СОДЕРЖАНИЕ МОЧЕВИНЫ В КРОВИ	СОДЕРЖАНИЕ МОЧЕВИНЫ В МОЧЕ	АММОНИЙНЫЕ СОЛИ (АмС)
1.Заболевания печени (гепатит, цирроз)			компен- саторно
2.Заболевание почек (нарушена экскреторн. функция)	азотемия ретенционная почечная
3. Усиленный распад тканевых белков	азотемия продукционная
4.Избыточное белковое питание	азотемия продукционная
5, Белковое голодание

Компонент	Происхождение	Причины в крови	Причины в крови
МОЧЕВИНА	Образуется в печени в орнитиновом цикле	Распад белков тканей Заболевание почек Избыточное белковое питание	Заболевание печени Белковое голодание
МОЧЕВАЯ КИСЛОТА	Распад пуринов в печени и слизистой оболочке кишечника	Заболевание почек Падагра Избыточное белковое питание	Белковое голодание
АМИНОКИСЛОТЫ	Из белков тканей Из белков пищи Биосинтез заменимых АК	Распад белков тканей Заболевание печени Наследственные заболевания обмена отдельных АК (фенилкетонурия и др.)	Белковое голодание Заболевания почек (нарушение реабсорбции)
КРЕАТИН	Синтезируется в почках и печени (Арг, Гли, Мет), используется мышцами	Заболевания мышц	Нарушение синтеза в почках и печени

Компонент	Происхождение	Причины в крови	Причины в крови
КРЕАТИНИН	Образуется в мышцах из креатинфосфата	Заболевание почек Интенсивная мышечная работа	Заболевания мышц (миопатия)
БИЛИРУБИН	Образуется в РЭС при распаде гема	Интенсивный гемолиз Заболевание печени Нарушение оттока желчи (обтурация и др.)	Анемия
ИНДИКАН	Образуется в печени при обезвреживании индола (продукт гниения Три)	Усиление гниения белков в кишечнике	Заболевания печени (нарушение обезвреживающей функции)
ГИППУРОВАЯ К-ТА	Образуется в печени при обезвреживании бензойной кислоты (продукт гниения Фен)	Усиление гниения белков в кишечнике	Заболевания печени (нарушение обезвреживающей функции)

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !

ЛК-7

XI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

Биохимия: учебник/ под ред. Е.С. Северина.- М.: ГЭОТАР- Медиа, 2011. - 759 с.: ил. (2006 - 779 с.: ил.,) (Раздел.9,п.V)

2. Биохимия [Электронный ресурс] : учебник / под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР- Медиа, 2015. - http://www.studmedlib.ru / book / ISBN9785970433126.html (Раздел.9,п.V)

3. Биологическая химия. Биохимия полости рта: учебник / Т.П. Вавилова, А.Е. Медведев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 560 с.: ил. (стр.350-355)

4. Биологическая химия. Биохимия полости рта [Электронный ресурс] : учебник / Т.П. Вавилова, А.Е.Медведев - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - http://www.studmedlib.ru / book / ISBN9785970430392.html (Часть 5, Гл.16, п. Обезвреживание аммиака).

Дополнительная литература

1. Биологическая химия: учебник. Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Медицина, 1998. – 704 с.: ил. (стр.446-451)

ЛК-7