Введение в биохимию: Ферменты, Витамины, Метаболизм

БХ by tani$simo | vkontakte https://vk.com/tanissimooo
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОГЛАВЛЕНИЕ
1 КОЛЛОКВИУМ
ФЕРМЕНТЫ
РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ
ВИТАМИНЫ
ВИТАМИНЫ ТАБЛИЦА
КОФЕРМЕНТЫ ТАБЛИЦА
2 КОЛЛОКВИУМ
ОБЩИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА
ПУТИ СИНТЕЗА АТФ
СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ АФК
ЭЛЕКТРОННО-ТРАНСПОРТНАЯ ЦЕПЬ / АТФ СИНТАЗА
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3 КОЛЛОКВИУМ
ПЕРЕВАРИВАНИЕ УГЛЕВОДОВ. ГЛИКОГЕН
ГЛИКОЛИЗ. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
СХЕМЫ ГЛИКОЛИЗ И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
ПФП. ГАЛАКТОЗА, ФРУКТОЗА. РЕГУЛЯЦИЯ УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ
4 КОЛЛОКВИУМ
ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ. ЛИПОГЕНЕЗ
ХОЛЕСТЕРИН. ЛИПОПРОТЕИНЫ. АТЕРОСКЛЕРОЗ
5 КОЛЛОКВИУМ
БЕЛКИ. ОБМЕН АМИНОКИСЛОТ
МЕТАБОЛИЗМ ОТДЕЛЬНЫХ АМИНОКИСЛОТ
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ферменты для реальных простых пацанов
Основано на реальных событиях методе Тимина, Северине, Википедии и моих псевдознаниях.
Ни на что не претендую, просто подумала, что если я скомпоную методу, учебник, интернет и
мою маленькую способность
доносить материал доступно, я могу кому-то помочь.
Курина Таня, группа 2.2.15
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
@tanissimoo
2020 год (а вы живы?...)
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ферменты. ака «возбудители жизни» (Павлов)
Заюш, ну это как бы нужно знать…
Наверняка помнишь ещё с санного ЕГЭ по химии, что для многих реакций нужны
катализаторы. Оттуда ты, скорее всего, знаешь, что
Катализаторами называются вещества, способные ускорять химические реакции,
сами оставаясь при этом неизменными.
Мы запоминали такие катализаторы, как Al2O3, H2SO4 и прочая фигня (это мало кому сейчас
интересно).
Так вот, в нашем организме происходит чуть больше чем дохуя очень много БИОХИМИЧЕСКИХ
реакций, которые так же нуждаются в катализаторах. В данном случае их принято называть
ферментами, о них мы сегодня и поговорим.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ФЕРМЕНТЫ – это биологические катализаторы. Большинство из них по своей природе являются
белками,
но существую и такие соединения, как рибозимы.
Рибозим (ферментативная РНК) – молекула РНК, обладающая каталитическим действием.
Это, например, рибосома, которую мы все прекрасно знаем. Её рРНК катализирует
образование пептидной связи.
Давай пока что пройдёмся по самым основам, необходимым для понимания самих
ферментативных процессов.
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ
Смотри, чтобы реакция в нашем организме(да и вообще)
произошла, вещества должны обладать определённой
энергией. Верхняя пунктирная линия на графике –
количество энергии, которая потребовалось бы для
осуществления реакции без катализатора (фермента).
Вещества преодолевают этот энергетический барьер и
реакция происходит, образуются продукты. Но это полный
зашквар. Зачем ждать, если можно получить продукт
намного
быстрее? Если вы хотите эту реакцию, логично предположить, что надо ту самую линию
опустить. Кто нам тут поможет? Конечно ферменты, которые как раз и занимаются тем, что
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
опускают энергетический барьер и лактат превращается в пируват в сотни раз быстрее. Вы,
конечно, можете ускорить реакцию повышением температуры, давления, облучением, но в
условиях нашего организма это невозможно. Поэтому наши катализаторы – ферменты – просто
снижают значение требуемой для данной реакции энергии (очевидно, что у каждой
реакции он свой). Короче мы хитрые, хах.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЭТАПЫ ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА НА ПАЛЬЦАХ
Всё очень просто – субстрат (S) присоединяется к ферменту (E –
энзим). Образуется фермент-субстратный комплекс(E-S).
Происходит биохимическая магия (ака реакция), в одну или несколько стадий (E-X) . Уже
измененный комплекс превращается в комплекс фермент-продукт (P), и продукт отделяется
от фермента. Короче, фермент пришёл-> сделал своё дело с субстратом->съебался (фермент
мужского рода, чего вы ещё от него ждали).
ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ РЕАКЦИИ
«Пин-понг» - сначала фермент взаимодействует с субстратом
А, отнимает субстрата какую-нибудь группу и передаёт её другому
субстрату Б. Субстрат А, ты вошёл в токсичные отношения и тобой
воспользовались:))))))
1)
Пример: перенос аминогруппы с аминоксилоты (субстрат А) на
кетокислоты (субстрат Б)
2) Тип последовательных реакций – к ферменту по очереди
подходят субстраты А и Б («тройной комплекс»), он выполняет свою работу (катализ), после
чего субстраты так же по очереди отщепляются от фермента.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3) Тип случайных взаимодействий – ваще всё равно в каком порядке субстраты
присоединяются к ферменту, и таааак сойдёт. И отсоединяются пускай тоже как хотят.
Реально до алмазной пизды.
РАЗЛИЧИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Давай сравним те самые MnO2, H2SO4, Cu, Pd и прочие катализаторы, которые ты заучивал
перед ЕГЭ, чтобы тебе не урезали 2 балла за неправильно написанную реакцию)00))))
Тимин сделал офигенную табличку, не буду выпендриваться, это просто надо
зазубрить.
Помнишь, как много реакций
могли катализировать оксиды
амфотерных металлов, серная и
соляные кислоты? В организме
это не прокатит, определённые
ферменты действуют на
определенные субстраты – это
принципиально.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
Конечно, обязательны и определённые условия протекания р-ции – наш организм очень
привередлив к температуре, pH, окружающей среде. Ферментам приходится работать в очень
ограниченных условиях, но об этом мы поговорим ниже.
КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ФЕРМЕНТОВ.
В нашем организме более 5000 разных ферментов, все они имеют разное строение,
но некоторые объединяются в группы, так как выполняют сходные действия.
Давай договоримся с тобой на берегу: номенклатура у ферментов с первого взгляда сложная, но
она крайне логичная. Посмотрев на название фермента, ты, скорее всего, сможешь сказать, что
является субстратом и что этот фермент с ним делает. Но в силу существования тривиальных
названий (липаза, амилаза, пепсин), современной классификации и реальных рабочий
названий, номенклатура слегка долбит по мозгам.
По «правильному», название фермента складывается таким образом:
Субстрат + химическое наименование акцептора+ тип реакции+ аза
Например: L-аланин(субстрат):2-оксоглутарат(ацептор)-аминотрансфераза(переносит
аминогруппу с аланина на глутарат)
Рабочее название этой елды – сукцинатдегидрогеназа.
Я не вижу смысла учить систематическое название, на курсе бх мы будем пользоваться
рабочими. Потому что если ты знаешь рабочие названия – знаешь реакцию. Знаешь реакцию –
знаешь субстрат и акцептор. Значит и название фермента по классической номенклатуре
сможешь составить
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
I.Оксидоредуктазы
Систематическое название : Донор электронов : акцептор электронов – оксидоредуктаза.
Катализируют окислительно-восстановительные реакции, лежащие в основе
биологического окисления. Чаще всего ты будешь встречать их рабочие названия по
окончаниям: дегидрогеназа, редуктаза, окидаза, монооксигеназ, пероксидаза и тд.
Коферменты (мы потом разберемся, что это такое. Пока что просто выучи, деваться некуда):
НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, убихинон, глутатион
Смотри, OH группа этанола окислилась до C=O. Однозначно
ОВР! Значит это точно дело оксидоредуктазы. Это произошло
при помощи алкогольдегидрогеназы – рабочее название
(студентам РНИМУ она особенно важна…). По факту это
оксидоредуктаза, и ты легко можешь это понять, посмотрев на
реакцию.
Давай попробуем составить систематическое название, глядя на
реакцию: Алкоголь(этанол,субстрат): НАД (акцептор)-оксидоредуктаза(катализ ОВР)
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
II. Трансферазы
Систематическое название образуется: Донор группы : акцептор группы – переносимая группа
трансфераза
Катализируют реакции переноса различных групп от одного субстрата (донор) к
другому (акцептор), участвуют в реакции взаимопревращения различных веществ,
обезвреживания природных и чужеродных соединений.
Коферменты: пиридоксальфосфат, коэнзим А, тетрагидрофолиевая кислота, метилкобаламин.
Жила была глюкоза, но пришёл фермент гексокиназа –
рабочее название(кинетика, движение, ю ноу блин) и
перенесла фосфатную группу с АТФ на 6ой атом углорода.
Та-дам, получился глюкозо-6- фосфат, а АТФ
(трифосфосфат) превратился в АДФ (дифосфат). То бишь,
сидела какая-то группа на одном вещества, а трансфераза
перенесла эту группу на другое (ну, ему нужнее, конечно).
С систематическим названием всё то же самое.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ш. Гидролазы
Дада, снова ебучий гидролиз, он происходит не только на ЕГЭ, но и внутри тебя
Осуществляют разрыв внутримолекулярных связей в субстрате путём присоединение
воды. Здесь уже нет никаких коферментов, слава богу, это значит, что ферменты – простые.
Очень легко понять, что именно расщепляют
гидролазы. Просто к субстрату добавляют окончание
АЗА и никто никому не ебёт мозг. Люблю гидролазы.
На что действует данный фермент? На жир. Значит
липаза. Действовала бы на ДНК – была бы ДНКаза, на
глутамат – глутаминаза, на сложноэфирные связи эстераза. Всё просто, друг мой.
IV. Лиазы
Название фермента: отделяемая группа-лиаза
Катализируют разрыв углерод-углеродной связи, углерод-кислородной и углеродазотной связи, и, в отличии от гидролаз, катализируют реакции отщепления различных групп
уже негидролитическим путём. Часто реакции сопровождаются образованием двойной
связи или присоединением групп к месту двойной связи.
Коферменты: пиридоксальфосфат, тиаминдифосфат, магний, кобальт
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Была карбоксильная группа у ПВК (кстати, запомни её, ты ещё её
миллион раз её встретишь за курс бх), пируватдекарбоксилаза
взяла и превратила её в CO2, получился альдегид. Что произошло?
Негидролитическим путём отщепилась COOH(реакция
декарбоксилирования). Значит это точно лиаза, несмотря на то, что
окончание не «лиаза». Это рабочее название, а вот систематическое
давай снова составим вместе по схеме:
2- оксокислота(это ПВК, субстрат):карбокси(отделяемая карбоксильная группа)-
лиаза(осуществляет негидролитический отрыв группы)
V. Изомеразы
Название ферментов: Субстрат – [ ] – реакция,
где [ ] – обозначение, отражающее суть реакции, например, "номер изменяемого атома
углерода", изменение "цис-транс", изменение "кето-енол", изменение "альдозо-кетозо"
Катализируют изомерные превращения в пределах одной молекулы.
Коферменты: пиридоксальфосфат, дезоксиаденозилкобаламин, глутатион, фосфаты моносахаридов
Изомеразы могут осуществлять обратимые превращения стереоизомеров (L и D,
помнишь?). Мы называли этот процесс рацемизация, значит ферменты – рацемазы. Есть ещё
эпимеразы (превращения эпимеров, молекул, у которых больше одного центра ассиметрии) и
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
мутазы (внутримолекулярные трансферазы)
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Был рибулозо-5-фосфат, D-форма. Пришла
рубилозофосфат-3- эпимераза и сместила OH справа
налево. Получился ксилилозо-5- фосфат. Всё, опять же,
очень просто, главное понять
VI. Лигазы
субстрат 1:субстрат 2 – лигаза
Катализируют присоединение друг к другу двух молекул при помощи энергии АТФ.
АТФ обладает макроэргическими связями, они высокоэнергетические, что позволяет лигазам
с огромной скоростью образовывать между молекулами новые связи.
Коферменты: нуклеотидные (УТФ), биотиновые (витамин
Н), фолиевые коферменты
Фермент на схеме: глутамат(субстрат):аммиак(акцептор)лигаза. По факту происходит синтез глутамина
(карбоксильный атом углерода реагирует с аммиаком и
образуется амид), поэтому рабочее название –
глутаминсинтетаза.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Автор не сдержался и стал готкой делает перерыв на мемы.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
ФЕРМЕНТОВ
Все ферменты мы можем разделить на простые и сложные.
Простые ферменты состоят только из белковой части
(аминокислот) – апофермента. К ним относятся пепсин,
трипсин, лизоцим и т.д.
Сложные (или холоферменты) = белковая
часть(апофермент)+небелковая часть (кофактор)
Кофактор может быть
представлен:
1)Коферментами – органическое вещество, чаще всего это витамины (их коферментные формы)
2) Ионами металлов – кофактор неорганической природы (магний, кобальт, цинк и т.д.)
3) Коферментами и ионами – кофактор содержит и органическую, и
неорганическую часть (алкогольдегидрогеназа – НАД(кофермент)+ионы цинка
Функции кофактора: 1. Могут быть участниками ОВР (в составе оксидоредуктаз), т.е.
выступают в качестве доноров или акцепторов электронов. Например, витамины Е,С, НАД,
ФАД, ФМН и т.д.
2. Образуют ковалентные связи с ферментом, изменяя его конфигурацию и способствуя
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
«открытию» для субстрата активного центра.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
1 – участок связывания, 2 – каталитический участок
Активный центр ферментов — это определенный участок
белковой молекулы, способный комплементарно связываться с
субстратом и обеспечивающий его каталитическое
превращение. Структура активного центра сформирована
радикалами аминокислот, так же как и в случае активного
центра любого белка. В активном центре фермента имеются
аминокислотные остатки, функциональные группы которых обеспечивают комплементарное
связывание субстрата (участок связывания), и аминокислотные остатки, функциональные
группы которых осуществляют химическое превращение субстрата (каталитический
участок).
То есть он состоит из якорного участка(участка связывания), ответственного за связывание с
определённым субстратом, и каталитического участка, который творит всю магию и
преобразует субстрат в продукт. Всё донельзя просто.
Смотрим на схему – плавает у
нас где- то апофермент, без
своего небелкового кофактора он
неактивен и грустит. Как только
происходит их соединение,
образуется активный центр
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
фермента (состоящий из
якорного и каталитического
участка),
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
к которому уже может присоединиться субстрат. Запомни, для катализа необходим
комплекс апобелка (аминокислотной части) и кофактора (небелковой части), отдельно
друг от друга они пустышки
Есть ещё такая штука, как аллостерический центр (не у всех ферментов!). Это тоже часть
фермента, являющаяся полимерным белком. Он отделён от его активного центра (якорный и
каталитический участки) и обеспечивает регуляцию активности фермента. С
аллостерическим центром связывается какая либо молекула – ингибитор или активатор,
модулятор, да кто угодно, кто может повлиять на конфигурацию самого фермента aka сродство
активного центра к специфическому субстрату (лиганду) и регулирует его деятельность. Это
может быть продукт данной или последующей реакций, субстрат реакции или другое в- во.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КОФЕРМЕНТНЫЕ ФОРМЫ ВИТАМИНОВ
Витамины играют очень важную роль в нашем метаболизме, некоторые из них являются
коферментами (т.е. небелковой частью фермента, с апоферментом которого он обязательно
потом должен соединиться) для многих биохимических реакций. Рассмотрим некоторые из них.
Витамин B2 (рибофлавин, витамин роста)
Кофермент оксидоредуктаз(вспомни, что они делают) – обеспечивает перенос 2
атомов водорода в окислительно-восстановительных реакциях.
Витамин содержат: 1. Дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа, кетоглутаратдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа,
митохондриальная - глицеролфосфатдегидрогеназа. 2. Оксидазы, окисляющие субстраты с
участием молекулярного кислорода.
Состоит из флавина и спирта рибитола (нам это пока ненужно, но можешь блеснуть знаниями).
Чтобы он стал коферментом, он должен дополнительно содержать либо
только фосфорную кислоту (тогда он превращается в коферментную
форму - флавинмононуклеотид ), либо фосфорную кислоту,
дополнительно связанную с АМФ – флавинадениндинуклеотид
(нуклеотид в составе рибофлавина и нуклеотид в составе АМФ, поэтом
ДИнуклеотид). В таком виде Витамин В2 может соединиться с активным
центром фермента, а, если ты читал внимательно, то без
кофермента просто апофермент ничего не может сделать, у него лапки.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Поэтому кушай мясо, дрожжевые булочки и молочные продукты, чтобы
каждый апофермент в твоём
организме нашёл свой кофермент (плакала вся 361 маршрутка).
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Витамин В3 (PP, ниацин, антипеллагрический – предотвращает пеллагру)
Существует в виде никотиновой кислоты или никотинамида.
Его коферментные формы – всем нам давно известные
ещё с первого курса НАД и НАДФ.
Биохимические функции: Перенос гидрид-ионов Н– (атом
водорода и электрон) в окислительно-восстановительных
реакциях. Т.е. опять оксидоредуктазы.
Рассмотрим их названия и ты раз и навсегда запомнишь название
этого кофермента:
НАД: никотинамид(сам витамин В3)-аденин(азотистое основание)-динуклеотид(два
нуклеотида в составе, у одного в качестве азотистого основания аденин, у другого –
никотинамид)
НАДФ: никотинамид(витами В3)-аденин(азотистое основание)-динуклеотид-фосфат(рибоза
в составе АМФ фосфорелированная)
И вот никотиамидадениндинуклеотид и никотинамидадениндинуклеотидфосфат сами
выстраиваются в голове по логической цепочке. А то МнОгА БуКф МнОгА бУкФ, МнОгА БуКф
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
МнОгА бУкФ… всё просто, пирожочек.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
МУЛЬТИФЕРМЕНТНЫЙ КОМПЛЕКС
Одна голова хорошо, а две – лучше. Вот и ферменты лучше
работают, когда соединены в комплексы. Они прочно связаны
и осуществляют ряд последовательных реакций одного пути.
Работает это так: продукт реакции первого фермента с
субстратом передаётся на следующий фермент и является
только его субстратом.
Зачем эти комплексы нужны? Они значительно ускоряют ход реакции. Намного проще
работать, когда система налажена, так ведь? Мультиферментные комплексы концентрируют
каталитическую активность, повышают концентрацию интермедиатов, субстрат не
рассеивается из-за диффузного эффекта, а целиком переходит на следующий фермент, так
сказать, безотходно.
Таких комплексов в нашем организме много: пируватдегидрогеназный комплекс
(пируватацетил-S- КоА), альфа-кетоглутарадегидрогеназный комплекс (альфакетоглутаратсукцинил-S-KoA),
«синтаза жирных кислот» (синтез пальмитиновой кислоты)
Для тех кто хочет вые..выделиться, доп.инфа:
Мультиферментные комплексы концентрируют каталитическую активность, повышают концентрацию
интермедиатов, субстрат не рассеивается из-за диффузного эффекта, а целиком переходит на следующий
фермент, так сказать, безотходно.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Они могут образовывать конъюгаты – то есть фермент (полипептид) один, но он имеет несколько активных
центров (комплекс синтаза жирных кислот)
Метаболоны – тоже своего рода ферментные комплексы, которые формируются на подложках (обычно
это мембраны, структурные белки мышц). Пример из нашей любимой гисты – белок полосы 3. Плюсы
метаболона – всё происходит в микрокомпартаменте, без выхода интермедиатов в объём тканевой
жидкости или цитоплазмы.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИЗОФЕРМЕНТЫ
Ферменты, катализирующие одну и ту же химическую реакцию, но с разной
первичной структурой белка, называют изоферментами. Они отличаются друг от друга
кинетическими параметрами, условиями активации, особенностями связи апофермента и
кофермента. Возникают изоформы в основном в результате небольших генетических различий
в первичной структуре фермента.
Что нам важно запомнить. Они часто являются органоспецифичными. То есть опреденная
изоформа фермента встречается в одном органе, другая – во втором органе.
Например – ЛДГ - лактактдегидрогеназа (ну ка вспомни к какому
классу она относится), катализиующая обратимую реакцию
окисления (мега спойлер, да) лактата до пирувата (ПВК).
ЛДГ состоит из 4х субъединиц двух типов – М(muscule – мышца) и H(heart – сердце). Определённая
комбинация этих субъединиц как раз и приводит к появлению изоформ.
ЛДГ1 и ЛДГ2 наиболее активны в сердечной мышце и почках. Значит, они состоят
преимущественно из субъединиц H(сердце)
ЛДГ4 и ЛДГ5 – в скелетных мышцах и печени. Значит, больше субъединиц М.
Изоформы лактактдегидрогеназы
На печеньки моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
ВАЖНО: Выявление в плазме крови тканеспецифичных форм ЛДГ широко используется в
качестве диагностического теста. Изоформы ЛДГ различаются друг от друга
электрофоретической подвижностью, что позволяет устанавливать тканевую принадлежность
изоформ ЛДГ. Для диагностики заболеваний сердца печени и мышц необходимо исследование
изоформ ЛДГ в плазме крови методом электрофореза. Например, изоформы ЛДГ1 и 2 будут
встречаться в плазме крови больного инфарктом миокарда и больного гепатитом.
Такая же ситуация и с креатинкиназой (КК), катализирующей реакцию образования креатинфосфата.
Она уже состоит из 2х субъединиц – М (muscle - мышцы) и В(brain
- мозг). Итого мы получаем три возможные изоформы: ВВ, ВМ,
ММ. Нетрудно догадаться, что изофермент ВВ находится
преимущественно в головном мозге, ММ – в скелетных
мышцах, а ВМ – в сердечной мышце.
Они, как и изоформы ЛДГ, имеют разную электрофоретическую
подвижность.
ВАЖНО: Определение активности КК в плазме крови имеет
значение при диагностике инфаркта миокарда (повышение
уровня МВ изоформы). При травмах мышц – ММ формы, а вот
уже ВВ не может проникнуть через гематоэнцефалический
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
барьер (мы, конечно, все знаем, что это), поэтому даже при
инсультах в крови не определяется.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
СПЕЦИФИЧНОСТЬ, ВИДЫ СПЕЦИФИЧНОСТИ
Специфичность – наиболее важное свойство ферментов, определяющее их биологическую
значимость. Различают субстратную и каталитическую специфичность.
Субстратная:
- абсолютная - фермент производит катализ только одного вещества. Только уреаза может
быть ферментом в реакции расщепления мочевины.
- групповая - катализ субстратов с общими особенностями. Наблюдаем градацию: субтилизин
может разрушить связь между любым аминокислотами, пепсин же катализирует разрыв
пептидной связи между аминогруппами только ароматических кислот, то есть он может помочь
разорвать связь между фениаланином, тирозином, триптофаном, а вот тромбин – лишь между
аргинином и глицином. Так же алкогольдегидрогеназа может окислить любые OH-группы.
-относительная групповая специфичность - превращение субстратов с некоторыми общими
признаками. Например, цитохром Р450 окисляет только гидрофобные вещества, которых
насчитывается около 7000
Каталитическая:
Один и тот же субстрат под действием разных ферментов может преобразоваться в разные
продукты.
Видишь, субстрат один – глюкозо-6фосфат, но при действии разных
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ферментов она может стать аж 4мя
разными продуктами.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
МЕХАНИЗМЫ
СПЕЦИФИЧНОСТИ
Гипотеза Фишера ака модель
«жёсткой матрицы» ака «ключ-замок».
1.
Название говорит само за себя – активный центр
фермента тютелька-в-тютельку соответствует
конфигурации субстрата, поэтому, при их
соединении, активный центр не меняет свою
форму.
2. Гипотеза Кошланда ака модель
индуцированного соответствия
ака
«рука-перчатка»
Активный центр может менять свою форму (стоп
говорим как большие) конфигурацию, он гибкий.
Присоединение субстрата к якорному участку
фермента вызывает изменение конфигурации каталитического центра таким образом,
чтобы его форма соответствовала форме субстрата. При этом в субстрате уже
деформируются некоторые валентные связи и он, таким образом, подготавливается к
дальнейшему каталитическому видоизменению, а в молекуле фермента происходят
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
конформационные перестройки. То есть активный центр – это перчатка, а субстрат – твоя
рука. Перчатка облегает ладонь, принимаю нужную форму.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Для самых ненасытных
В настоящее время гипотеза Кошланда постепенно вытесняется гипотезой топохимического соответствия.
Сохраняя основные положения гипотезы взаимоиндуцированной настройки субстрата и фермента, она
фиксирует внимание на том, что специфичность действия ферментов объясняется в первую очередь
узнаванием той части субстрата, которая не изменяется при катализе. Между этой частью субстрата и
субстратным центром фермента возникают многочисленные точечные гидрофобные взаимодействия и
водородные связи.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
СВОЙСТВА ФЕРМЕНТОВ
Как я говорила раннее, ферменты в нашем организме – ещё те привереды. Им и
определенная температура нужна, и pH, но, как говорится, обо всём поподробнее.
1) Зависимость от температуры
Наибольшую активность тот или иной фермент
проявляет при оптимальной температуре. Для человека
это значение находится в пределах +37,0 - +39,0 °С. При
понижении температуры, замедляется броуновское
движение, уменьшается скорость диффузии и, следовательно,
замедляется процесс образования комплекса между
ферментом и компонентами реакции (субстратами). В случае
повышения температуры выше +40 - +50 °С молекула
фермента, которая является белком, подвергается процессу
денатурации(именно поэтому там опасна для нас высокая
температура). При этом скорость химической реакции
заметно падает. Для нас с тобой оптимальная температура
активности фермента – 36,6.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2) Зависимость от рН
Каждому ферменту комфортно в разных средах, кому-то в кислой(как моей токсичной
подгруппе), кому-то в щелочной, кому-то в нейтральной. Поэтом график для разных
ферментов всегда будет отличаться.
Оптимальные значения рН
для пепсина 1,5-2,5
трипсина 8,0-8,5
амилазы слюны 7,2
аргиназы 9,7
кислой фосфатазы 4,5-5,0
сукцинатдегидрогеназы 9,0.
Интересно: при голодании организма в клетках накапливается ПВК (пировиноградная
кислота), образуется кислая среда в клетках и запускаются процессы глюконеогенеза,
требующие более низкого рН, чем ферменты гликолиза.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3) Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата
Следим за графиком (а я за тобой): сначала
концентрация субстрата растёт и это типо классно,
скорость возрастает и возрастает (БОЛЬШЕ ЕДЫ
БОЛЬШЕ ЕДЫ). Затем наступает эффект насыщения
(обожрался, короче), когда молекул фермента уже просто
не осталось. Скорость достигает своего максимума,
когда все субстраты связаны с ферментами. А после
между молекулами субстрата начинается конкуренция
и скорость реакции резко снижается, ну не к чему
больше им присоединиться. Чревоугодие – грех.
4) Зависимость от концентрации фермента
Тут уже ешь сколько хочу – потому что концентрация
фермента всё растёт и растёт, прямо пропорционально
скорости реакции, т.к. большее количество молекул
фермента производит большее число молекул продукта.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
ОСНОВЫ КИНЕТИКИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ
да ёбэнэ сколько можно этой хуйни с графиками я думала мы пережили это на химии на
первом курсе а тут снова эта параша никому не понятная за что боже забери меня я
ничего не понимаю
На самом деле всё не так плохо. Что за нервный смешок? Давай
разбираться вместе. чё это ваще блять такое?((99(9
Кинетика ферментативных реакций — это раздел энзимологии, изучающий зависимость
скорости химических реакций, катализируемых ферментами от химической природы
реагирующих веществ и факторов окружающей среды. То есть это практически то же самое,
что мы рассматривали в прошлой главе, как влияют разные условия на скорость протекания
реакции.
Видишь, пока просто… поехали дальше.
Скорость ферментативной реакции является мерой каталитической активности
фермента и обозначается как активность фермента.
ТО ЕСТЬ – чем более активный фермент, тем быстрее протекает реакция, то есть увеличивается её
скорость.
Эта самая скорость определяется уменьшением количества молекул субстрата или
увеличением количества молекул продукта за единицу времени.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ТО ЕСТЬ – чем активнее протекает реакция под действием фермента, тем быстрее субстрат
превращается в продукт.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ТО ЕСТЬ – концентрация субстрата уменьшается (он же превращается в продукт, он исчезает),
а концентрация продукта растёт (он же образуется, значит, накапливается в клетке)
Всё логично, правда?
А это просто надо запомнить, прости:
На практике пользуются условными величинами, характеризующими активность фермента:
международная единица активности (ME) соответствует такому количеству фермента,
которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата за 1 минуту при оптимальных
условиях (температура 37°С, оптимальное значение pH раствора) проведения
ферментативной Модульная единица 1 7 7 реакции. Эти единицы активности используют в
медицинской и фармацевтической практике для оценки активности ферментов:
Для оценки количества молекул фермента среди других белков данной ткани определяют
удельную активность (Уд.Ак.) фермента, численно равную количеству превращенного
субстрата (в мкмолях) за единицу времени одним миллиграммом (мг) белка
(фермента, выделенного из ткани):
По удельной активности судят о степени
очистки фермента: чем меньше посторонних
белков, тем выше удельная активность.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Кинетику ферментативных реакций исследуют в оптимальных условиях проведения
энзиматической реакции. То есть должны быть индивидуальные условия для каждого фермента,
о которых мы говорили выше
– это температура, рН и прочая поебота.
Остановимся подробнее на влиянии концентрации веществ. ЧИТАЙ ВНИМАТЕЛЬНО, всё
просто, тебе надо лишь немного подумать.
Если концентрацию фермента оставить
постоянной, изменяя только количество
субстрата, то график скорости
ферментативной реакции описывается
гиперболой
Помнишь, я говорила о максимальной
скорости реакции в прошлой главе?
Вспоминай, это было такое состояние,
когда все ферменты были связаны со
своими субстратами, максимально
возможное количество образования
продукта. Супер-мега-продуктивность
системы.
Дальнейшее повышение концентрации
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
субстрата, вроде, должно было повысить
скорость образования продукта, но
скорость падает, потому что что?
Помнишь? Конкуренция.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
И вот эта самая Vmax, максимальная скорость реакции, даёт характеристику каталитической
активности фермента, она ПОКАЗАТЕЛЬ того, насколько супер-мега продуктивный этот
фермент. Максимальная скорость реакции определяет максимальную возможность образования
продукта при данной концентрации фермента и в условиях избытка субстрата. Это величина
постоянная для данной концентрации фермента
Чё такое константа Михаэлиса?
Это ещё одна кинетическая характеристика эффективности фермента. По факту она
численно равна концентрации субстрата, при которой достигается половина максимальной
скорости, она характеризует сродство данного фермента и данному субстрату, является
величиной постоянной (она же константа, лол) и определяется экспериментально.
! Смотри опять на график – нам известна максимальная скорость реакции, когда
концентрации продукта максимально велика, отмеряем половинку по вертикальной оси,
проводим до пересечения с гиперболой в горизонтальной оси, опускаем линию вниз – опа,
это та самая константа Михаэлиса, которая по своей сути является чем? Концентрацией, при
которой достигается половина максимальной скорости.
Чем меньше Км  тем больше сродство фермента к субстрату, тем выше начальная скорость.
Посмотри на график, визуализируй, так поймёшь быстрее.
Чем больше Км  тем меньше сродство к субстрату, тем меньше начальная скорость реакции.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ФУХ. Последний рывок.
УРАВНЕНИЕ МИХАЭЛИСА-МЕНТЕН
Михаэлис и Ментен были
крутыми биохимиками и
общую теорию
ферментативной кинетики
описали в своём уравнении.
Бриггс и Холдейн
усовершенствовали его, т.к.
график М.-М. было неудобно
использовать для точных
расчётов (помнишь, как
сложно было строить
гиперболу на алгебре, когда у
тебя не миллиметровка, а
обычная клетка? Вот,
биохимики тоже в какой то
момент заебались).
Уравнение Михаэлиса-Ментен показывает взаимосвязь максимально возможной скорости,
реальной скорости реакции, константы Михаэлиса и концентрации субстрата.
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Выглядит оно вот так:
Решая это уравнение, возможно 3 исхода событий:
1. Концентрация субстрата равна величине констансты Михаэлиса ([S] = Km)
Помнишь, что такое Км? Это концентрация субстрата, при которой скорость реакции
равна половине максимальной. Посмотрев на график, получаем, что скорость реакции V
будет равна половине максимальной Vmax.(V = ½ Vmax).
2. Концентрация субстрата значительно больше Km ([S] >> Km)
В этом случае величиной Km можно пренебречь, при решении получим, что скорость
реакции максимальна (плато на графике).
3. Концентрация субстрата значительно меньше Km ([S] << Km).
В этом случае, знаменатель уравнения мало изменяется при изменении [S], а величина
скорости реакции V прямо пропорциональна [S] (график линеен).
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Мы с тобой уже определились, что биологический смысл Константы Михаэлиса – это
показатель сродства фермента к субстрату, насколько эффективно он будет катализировать
тот или иной процесс.
Вот тебе наглядный пример: есть такой фермент – гексокиназа (класс трансфераз), она
обеспечивает перераспределение потока глюкозы в организме, находится в большинстве клеток. У
неё есть изоформа
– глюкокиназа, находящаяся в печени.
Km гексокиназы =0,1 ммоль/л
Km глюкокиназы (печеночная изоформа) = 10 ммоль/л
То есть Константа Михаэлиса печеночный формы в разыыы больше, чем обычной
гексокиназы. Это говорит нам о том, что сродство глюкокиназы к субстрату(глюкозе)
меньше, чем у гексокиназы.
Гексокиназе достаточно всего 0,1 ммоль/л глюкозы, чтобы запустить в клетках реакции
гликолиза. Глюкокиназе же необходимо аж 10 ммоль/л глюкозы! Это достаточно высокий
показатель концентрации сахара (человек походу переел булочек), зачем ему столько? А
теперь вспоминай, где находится глюкокиназа. Правильно, в печени. А помнишь такие
чёрные мелкие гранулы в гепатоцитах? Да-да, я про гранулы гликогена, которые
представляют собой запасённую глюкозу.
Когда концентрация глюкозы в крови нормальная, клетки спокойно используют гексокиназу для
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
«вылавливания» глюкозы из плазмы крови и запускания процесса гликолиза.
А вот когда концентрация глюкозы в крови поднимается, её избыток у нас с тобой
запасается в печени в виде гликогена, синтезируемого из глюкозы при помощи чего?
Глюкокиназы, печеночной изоформы гексокиназы. Вот так и отличаются две изоформы –
константой Михаэлиса. Поэтому она имеет важное биологическое значение. Сечёшь?
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Штош, на этом пока что всё. Спасибо, что дочитал мои потуги до конца!
Ну, или не дочитал. Всё равно спасибо)0)0)))))
Курина Таня, группа 2.2.15
@tanissimoo
2020 год (а вы живы?...)
На печеньки моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Будучи огорчённой качеством преподавания биохимии в РНИМУ…
Занятие 3. РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ.
ИЗОФЕРМЕНТЫ. ЭНЗИМОДИАГНОСТИКА И ЭНЗИМОТЕРАПИЯ.
ПРОСТО ЗДРАВСТВУЙ ПРОСТО КАК ДЕЛА
Давно не виделись!
Продолжим вместе копаться в БХ?)
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе
Тимина, Северине, Википедии и моих псевдознаниях.
Ни на что не претендую, просто подумала, что если я
скомпоную методу, учебник, интернет и мою
маленькую способность доносить материал доступно, я
могу кому-то помочь:3
Курина Таня 2.2.15
(@tanissimoo)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2020 год (а вы живы?..)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
СПОСОБЫ РЕГУЛЯЦИИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ
Ни для кого ни новость, что ни одна реакция в нашем организме не протекает без участия уже
полюбившихся нам с прошлой недели ферментов (а особенно полюбились их классы, да?))0) ).
Поэтому, чтобы как-то повлиять на скорость протекания реакций метаболического пути
необходимо регулировать…*барабанная дробь*… САМИ ФЕРМЕНТЫ ВАУ! Схема такая: кто у
нас главные регуляторы биохимических реакций?
Ферменты. Но их же… тоже надо регулировать… А кто их регулирует то тогда? Вот в чём вопрос!
Смотри, в прошлый раз мы с тобой говорили о ферментах в целом, как они могут влиять на
субстраты, что у кого и чем окисляют, где что отнимают, в каких случаях что присоединяют и
прочая параша. Сегодня же мы разберём, как можно повлиять на САМИ ФЕРМЕНТЫ, ведь
как ни крути, условия в нашем организме постоянно меняются (разные физиологические
состояния организма, болезни, например) а ферментам надо уметь подстраиваться под них,
должным образом реагировать на их изменения, давать ответ на гормональные и иные стимулы
ну и просто выживать...
В нашем организме регуляция скорости ферментативных реакций осуществляется на трёх
независимых уровнях:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
1. изменением количества молекул фермента
2. доступностью молекул субстрата и кофермента
3. изменением каталитической активности молекулы фермента.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КОМПАРТМЕНТАЛИЗАЦИЯ
Начнём с основ. Вспоминаем гистологию (мы под надзором Глины, смирись…)
Клетка – это не просто цитоплазма с разбросанными по ней органоидами, внутри неё – сложная,
упорядоченная система. У клетки есть
определенные участки, ограниченные
мембраной. – компартменты. Они
относительно изолированы от других
компартментов, т.е. в клетке могут протекать
абсолютно противоположные процессы! В
одном участке происходит синтез белка, в
соседнем – его распад, в ещё одном - лизис
чужеродных частиц, ты понял суть, да. Если
бы клетка не была поделена на
компартменты, то все биохимические
процессы внутри неё протекали бы либо
крайне медленно, либо вообще не протекали,
ибо эта была бы просто каша из ферментов и
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
субстратов с кучей смешанных между собой
интермедиатов (промежуточных
продуктов различных реакций). Это был бы настоящий биохимический хаос!
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Как органоиды группируются в компартменты,
так и ферменты со своими субстратами
сосредотачиваются в одном определенном
месте (в данном случае – органелле). Есть
специализированный комплекс ферментов,
выполняющий специализированные функции,
присущих определенным органоидам: только
митохондриям (дыхательная цепь на внутренней
мембране), только ЭПР, лизосомам,
пероксисомам, рибосомам (рибозимы рРНК).
Вот такая чёткая группировка ферментов по функциям
способствует высокой концентрации интермедиатов
внутри органеллы (продукты не рассеиваются) и более эффективному синтезу.
Каждый фермент знает своё место, и на чужую территорию не лезет.
А теперь переходим непосредственно к делу! Разбираем механизмы регуляции активности
ферментов.
И первый из них, как ни странно……..
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИЗМЕНЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ФЕРМЕНТА
Фермент не берётся из воздуха. Он тоже синтезируется (он же белок, там процессы
транскрипции, трансляции, фолдинга, помнишь?), и синтезом этого фермента можно
управлять. То есть можно синтезировать либо больше, либо меньше фермента. Логично?)
Обычно этим занимаются гормоны, они могут как снижать, как и повышать синтез фермента.
Кто внимательно читал прошлый файл, тот помнит, что при длительном голодании из-за
понижения pH в клетках запускаются процессы глюконеогенеза – синтеза глюкозы в
клетках печени. Глюконеогенез запускается тогда, когда все запасы сахара в организме
истощены, а это, несомненно, огромный стресс для нас, кушац всё таки хочеца, а глюкозы
нет. Ферменты, специфичные для глюконеогенеза синтезируются под действием кортизола –
гормона стресса (ну когда кушац хочешь тут не до веселья, знаешь).
Во время голодания так же изменяется секреция кишечных гормонов, а это как
следствие приводит к исчезновению пищеварительных ферментов (пепсина, трипсина,
амилазы и т.д). Как только человек начинает кушац – гормональный фон нормализуется, и
ферменты снова могут спокойно синтезироваться.
Как кортизол стимулирует синтез ферментов глюконеогенеза, так и под воздействием
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
лактотропного гормона в молочной железе при беременности идёт синтез лактозосинтазы
(проверь себя и вспомни, что это за класс ферментов).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИЗМЕНЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ ФЕРМЕНТА И КОФЕРМЕНТА
Это второй механизм регуляции активности ферментов. Здесь работает закон действия масс
– при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению
концентрации реагирующих веществ. Или упрощенно – скорость, с которой вещества
реагируют друг с другом, зависит от их концентрации. Таким образом, изменение
количества хотя бы одного из субстратов прекращает или начинает реакцию. Причём
концентрация некоторых ферментов играет ключевую,
«пусковую», роль.
Итак, пример: великий могучий ЦТК – цикл трикарбоновых
кислот. Веществом, которое как бы «подталкивает» реакции цикла
является оксалоацетат. Он прямо кричит «Алло, папаш, я тут,
запускай ЦТК! Я хочу поскорее превратиться в цитрат!». В итоге
приходит фермент – цитратсинтаза и в данную реакцию вовлекаются
молекулы ацетил-SКоА, который, являясь коферментом, отдаёт
свою ацетильную группу оксалоацетату, а тот превращается в
лимонную кислоту- цитрат.
Именно из-за недостатка оксалоацетата (относительного или
абсолютного) при голодании и инсулинзависимом сахарном диабете
развивается опасное для жизни состояние – кетоацидоз, т.к.
метаболизм ЦТК нарушен и происходит накопление ацетил-SКоА в
организме, которые могут трансформироваться в
кетоновые тела. Получаем мы что? Если нет оксалоацетата, то кофермент, соответственно,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
не сможет вовлекаться в процессы метаболизма, у него просто не будет к нему нормального
доступа.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ПРОТЕОЛИЗОМ.
ПРОФЕРМЕНТЫ ЖКТ. СХЕМЫ АКТИВАЦИИ ПЕПСИНА И
ТРИПСИНА
А теперь давай рассмотрим самый обширный и интересный третий механизм. Тут мы уже будем
играть с изменением каталитической активности молекулы самого фермента.
Некоторые ферменты синтезируются сначала в неактивном виде (например, внеклеточные
ферменты – в ЖКТ и плазме крови). Помним, что ферменты преимущественно состоят из
аминокислот, связанных пептидными связями, да? Так вот, чтобы активировать наш
неактивный фермент, необходимо гидролизовать одну или несколько пептидных связей
в этом ферменте, то есть отщепить кусочек от неактивного фермента.
Допустим:
целое яблоко – это неактивный фермент, яблоко, которое укусили – активный
То, что осталось от фермента – наше образное откусанное яблоко - претерпевает
конформационные изменения и ВАОЛЯ, запускается активный центр, фермент готов к
труду и обороне!
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Это называется частичным или ограниченным протеолизом (частичный, потому что
гидролизовались лишь несколько пептидных групп в ферменте) и он необратим.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Давай посмотрим на этот процесс на примере ферментов ЖКТ:
Видим сначала неактивный пепсиноген – профермент
пепсина. Здесь интересный случай – гидролиз пептида
активируется соляной кислотой желудочного сока и самим
пепсином – происходит аутокатализ, т.е. молекулы
синтезированного пепсина активируют и другие молекулы
пепсиногена. Видишь, под стрелочкой подошла вода
(гидролиз), а ушёл оторванный пептид. Так происходит
активация
пепсина из более крупного неактивного предшественника – пепсиногена.
На этой схеме представлен трипсиноген- профермент
трипсина, выделяемый в поджелудочной железе. Правила
игры такие же – под действием фермента эпителия
кишечника энтеропептидазы (тоже гидролаза) от
трипсиногена отщепляется пептид и образуется активная,
более мелкая (потому что ушло несколько аминокислот изНа еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
за гидролиза) форма – трипсин. Он, кстати, тоже может
осуществлять аутокатализ, а так же активировать остальные
протеолитические ферменты панкреатического сока.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Зачем нам вообще нужен протеолиз: т.к. эти ферменты находятся ВНЕ клетки, то есть либо в
соках ЖКТ или в плазме крови, то это позволяет сохранить клетки от повреждения или
сохранить белок до наступления определённого момента (протромбин, фибриноген, белки
комплемента – на случай кровотечения или реализации иммунного ответа).
РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ПУТЁМ КОВЕЛЕНТНОЙ
МОДИФИКАЦИИ. ГЛИКОГЕНСИТАЗА И
ГЛИКОГЕНФОСФОРИЛАЗА. МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ
Ковалентная модификация – это ещё один способ регуляции активности фермента путём
изменения его каталитической активности (третьего механизма).
Ковалентная модификация - обратимое присоединение или отщепление определённой
группы (чаще всего это фосфорная кислота), благодаря чему изменяется активность
фермента. Помимо фосфорной кислоты это могут быть метильные и ацетильные группы, но это
встречается реже.
А теперь давай рассмотрим схему регуляции активности фермента путём ковалентной модификации.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Дисклеймер: кружочек и квадратик на схеме – это всё ферменты. Их деятельность мы
пытаемся сейчас регулировать. Чтобы к ним присоединилась или отщепилась фосфатная
группа, тоже нужен фермент. То есть ферменты катализируют превращение ферментов,
это просто надо понять, чтобы дальше не запутаться. Понял, в чём прикол? Ферменты тоже
нуждаются в ферментах. Это ебаный мать его биохимический конвейер.
Ниже я буду называть исходный фермент и продукт-фермент кружочком и квадратиком, а те
ферменты, что над стрелочкой, просто ферментами, чтобы не запутаться в этих энзимах
совсем.
Глядим в оба.
Реакция ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ . На
кружочек (это фермент, действие которого мы
пытаемся регулировать, понял?), исходя из
определения ковалентной модификации,
переносится фосфат, значит реакцию
присоединения к ферменту фосфата
катализирует класс трансфераз, так ведь? Называются эти ферменты протеинкиназы
(протеин – белок, киназа – это всегда трансфераза). Донор фосфатной группы – АТФ. Благодаря
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
протеинкиназе к квадратику присоединился фосфат.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Реакция ДЕФОСФОРИЛИРОВАНИЯ. Мы видим, что процесс обратимый. Только обратная
реакция катализируется уже другим классом ферментов - происходит отщепление
фосфатной группы гидролитическим путём, а это какой класс? Правильно. Гидролазы.
В данном случае фермент будет называться протеинфосфатаза – потому что произошёл
гидролиз фосфатной группы, присоединённой к белку. Всё это рабочие названия, учти.
Гликогенфосфорилаза и гликогенсинтаза являются ключевыми ферментами
метаболических путей обмена гликогена, активность которых может регулироваться
фосфорилированием и дефосфорилированием, т.е. КОВАЛЕНТНЫМИ
МОДИФИКАЦИЯМИ.
Гликогенфосфорилаза Имеет 2 формы: фосфорилированная – активная,
Активная форма –
дефосфорилированная – неактивная. Активация
фосфорелированная
гликогенфосфорилазы происходит под действием
протеинкиназы(активируемой инсулином кста), т.е. это реакция
фосфорилирования – присоединения фосфатной группы (путь от
Гликогенсинтаза
кружочка к квадратику, если смотреть на схему)
Обратная ситуация! Дефосфорилированная форма – активная,
Активная форма -
а фосфорилированная – неактивная. Активация происходит при
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
дефосфоренированная помощи протеин-фосфатазы, т.е. это реакция
дефосфорилирования – отщепления
фосфатной группы (путь от квадратика к кружочку)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ АЛЛОСТЕРИЧЕСКИМИ
МЕХАНИЗМАМИ
Скорость нашего метаболизма зависит от концентрации веществ, использующихся и
образующихся в данной реакции. Мы можем регулировать активность ферментов при помощи
аллостерических факторов. Давай вспомним, что это такое с прошлой методы.
Аллостерический центр (не у всех ферментов!) это часть фермента, являющаяся полимерным
белком. Он отделён от его активного центра
(якорный и каталитический участки) и обеспечивает
регуляцию активности
фермента. С аллостерическим центром связывается молекула – ингибитор или активатор,
называемые эффекторами. Они (эффекторы) присоединяются к аллостерическому центру
нековалентно и влияют на конфигурацию самого фермента, а как следствие – на сродство
активного центра к субстрату и регулирует его деятельность.
Главное тут слово для нас – регуляция. Разбираемся.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Аллостерические центры вообще очень важны, так как они быстро реагируют на малейшее
изменение внутреннего состояния клетки, участвуют как в анаболических процессах (синтез),
так и в катаболических (распад), регулируют координацию анаболических и катаболических
путей и так же параллельно протекающих реакций (например, синтез пуриновых и
пиримидиновых оснований, используемых для синтеза ДНК и РНК).
Аллостерические эффекторы могут быть:
1) Ингибиторами(отрицательные эффекторы) – вызывают снижение активности фермента.
2) Активаторами (положительный эффектор) – вызывают повышение активности фермента.
Смотри, есть определенный фермент, который должен связаться с субстратом, да?
Деятельность этого фермента регулируется аллостерическим центром, к которому
присоединяется эффектор. Если этот эффектор является активатором, то активность
фермента повышается, если ингибитор – снижается, либо вообще реакция взаимодействия
фермента и субстрата останавливается.
То есть этот аллостерический центр в зависимости от того, что к нему присоединилось –
активатор или ингибитор – говорит ферменту либо РАБОТАЙ, либо ОСТАНОВИТЭС
(абьюзер).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Он руководит ферментом, регулирует его активность!
А это как раз то, о чём мы сегодня говорим.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
А сейчас очень внимательно. Мы рассмотрим несколько сценариев взаимодействия
аллостерических центров с эффекторами. Схемы очень логичные, тебе просто надо
вникнуть.
Рассмотрим данную цепочку реакций (A,B,C… - субстраты, E – ферменты, катализирующие их
превращения)
Есть фермент E1, который регулирует
превращение стартового вещества A в B. Этот
фермент E1 имеет свой аллостерический
центр, который может присоединить
ингибитор. Ингибитором для фермента
E1 будет служить последний продукт данного пути – F.
Если концентрация конечного продукта F повышена (в случае, когда его синтез происходит
быстрее, чем он успевает расходоваться и возникает его избыток), он, являясь ингибитором,
соединяется с аллостерическим центром фермента E1, катализирующего самую первую(!)
реакцию в этой цепочке, а значит, все остальные превращения в ней либо останавливаются,
либо сильно замедляются.
ТО ЕСТЬ:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Если эта цепочка работает слишком активно и образуется много продукта F, его избыток блокирует
активность начального фермента, подавляя синтез самого себя (конечного продукта реакции).
Такая регуляция называется отрицательной обратной связью или реингибированием
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Сценарий номер 2.
Исходные вещества могут быть
активаторами ключевых ферментов
метаболического пути (метаболический путь
это наша с тобой цепочка). При
аллостерической активации, как правило,
ключевыми ферментами являются те,
которые
катализируют заключительные этапы цепочки (превращение E в F). То есть фермент,
имеющий аллостерический центр, это E5. Без этого фермента завершение метаболического
процесса невозможно, поэтому к его аллостерическому центру присоединяется
начальный продукт A, являющимся эффектором – активатором, и фермент E5 может
спокойно катализировать превращение E в F. Ферштейн?
Такая регуляция активности фермента называется положительной прямой связью.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
В качестве примера, уже полюбившийся нам гликолиз (см.ниже)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
! Не пугайся этой схемы, читай и параллельно смотри на неё, следи за стрелочками и ты всё
поймёшь, правда.
Одним из конечных продуктов данной цепочки является
молекула АТФ. Если его образуется слишком много, он
присоединяется к аллостерическим центрам таких
ферментов, как пируваткиназа и фосфофруктокиназа
и действует как ингибитор по принципу обратной
отрицательной связи (-) на эти два фермента. Синтез
конечного АТФ снижается за счёт того, что
промежуточные превращения данного метаболического
пути замедленны, ингибированы.
А вот фруктозо-1,6-фосфат наоборот является
активатором для пируваткиназы. Соединяясь с его
аллостерическим центром, фруктозо-1,6-фосфат
регулирует (активирует) превращение фосфоенолпирувата
в пируват – ты можешь увидеть это не схеме, проследив за
стрелкой. Он как бы говорит пируваткиназе: «Вот, я здесь,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
можешь работать». Это уже пример положительной
прямой связи.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
!!! Благодаря такой регуляции процесс метаболического распада глюкозы осуществляется
слаженно и его ход можно регулировать, блокируя или активируя некоторые ферменты (в
данном случае фосфофруктокиназу и пируваткиназу).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ БЕЛОК-БЕЛКОВЫМИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯМИ.
Регуляция активности некоторых ферментов осуществляется при помощи белокбелковых взаимодействий. Существует 2 механизма:
1) Активация ферментов при помощи регуляторных специфичных белков
2) Изменение каталитической активности ферментов вследствие ассоциации или диссоциации
Давай начнём с белков, с первого механизма. Рассмотрим очередную схему.
Видим клеточную мембрану. На ней сидят
рецептор, специфичный неактивный Gбелок и пока что неактивный фермент аденилатциклаза. Когда к рецептору
присоединяется специфичный гормон
(адреналин, глюкагон), происходит
изменение конформации G- белка, его
активация. Одна из субъединиц G-белка
– альфа-ГТФ, отщепляется от него и идёт к нашему
ферменту. Альфа-ГТФ имеет высокое сродство
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
к аденилатциклазе, и присоединяясь к ней, активирует её. Наш фермент заработал!
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Теперь о втором механизме белок-белковых взаимодействий на примере протеинкиназы А.
Вспоминаем, протеинкиназы – это группа ферментов, катализирующих перенос остатка
фосфорной кислоты с АТФ на OH-группы аминокислотных остатков белков (реакция
фосфорилирования). Мы с тобой очень подробно это обсуждали с разделе с ковалетными
модификациями, кружочек-квадратик там..
Вспоминай, протеинкиназы были ферментами, которые катализировали фосфорилирование
других ферментов, регулируя их активность. Но каталитическую активность самих
протеинкиназ тоже необходимо регулировать! Тут то и вступает второй механизм белокбелковых взаимодействий – ассоциация и диссоциация протомеров.
Протеинкиназа-А состоит из 4 субъединиц:
2 каталитические (C) и 2 регуляторные (R).
Такой комплекс (тетрамер) не обладает
никакой каталитической активностью, он не
работает. Но в его регуляторных (R) участках
имеются центры для
связывания цАМФ(циклический аденозинмонофосфат), по 2 на каждую субъединицу, т.е.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
всего таких центров 4.
Пы.Сы. Будешь умницей, если перемотаешь страницу назад и найдёшь, откуда взялся этот цАМФ)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Таким образом, 4 молекулы цАМФ связываются с четырьмя регуляторными центрами
протеинкиназы А и изменяют её конформацию – тетрамер диссоциирует на субъединицы,
при этом освобождаются 2 активные каталитические субъединицы, являющиеся
ферментом – активной Протеинкиназой А. В таком несвязанном состоянии они уже могут
осуществлять катализ – фосфорилирование белков, не забыл, надеюсь.
Этот процесс обратим. Молекулы цАМФ могут отсоединиться от регуляторных субъединиц R, что
приведёт к соединению R и C протомеров. Снова образуется неактивный комплекс - тетрамер.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНЫЙ МЕХАНИЗМ АКТИВАЦИИ ФЕРМЕНТОВ
Не пугайся, глядя на эту схему. Всё, что здесь показано – ты
уже знаешь. Это оба механизма белок-белковых
взаимодействий, которые мы уже разобрали, на одной
картинке. Следи за моими словами и параллельно смотри на
схему.
Первый механизм – с участием специфичного белка.
Соединение гормона с рецептором (R) вызывает
превращения в G- белке, состоящем из альфа, бета и гамма
субъединиц. Под влиянием активированного рецептора, ГТФ
(аналог АТФ) в альфа-субъединице белка превращается в
ГДФ, это приводит к диссоциации G-белка. Его отделившаяся
альфа-субъединица присоединяется к ферменту аденилатциклазе(АЦ), активируя её.
Второй механизм – диссоциация. Аденилатциклаза
катализирует превращение АТФ в цАМФ, которая в свою
очередь являются регулятором диссоциации
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
протеинкиназ, осуществляющих фосфорилирование
белков (ковалетные
модификации). Всё очень просто, если понять механизм. Я в тебя верю!<3
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Автор снова не сдержался и стал готкой делает перерыв на мемчики….
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЭНЗИМОДИАГНОСТИКА
Энзимодиагностика – это исследование активности ферментов плазмы крови, мочи, слюны с
целью диагностики тех или иных заболеваний.
Примером может служить фермент лактатдегидрогеназа. Кто хорошо готовился к прошлому
занятию и внимательно читал файл, тот помнит, что ЛДГ имеет 5 изоформ – ферментов,
катализирующих одни и те же реакции, но отличающиеся первичной структурой белка.
Изоформы чаще всего являются органоспецифичными. Продублирую некоторые моменты из
прошлого файла.
ЛДГ состоит из 4х субъединиц двух типов –
М(muscule – мышца) и H(heart – сердце).
Определённая комбинация этих субъединиц как
раз и приводит к появлению
изоформ.
ЛДГ1 и ЛДГ2 наиболее активны в сердечной мышце и почках. Значит, они состоят
преимущественно из субъединиц H(сердце)
ЛДГ4 и ЛДГ5 – в скелетных мышцах и печени. Значит, больше субъединиц М.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
При инфаркте миокарда происходит разрушение кардиомиоцитов, а их содержимое
поступает в плазму крови. Исследуя плазму методом электрофореза, мы обнаружим ЛДГ, да
не абы какой, а ЛДГ1 и ЛДГ2, так как они являются специфичными для сердечной
мышцы. Аналогично и разрушением клеток скелетных мышц(может быть, травма),
гепатитом – при электрофорезе плазмы мы обнаружим изоформы ЛДГ4 и ЛДГ5.
Фермент α-амилаза участвует в расщеплении крахмала и гликогена до моно и дисахаридов. Увеличение активности α-амилазы в плазме крови и моче наблюдается при
воспалительных процессах в поджелудочной и слюнных железах. При воспалении или
закупорке протоков поджелудочной железы, в кровь поступает большое количество фермента,
при этом усиливается его выведение с мочой. В моче в основном содержится
панкреатическая амилаза.
Такая же ситуация и с креатинкиназой (КК), катализирующей реакцию образования креатинфосфата.
Она уже состоит из 2х субъединиц – М (muscle - мышцы) и В(brain - мозг). Итого мы получаем
три возможные изоформы: ВВ, ВМ, ММ.
ВВ - находится преимущественно в головном мозге
ММ – в скелетных мышцах, ВМ – в сердечной мышце.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Они, как и изоформы ЛДГ, имеют разную электрофоретическую активность.
Определение активности КК в плазме крови имеет значение при диагностике инфаркта
миокарда (повышение уровня МВ изоформы). При травмах мышц – ММ формы, а вот уже
ВВ не может проникнуть через гематоэнцефалический барьер (мы, конечно, все знаем, что
это), поэтому даже при инсультах в крови не определяется.
Инфаркт миокарда так же сопровождается увеличением активности
аспартатаминотрансферазы – фермента, главным образом находящимся в клетках
сердца и печени.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ. ЕДИНИЦЫ АКТИВНОСТИ
ФЕРМЕНТОВ
Это ты тоже уже знаешь из прошлой темы. Вспоминаем кинетику! да не ругайся, это не я придумала….
Как мы можем охарактеризовать активность фермента в цифрах? Для этого нужно понять,
от чего же эта самая активность зависит, и на прошлой неделе мы с тобой выяснили что это…
*барабанная дробь*
Скорость ферментативной реакции! Она является мерой каталитической активности
фермента и обозначается как активность фермента.
ТО ЕСТЬ – чем более активный фермент, тем быстрее протекает реакция, то есть увеличивается её
скорость.
Эта самая скорость определяется уменьшением количества молекул субстрата или
увеличением количества молекул продукта за единицу времени.
ТО ЕСТЬ – чем активнее протекает реакция под действием фермента, тем быстрее субстрат
превращается в продукт.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ТО ЕСТЬ – концентрация субстрата уменьшается (он же превращается в продукт, он исчезает), а
концентрация продукта растёт (он же образуется, значит, накапливается в клетке)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Донельзя логично, так ведь?)
На практике пользуются условными величинами, характеризующими активность
фермента(скорость ферментативной реакции): международная единица активности (ME)
соответствует такому количеству фермента, которое катализирует превращение 1
мкмоль субстрата за 1 минуту при оптимальных условиях (температура 37°С,
оптимальное значение pH раствора) проведения ферментативной реакции. Эти единицы
активности используют в медицинской и фармацевтической практике для оценки активности
ферментов:
Для оценки количества молекул фермента среди других белков данной ткани определяют
удельную активность (Уд.Ак.) фермента, численно равную количеству превращенного
субстрата (в мкмолях) за единицу времени одним миллиграммом (мг) белка
(фермента, выделенного из ткани):
По удельной активности судят о степени
очистки фермента: чем меньше посторонних
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
белков, тем выше удельная активность.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЭНЗИМОТЕРАПИЯ
Энзимотерапия – это использование ферментов в качестве лекарственных средств.
К сожалению, использование ферментов в качестве лекарственных средств достаточно
ограничено вследствие их высокой иммуногенности, но так или иначе они используются.
В заместительной терапии – если у пациента вырабатывается недостаточное количество фермента
В комплексной терапии – ферменты используются в сочетании с другой терапией.
Заместительная энзимотерапия эффективна при заболеваниях ЖКТ, связанных с
недостаточностью секреции пищеварительных соков. Например, пепсин используют при
гастритах, при дефиците панкреатических ферментов используют препараты, содержащие
основные ферменты поджелудочной железы (Фестал, Энзистал, Мезим-форте и др.).
В комплексной терапии, в качестве дополнительных лекарственных средств часто
используют протеолитические ферменты (трипсин, хемотрипсин). Их применяют для
обработки гнойных ран, т.к. эти ферменты расщепляют белок погибших клеток
(протеолитические=протео(белок)+ литические(утилизирующие) ). Так же трипсин
используют при бронхолёгочных заболеваниях для разжижения густой и вязкой мокроты.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза эффективны в качестве противовирусных
препаратов (капли при конъюнктивите, мази и т.д). Потому что вирусы это что? Правильно,
ДНК или РНК, окружённой белковой оболочкой – капсидом. Название этих двух ферментов
говорят сама за себя, если ты учил классификацию, конечно. Если нет – здоровья погибшим))0)
Лекарственную форму гиалуронидазы – лидазу – используют для рассасывания
контрактур рубцов после ожогов и операций, т.к. гиалуронидаза может образовывать сшивки
в соединительной ткани. Её вводят внутримышечно или подкожно.
При тромбозах и тромбоэмболиях стали широко применять препараты, содержащие такие
ферменты, как
фимбринолизин, стрептолиазы, урокиназы.
Цитохром С – фермент, участвующий в процессах тканевого дыхания и находящийся на
внутренней мембране митохондрий в составе дыхательной цепи. Его используют при
асфиксии, астматических состояниях, сердечной недостаточности и различных видах
гепатита.
Фицин используют в качестве добавки к зубным пастам,
Коллагеназу – для ускорения отторжения некротизированных тканей.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Так же ферментные препараты используют в
онкологии. В лейкозных клетках был обнаружен
дефектный фермент – аспарагинсинтаза,
катализирующий реакцию синтеза аспарагина. Так
как из-за дефекта в данном ферменте раковые
клетки не могут синтезировать аспарагин, они
пытаются получить его из плазмы крови. А если
мы
назначим пациенту аспарагиназу – фермент, расщепляющий аспарагин с образованием
аспарагиновой кислоты, лейкозным клеткам уже неоткуда будет брать аспарагин, ведь в
плазме его уже больше нет, мы отрезали к нему доступ даже из плазмы. В результате это
приводит к нарушению метаболизма раковой клетки и, возможно, её гибели.
Абзимы – каталитически активные антитела(иммуноглобулины). Они выступают в роли
протеаз и нуклеаз (разрушение белков и нуклеиновых кислот), осуществляют ОВР, реакции
гидролиза. В то же время они могут катализировать реакции, аналоги которых пока не
обнаружены в живой природе. С этим связана привлекательность их использования в
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
биотехнологии и медицине, в том числе качестве «каталитических вакцин», способных
разрушать некоторые патогенные факторы, пестициды, наркотики, яды.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЭНЗИМОПАТИИ
Энзимопатии – заболевания, в основе которых лежат нарушения функционирования ферментов.
Их делят на первичные(наследственные) и вторичные(приобретенные).
Приобретенные энзимопатии встречаются практически при всех болезнях: вирусных
инфекциях и т.п., которые так или иначе всё равно приводят к нарушению условий работы
ферментов организма или нарушению их синтеза. Так, при заболеваниях печени нарушается
синтез мочевины и в крови накапливается опасный аммиак, развивается гипераммонемия
(энзимопатия).
Первичные энзимопатии наследуются в основном по аутосомно-рецессивному типу и связаны с
генетическим дефектом. Они относятся к метаболическим болезням, при этом развитие
заболевания может протекать по нескольким сценариям.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Вот метаболический путь здорового человека, из
вещества А в результате последовательных
реакций под действием различных ферментов
образуется продукт P.
Что же происходит при энзимопатиях? (как раз те самые сценарии)
1) Нарушение образования конечных продуктов и чёрт это как вариант
В данной цепи мы видим, что присутсвует
недостаток фермента E3(указан маленькой буквой
- e3). Это неизбежно приводит к недостатку
конечного продукта P (на схеме тоже указан
маленькой буквой p), а это, конечно, приводит к клиническим симптомам, характерным для
данного заболевания.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Например, к альбинизму, при котором нарушается синтез меланинов. Это связано с
недостатком фермента тирозиназы – одного из ферментов, катализирующего метаболический
путь меланинов.
Другим примером могут служить заболевания ЖКТ , связанные с недостаточностью
секреции пищеварительных соков, но, как мы уже выяснили, недостаток этих ферментов
можно восполнить заместительной терапией.
Недостаток витаминов, а точнее их коферментных форм так же является причиной
приобретенных энзимопатий. Например, уже известные нам Витамин В3, В2. Их
коферментые формы – НАД, НАДФ, ФМН, ФАД являются акцепторами протонов в реакциях
дегидрогеназ (вспомни алкогольдегидрогеназу, сукцинатдегидрогеназу). Естественно, что
недостаток этих форм витаминов значительно повлияет на течение многих реакций, которые
напрямую зависят от их присутствия.
2) Накопление субстратов предшественников
При недостаточности того же фермента E3 происходит
накопление предшествующих соединений( A,B,C). Это
приводит к развитию многих заболеваний. Та же самая
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
пресловутая фенилкетонурия, связанная с дефектом
фенилаланин-4монооксигеназы, катализирующей превращение фенилаланина в тирозин.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Из-за того что эта фенилаланин-4-монооксигеназа откровенно хуево работает, в организме
накапливаются аномальные метаболиты фенилаланина, оказывающие сильный
токсический эффект.
Дефект ферментов метаболизма пуриновых оснований приводит к накоплению мочевой кислоты,
вызывая подагру.
У больных алкаптонурией наблюдают недостаточность фермента окисления
гомогентизиновой кислоты – диоксигеназы, приводящей к развитию заболевания. В
результате возрастает концентрация гомогентизиновой кислоты и выведение её с
мочой, а эта кислота в присутствии кислорода превращается в соединение черного цвета –
алкаптон. Поэтому у больных алкаптонурией такая моча приобретает чёрный цвет.
Кроме указанных, распространенными первичными энзимопатиями являются галактоземия,
недостаточность лактазы и сахаразы, гликогенозы, наследственные гипераммониемии,
различные липидозы.
3) Нарушение образования конечных продуктов и накопление субстратов предшественником.
Кому то очень неповезло)0))
Короче, это микс из двух предыдущих форм, когда
одновременно недостаток продукта и накопление
исходных метаболитов вызывают энзимопатии.
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900
1275 3412
Например, при болезни Гирке (гликогеоз I типа) нарушено действие фермента глюкозо-6фосфатазы, что приводит к нарушению распада гликогена в печени и выходом из неё
глюкозы в кровь. Одновременно у таких людей увеличивается печень (гепатомегалия),
потому что гликоген, который должен был распадаться, теперь не может этого делать и просто
накапливается в гепатоцитах.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА ИНГИБИРОВАНИЯ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ
Мы с самого начала этого долгого разговора говорим о регуляции активности ферментов.
Так вот, иногда скорость синтеза определенных веществ в организме нужно уменьшить, т.е.
подавить активность некоторых ферментов.
Для этого используют ингибиторы – вещества, вызывающие специфичное снижение
активности фермента. Ключевое слово – специфичное! Потому что такие неорганические
соединения, как кислоты и тяжёлые металлы являются инактиваторами, снижающими
активность любых ферментов, а не специфичных, каких-то определенных.
Ингибирование
(по прочности
связывания)
Обратимое
Необратимое
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ингибирование
(по отношению к
субстрату)
Конкурентное
Неконкурентное
Рассмотрим классификацию поподробнее.
1.По прочности связывания
Необратимое ингибирование  образование прочных, стабильных ковалентных
связей между молекулой ингибитора и фермента. Ингибитор осуществляет связывание или
разрушение функциональных групп фермента, которые необходимы для проявления его
активности.
Это могут быть ионы тяжёлых металлов: ртути, серебра, мышьяка, которые блокируют
группы активного центра. При этом субстрат(по факту фермент, просто в данном случае он
субстрат) не может подвергаться химическому превращению, а значит, не может
катализировать необходимую реакцию.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПРИМЕР: Диизопропилфторфосфат очень
передача сигнала по нерву
прекращается.
прочно и необратимо связывается с
гидроксигруппой серина в ферменте
ацетилхолинэстеразы, гидролизующей
(вызывает распад) ацетил-холин в синапсах.
Из- за того что активный центр эстеразы
теперь закрыт этой огромной елдой, она
больше не может катализировать распад
ацетил-холина и
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Обратимое ингибирование  ингибитор связывается с ферментом слабыми
нековалентными связями, которые при определенных условиях легко отделимы.
Обратимое ингибирование может быть конкурентным и неконкурентным, но это уже
классификация по отношению к субстрату. Просто запомни, что все следующие виды ингибирования –
обратимы.
Конкурентное ингибирование
В таком случае ингибитор по своей структуре очень похож на субстрат, к которому
должен присоединиться ингибитор. Ну это короче как тёлка, которая пытается быть похожей
на тебя, чтобы увести твоего парня))0)0)
Это приводит к конкуренции между ингибитором и субстратом и количество связанного
субстрата уменьшается (ну потому что половину фермента на себя перетянул ингибитор, сука
такая). В этом и заключается суть конкурентного ингибирования – замедлить реакцию
через изменение концентрации субстрата.
Возьмём в качестве примера конкурентное взаимодействие этанола и метанола за активный центр
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
алкогольдегидрогеназы.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Садись поудобнее, ща будет жизненная сказка от Таниссимо….
Ну вот попался тебе парень откровенный гондон (алкогольдегидрогеназа), тающий от девочек
со светлыми волосами, который бегает от одной тёлки блондинки(метанол) к тебе, тоже
блондинке (этанол). Ведь вы так похожи и он не может определиться (поэтому он и гондон)!
Естественно, ты начинаешь ревновать, и между тобой и той шлюхой начинается
конкуренция (ну ты, подруга моя, тоже не особо умная… нахрена с гондоном и шлюхой дело
иметь…).
По итогу внимания тебе парень-гондон (алкогольдегидрогеназа) уделяет намного меньше,
ведь у него есть ещё и другая блондинка. Ты страдаешь, рыдаешь по ночам, а та шлюха
метанол ИНГИБИРОВАЛА тебя, снизила твою концентрацию, ослабила твоё влияние на
собственного парня! (БРОСАЙ ЕГО ДУРА)
Вот такая драма разворачивается в нашем организме, а ты раньше о ней даже не подозревал…
Вместе с этанолом плакала вся маршрутка…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Такой же любовный треугольник происходит между ферментом(парнем)
сукцинатдегидрогеназой и двумя похожими друг на друга сукцинатом (его девушкой) и
малонатом(шлюхой, перетягивающей на себя всё внимание). Парень пытается угнаться за
двумя девушками, а бедная сукцинат, которая ему была судьбой (аж в его названии)
предначертана, страдает от дефицита внимания. Получается, что малонат(шлюха) –
ингибитор.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Кинетическая зависимость (дада, это опять константы там всякие, графики…)
Прости, но тебе придётся в этом разобраться. Я помогу.
По графику мы видим, что максимальная
скорость реакции Vmax что с ингибитором,
что без – практически не меняется. Потому что
у нас фермент как реагировал, так и реагирует,
правда уже не только с тобой, но и с той
шлюхой ингибитором)
Зато смотри как выросла константа
Михаэлиса(Km). Помнишь, что она отражает?
Сродство фермента к субстрату. Раз константа
увеличилась, то сродство уменьшилось. Потребуется
бОльшая концентрация субстрата, чтобы произошла
реакция. Всё логично.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Неконкурентное ингибирование
В этом случае ингибитор связывается с ферментом не в его активном центре, а в другом
месте молекулы. И ты прекрасно знаешь это место! Аллостерический центр, помнишь?
Неконкурентный ингибитор может связаться либо с аллостерическим центром фермента, либо
с уже образованным комплексом фермент-субстрат, вызывая изменения в его конформации
и инактивируя его.
Кинетическая зависимость (и снова, это не я придумала…)
Когда реакция протекает как надо, максимальная
скорость реакции( Vmax) очень высокая, константа
Михаэлиса(Km), отражающая сродство фермента к
субстрату – низкая. Если же в дело вступает
неконкурентный ингибитор, максимальная скорость
значительно снижается, а константа Михаэлиса не
изменяется. То есть добавление дополнительного
субстрата не
влияет на работу активного центра. Формируется тройной комплекс фермент-субстратНа еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ингибитор (E-S- I), в котором фермент уже не способен изменить свою конформацию и
обеспечить проведение реакции Например, синильная кислота – очень опасный яд - может
связываться с аллостерическими центрами ферментов дыхательной цепи, блокируя клеточное
дыхание.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ну и вот для самых ненасытных, использование ингибиторов ферментов в медицине по Тимину.
Тут объяснять уже, думаю, нечего. Просто принять к сведению и привести пример на паре,
может.
Я это учить не собираюсь, на фарме успею…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВОТ И СКАЗОЧКЕ КОНЕЦ
надеюсь, данное мЕтОдИчЕсКоЕ пОсОбИе хотя бы немного тебе помогло
желаю тебе получить самый высокий балл и вообще удачи во всех твоих начинаниях! цмок.
Курина Таня
@tanissimoo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Витамины витамины витаминчики мои
Дисклеймер:Основано на реальных
событиях методе Тимина, Северине,
Википедии и моих псевдознаниях. Ни на
что не претендую, просто подумала, что
если я скомпоную методу, учебник,
интернет и мою маленькую способность
доносить материал доступно, я могу комуто помочь:3
Дисклеймер 2: тема говно, мне не
понравилась, но мы справимся…
Курина Таня, 2.2.15
@tanissimoo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2020 год (а вы живы?...)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИТАМИНОВ И ИХ РОЛЬ
Витамины – низкомолекулярные органические соединения разнообразной природы,
необходимые в очень небольших количествах для протекания биохимических реакций.
Для нас с тобой витамины – это незаменимые пищевые факторы.
Уже в 19 столетии людям было известно о существовании белков(Б), жиров(Ж), углеводов(У) –
то, из чего состоит наша еда, её пищевая ценность. Были посчитаны их суточные нормы для
человека и вроде бы всё круто вау.
НО
Даже когда рацион питания был полностью сбалансирован по этим «стандартам» БЖУ, люди
продолжали заболевать такими специфическими болезнями, как цинга, бери-бери и т.д.,
которые были связаны с дефектами питания (например, во время морских или сухопутных
путешествий)
Казалось бы, какого хуя??? Мы же всё посчитали, БЖУ идеально!
И этот вопрос начали активно изучать.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Особенно важный вклад внёс Н.И. Лунин, который экспериментировал на мышах. Одна группа
мышей получала натуральное молоко со всеми его микроэлементами, а вторая – смесь
компонентов молока (белок, жир, молочный сахар, минеральные соли и вода).
И что ты думаешь? Вторая группа мышей оч быстро отбросила коньки. Рест ин пис, как говорится.
А это говорит о том, что в молоке, помимо всем известных белков жиров и углеводов содержится ещё
что-то
маленькое, да это «что-то» ещё и жизненно необходимо для организма.
В общем, Николай Иванович Лунин – респектуем!
К тому же, после всех экспериментов над мышами, была выявлена причина болезни берибери. Люди, которые употребляли неочищенный рис оставались здоровыми, а больные берибери употребляли шлифованный рис.
К. Функ в 1911 году вывел из рисовых отрубей вещество, которое помогало вылечиться от
бери-бери. Так как оно содержало в своём составе аминогруппу, Функ назвал это вещество
витамином – амином жизни (vita – жизнь).
Так, стоп. Ну мы уже поняли, что без них нам откровенно хуево. Они нам жизненно необходимы.
Чё же они такого делают, эти вещества, которые содержатся в продуктах в просто ничтожных
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
количествах?
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Одна из главных функций витаминов – выполнение роли коферментов! Они соединяются с
белковыми молекулами (апоферментами) и образуют ферменты, катализирующие
биохимические реакции обмена веществ. если ты не помнишь что такое апофермент и
кофермент я тебя побью, столько раз обсуждали…
В коферментах выделяют два функциональных участка, один из них отвечает за связь с
белком, а другой принимает участие непосредственно в каталитическом акте. Подавляющее
большинство витаминов, входящих в состав коферментов, растворимы в воде.
ОБЩЕБИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВИТАМИНОВ:
1. Не образуются в организме и поступают только с пищей.
Искл. Витамин РР – синтез из триптофана и витамин D – из холестерола
2. Не обладают пластическими свойствами (искл. Витамин F)
3. Не используются организмом в качестве источника энергии (искл. Витамин F)
4. Необходимы в малых количествах
5. Не специфичны по органам, действуют по всем органам и тканям
6. В повышенных дозах могут использоваться в лечебных целях в качестве неспецифических
средств: при сахарном диабете – B1, B2, B6, при простудных и инфекционных
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
заболеваниях – витамин С, при бронхиальной астме – витамин РР, при язвах ЖКТ –
витаминоподобное веществ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ
Мир витаминов по физико-химическим свойствам поделен на водорастворимые и
жирорастворимые.
Водораствор
имые
витамины
В1, В2,
РР, В5,
В6,Н, В9,
С, Р
При избыточном
поступлении,
растворяясь в воде,
быстро выводятся из
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Жирораствор
имые
витамины
А, D, E, K
организма
Легко
накапливаю
тся в
организме
при
избыточном
потреблении,
что может
вызвать
серьёзные
растройства
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
НОМЕНКЛАТУРА
Каждый витамин имеет 3 названия:
1. Буква латинского алфавита (A, B, C и т.д.)
2. Название, отражающее химическую природы витамина (например, ретинОЛ – спирт –
витамин А, цианкобалАМИН – В12, никотинАМИД – В5)
3. Название, образующееся путём сочетания приставки АНТИ с названием заболевания,
возникающего при отсутствии витамина (антирахитический – витамин Д,
антианимический _- В12, антипеллагрический – витамин РР)
Ну попроще чем у ферментов, да?))0))
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИПО- И АВИТАМИНОЗОВ. ПРИЧИНЫ
Гиповитаминоз (от греч. ὑπο «под, внизу» + витамины) — витаминная недостаточность болезненное состояние, возникающее при недостаточном поступлении в организм витаминов
по сравнению с их расходованием.
Авитаминоз - заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в
котором отсутствуют какие-либо витамины.
Авитаминоз является крайней степенью гиповитаминоза, причём чаще всего встречается
полиавитаминоз
– одновременная недостаточность нескольких витаминов.
Гипервитаминоз - острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного
или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих препаратах). Чаще
всего гипервитаминозы вызываются приёмами повышенных двух витаминов - А и D. Потому
что почему… Ну, они же жирорастворимые, пупс. Они очень легко накапливаются при
избыточном потреблении, в отличии от водорастворимых, легко выводимых с мочой.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз может быть вызван:
-недостатком витаминов в пище (экзогенная причина) – нерациональное питание,
паразитарные заболевания, дисбактериозы
-нарушением всасывания в ЖКТ (то есть витаминов то много, просто кишечник не работает) –
при энтероколитах и гастроэнтеритах
-заболеваниями печени и желчного пузыря (для жирорастворимых)
-врожденные дефекты ферментов, участвующих в превращении витаминов
-повышенная потребность (растущий организм, беременность, лактация)
-действие антивитаминов, веществ, препятствующих действию витамина (дикумарол –
антивитамин К, изониазид – антивитамин РР, птеридины вытесняют витамин В9, авидин –
антивитамин Н)
это очень быстро развивается в гиповитаминозы, которые спокойно могут послать тебя на
тот свет (могут даже посоревноваться с кафедрой гисты)
Особенно опасен гиповитаминоз у детей, и нетрудно догадаться почему. Ведь ребёнок – это
растущий организм, он ещё недостаточно крепок, чтобы противостоять вирусам и инфекциям,
поэтому недостаток хотя бы одного из витаминов приводит к снижению иммунитета, к
возникновению хронических заболеваний, болезням внутренних органов, костей, наблюдается
отставание в развитии, снижаются умственные способности. Особенно склонны к
гиповитаминозам дети, находящиеся на вскармливании различными смесями, а не грудным
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
молоком, а так же проживающие в северных районах (недостаток Витамина Д) и бедных
странах (например, Африка).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Так, скажу честно – вся информация ниже – чисто на запоминание, факты. Объяснять тут мне было абсолютно нечего
(скучаю по двум прошлым темам…). Мне бы, конечно, очень хотелось внести в данный материал хоть какую-то
авторскую изюминку, объяснять сложные схемы, придумывать вам ассоциации, истории про шлюх и т.д, но у меня
связаны руки, простите, ребята((( Тут правда мне нечего от себя добавить, и ты уж сам выбирай, кого тебе читать. Я
лишь постаралась объединить методу, пару учебников и интернет.
Учить тут много и упорно, так что удачи, герой.
ХАРАКТЕРИСТИКА ЖИРОРАСТВОРИМЫХ ВИТАМИНОВ
Витамин А (Ретинол, Антиксерофтальмический)
Источники: только животные продукты - рыбий жир, печень
морских рыб, печень крупного рогатого скота и свиньи,
жирные молочные продукты, желток
В растительных продуктах(морковь, томаты, перец, салат)
содержатся каротиноиды - провитамины А, вещества,
похожие на ретинол . В нашем кишечнике содержится
фермент (да, чувак, они повсюду, смирись)
каротиндиоксигеназа, которая превращает каротиноиды из
морковки в Витамин А, в его уже активную форму.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Суточная потребность. Витамина А: 1,0-2,5 мг или 5000 ЕД, каротинов: 2-5 мг.
Строение: ароматическое кольцо с метильными заместителями + изопреновая цепь.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
В организме спиртовая группа ретинола окисляется в свои активные формы: альдегидную
(ретиналь)
или карбоксильную (ретиноевая кислота) группы.
Функции Витамина А:
1. Антиоксидантная.
Двойная связь в изопреновой цепи
нейтрализует свободные кислородные
радикалы, опасные для наших клеток.
Особенно проявляется это у
каротиноидов.
2. Регуляция экспрессии генов.
Ретиноевая кислота повышает чувствительность клеток к
ростовым стимулам и стимулирует транскрипцию генов.
Поэтому она обеспечивает нормальный рост и
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
дифференцировку клеток эмбриона и молодого
организма, а так же стимулирует деление и
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
дифференцировку быстро делящихся тканей (хряща, костной ткани, сперматогенного
эпителия, плаценты, эпителия кожи, слизистых, иммунной системы)
3. Участие в фотохимических процессах:
Так, ну ты уже учил глаз по гисте и по анату, вспоминай:
В палочках содержится зрительный пигмент родопсин,
в колбочках – йодопсин. Оба пигмента – это сложные
белки, содержащие в качестве кофермента 11-цисретиналь – это альдегидное производное витамина А.
Как только свет попадает на родопсин или
йодопсин, она распадается на белок опсин и аллотранс-ретиналь. Это вызывает электрический
сигнал, идущий в головной мозг (зрительный центр).
Затем под действием ферментов алло- трансретиналь снова превращается в 11-цис-ретиналь и
уже может связывается с опсином, образуя
родопсин.
Гиповитаминоз
Может возникнуть из-за:
-пищевой недостаточности
-нехватки витаминов Е и С, которые защищают ретинол от окисления
-снижение е функции щитовидной железы (гипотиреоз). Помнишь, где каротиноиды,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
провитамины А, превращаются в активную форму Витамина А? В кишечника. Этот процесс
осуществляется ферментами, активируемыми тиреоидными гормонами.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Клиническая картина:
Наиболее ранний признак недостаточности ретинола –
нарушение сумеречного зрения («куриная слепота»),
поражение глазного яблока – ксерофтальмия (потому и
второе название витамина – антиксерофтальмический) сухость роговицы из-за ороговения слёзного канала
(активно работающего у студента РНИМУ). Отсутствие
слёз, содержащих в себе бактерицидный лизоцим, может
привести к воспалениям, конъюнктивиту, размягчению
роговой оболочки (кератомаляции). То все чревато
полной потерей зрения.
У детей (педиатры, привет) гиповитаминоз может
вызвать остановку роста костей, а прекращение роста
костей черепа приводит к повреждению всё ещё
растущих органов ЦНС, а так же повышению давления
спинномозговой жидкости.
Из-за кератоза эпителиальных клеток происходит ороговение кожи (шелушение),
поражение эпителия ЖКТ, мочеполовой системы и дыхательного аппарата (о нет, эпителий,
прости).
Гипервитаминоз .Витамин А у нас жирорастворимый, значит плохо выводится из
организма, если образуется избыток. Избыток редко может возникнуть из-за пищи (это ж
сколько моркови надо съесть, прикинь), в основном причина из-за избыточного приёма
витаминных препаратов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Симптомы гипервитаминоза: Гипервитаминоз сопровождается головной болью, тошнотой,
слабостью, ступором, отеком соска зрительного нерва (вследствие ликворной гипертензии),
может повышаться температура. При хроническом отравлении нарушается пищеварение,
исчезает аппетит, наступает потеря веса тела, снижается активность сальных желез кожи и
развивается сухой дерматит, ломкость костей. У витамина А в высоких дозах имеется
нефротоксичность, канцерогенность и эмбриотоксичность.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН Е (токоферол, антистерильный)
Источники: растительные масла (кроме оливкового),
пророщенное зерно пшеницы (был выведен впервые из него),
бобовые, салат, капуста, сливочное масло и яйца.
Суточная потребность: 20-50 мг(Тимин) и 5 мг (Северин) лол, а
передозировка это вообще 300 мг. Данные сильно рознятся, но
всё-таки рекомендованная норма – не менее 10 мг. А дальше
сколько хочешь, хоть объешься этим салатом…
Строение: кольцо, производное бензохинона+ изопреноидная боковая цепь. Другие формы
витамина E включают иные производные токола, характеризующиеся биологической
активностью.
Всасыванию токоферола в кишечнике способствует его растворение в липидах и
эмульгирование при помощи желчных кислот. В комплексе с хиломикронами витамин Е
попадает в кровь, а затем в ткани. Большая часть встраивается в мембраны клеток жировой
ткани в печени. Избыток токоферола выводится с калом, а его метаболиты с мочой.
Функции токоферола:
Биологический антиоксидант. Ингибирует свободнорадикальные реакции в клетках и
препятствует развитию цепных реакций перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот
в липидах биологических мембран, встраиваясь в бислой.
Так же чуть раннее мы с тобой говорили о том, что он защищает Витамин А от окисления
его ненасыщенной боковой цепи.
Гиповитаминоз
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
-пищевая недостаточность
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
-нарушение всасывания жиров
-недостаток аскорбиновой кислоты, защищающей Витамин Е от окисления.
Клиническая картина:
Пониженная устойчивость и гемолиз эритроцитов in vivo, анемия, увеличение проницаемости
мембран, мышечная дистрофия, слабость.
Известно положительное влияние Витамина Е при лечении процесса оплодотворения при
непроизвольных абортах(греч. tokos – потомство, phero – несу), т.к. он лимитирует
свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках – слизистые оболочки, эпителий,
клетки эмбриона.
Показано применение витамина Е для недоношенных детей и детей на искусственном
вскармливании, т.к. в коровьем молоке в 10 раз меньше витамина, чем в женском.
ВИТАМИН К (Нафтохиноны, антигеморрагический)
Существует в двух формах: филлохинон (К1) в клетках растений и менахинон(К2) –
синтезируется клетками кишечной флоры.
Источники К1: капуста, крапива, рябина, шпинат, тыква,
арахисовое масло, печень (филлохинон)
К2 (метахинон) образуется микрофлорой в тонком
кишечнике. Витамин К образует запасы в печени (ок. 30
суточных доз) Суточная доза: 2мг
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
Выделяют три формы витамина: витамин К1 (филлохинон), витамин К2 (менахинон), витамин К3
(менадион). После всасывания менадион превращается в активную форму – менахинон
Подобно другим жирорастворимым витаминам, витамин К всасывается в тонком кишечнике с
помощью эмульгаторов – желчных кислот (растворяется в жирах, прям как моя талия после
Цезаря из столовки). Затем он депонируется в селезёнке и печени.
Строение: Нафтохиноновое кольцо+алифатическая изопреноидная боковая цепь.
Функции нафтохинонов:
Является активатором факторов свёртывания крови: протромбина, проконвертина,
фактора Кристмаса и фактора Стюарта. Витамин К является для этих факторов свёртывания
коферментом, необходимым для осуществления реакции их активации: карбоксилирования по
остаткам глутаминомой кислоты с образованием карбоксиглутаминовой кислоты, необходимой
для связывания с кальцием.
Обеспечивает синтез белков костной ткани – остеокальцина (опять же, связывание с
кальцием) Синтез протеина C и протеина S, участвующих в антисвертывающей системе
крови
Гиповитаминоз:
Так, у нас витамин К синтезируется микрофлорой кишечника, да? При приёме антибиотиков их
деятельность сильно угнетается, поэтому может возникнуть гиповитаминоз. А так, у взрослых
здоровая кишечная микрофлора полностью удовлетворяет потребность организма в витамине.
Клиническая картина:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Основное проявление – сильные кровотечения, из-за нарушения свертываемости крови,
часто приводящие к шоку и гибели организма. Легкое возникновение гематом и у девочек оч
обильные месяки да.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Почему Витамин К антигеморрагический???
Профилактическое назначение препаратов витамина К сразу после рождения привело в развитых
странах к
исчезновению геморрагической болезни
новорожденных Антивитамины
Превращению витамина К из неактивной формы в активную могут препятствовать
антивитамины – варфин и дикумарол из-за связывания с ферментом, который как раз
активирует нафтохинон (Витамин К). Оба препарата блокируют образование протромбина и
используются для лечения острых кровотечений, тромбофлебитов, инфаркта миокарда.
ВИТАМИН D (кальциферол, антирахитический)
Источники:
1) печень,
дрожжи,
жирномолочные
продукты
(сливочное
масло,
сливки,
сметана), желток яиц
2) образуется
в
коже
при
ультрафиолетовом
облучении
из
7дегидрохолестерола в количестве 0,5-1,0
мкг/сут.
Суточная потребность: для детей 12-25
мкг, у взрослого – значительно меньше
Витамины D2 и D3 – белые кристаллы, жирные на ощупь и нерастворимые в воде, но хорошо
растворимые в жирах и органических растворителях.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Строение:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Витамин представлен двумя формами – эргокальциферол и холекальциферол. Химически
эргокальциферол отличается от холекальциферола наличием в молекуле двойной связи между
С22 и С23 и метильной группой при С24 (смотри на формулы)
Мы уже выяснили, что Витамин D либо синтезируется в коже на солнце, либо всасывается в
пищей. Вместе с током крови он попадает в печень, где гидроксилируется по С25 и
кальциферолтранспортным белком переносится к почкам, где еще раз гидроксилируется,
уже по С1. Образуется 1,25- дигидроксихолекальциферол или кальцитриол.
Стимулируют реакциии гидроксилирования в почках: паратгормон, пролактин, соматотропный
гормон
Подавляют: высокие концентрации фосфатов кальция
Биохимическая функция
На предыдущей страницей мы выяснили, что в организме человека витамин D
гидроксилируется в положениях 25 и 1, превращаясь в биологически активный кальцитриол.
Кальцитриол выполняет гормональную функцию, участвует в регуляции обмена Ca2+ и
фосфатов, стимулирует всасывание кальция и фосфата в кишечнике и кальцификацию
костной ткани, реабсорбцию кальция и фосфатов в почке. При низкой концентрации кальция
или высокой концентрации D3 он стимулирует мобилизацию Ca2+ из костей.
Участвует в реакциях иммунитета, в частности в стимуляции легочных макрофагов и в выработке
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ими азотсодержащих свободных радикалов, губительных, в том числе, для микобактерий туберкулеза
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Подавляет паратиреодный гормон через повышение концентрации кальция в крови, но
усиливает его эффект на реабсорбцию кальция в почках.
Гиповитаминоз.
ПРИОБРЕТЕННЫЙ. Мало кушал, мало выходил на солнышко, что тут ещё добавить… Ну, разве
что заболевания печени и почек (снижение гидроксилирования кальциферола) и нарушение
переваривания липидов.
Особенно опасен гиповитаминоз у детей 2-24 месяцев, так
как он может проявляться в виде рахита – заболевания,
характеризуемого нарушением кальцификации растущих костей,
при котором, даже несмотря на поступление с пищей, кальций не
усваивается в кишечнике, а в почках теряется. При этом
наблюдается деформация скелета с характерными
изменениями формы костей (ноги колесом, чётки на ребрах,
деформация зубов). Это ведет к снижению концентрации кальция
в плазме крови, нарушению минерализации костной ткани и, как
следствие, к остеомаляции (размягчение кости). Остеомаляция
проявляется деформацией костей черепа (бугристость головы),
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
грудной клетки (куриная грудь), искривление голени,
рахитические четки на ребрах,
увеличение живота из-за гипотонии мышц, замедляется прорезывание зубов и зарастание родничков.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
У взрослых тоже наблюдается остеомаляция, т.е. остеоид продолжает синтезироваться, но не
минерализуется. Развитие остеопороза частично также связывают с витамин Dнедостаточностью
НАСЛЕДСТВЕННЫЙ.
Витамин D-зависимый наследственный рахит I типа, при котором имеется рецессивный
дефект почечной α1-гидроксилазы. Проявляется задержкой развития, рахитическими
особенностями скелета и т.д. Лечение – препараты кальцитриола или большие дозы витамина
D.
Витамин D-зависимый наследственный рахит II типа, при котором наблюдается
дефект тканевых рецепторов кальцитриола. Клинически заболевание схоже с I типом, но
дополнительно отмечаются аллопеция(облысение) , milia (маленькие белые бугры на коже),
эпидермальные кисты, мышечная слабость. Лечение – большие дозы кальциферола.
То есть рахит I типа – БЕ ДЫ с ферментом, который не может гидроксилировать Витамин D,
он не активируется, не превращается в кальцитриол
Рахит II типа – БЕ ДЫ с рецепторами, которые кальцитриол просто не видят (как я когда-то
недостатки своего бывшего)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гипервитаминоз
Причина: избыточное потребление препаратами (1,5млнМЕ в сутки)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Возникает избыточное отложение солей кальция в тканях лёгких, почек, сердца, стенках
сосудов, а также остеопороз с частыми переломами костей.
Симптомы: головная боль, тошнота, потеря аппетита и веса тела, полиурия(часто мочится), сильная
жажда
ВИТАМИН F (Омега-6 жирные кислоты)
Источники: растительные масла (кроме пальмового и оливкового)
Суточная потребность: 5-10 г
Строение: незаменимые полиненасыщенные жирные
кислоты: линолевая С18:2 (18:2 – 18 атомов C, 2 двойные
связи) линоленовая С18:3
арахидоновая С20:4
Биохимические функции
1) Входят в состав фосфолипидов биологических мембрат
2) Защищают Витамин А от окисления (вьетнамские флешбэки)
3) Предшественники регуляторных соединений – простагландинов (мне одной смешно от
этого слова?), простациклинов (и от этого), тромбоксанов, лейкотриенов
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз:
-Пищевая недостаточность
-нарушение желчеотделения
-переваривания и всасывания жиров
Клиническая картина: фолликулярный
гиперкератоз (гусиная кожа), воспалительные
поражения кожи, почек,
нарушение репродуктивных функций, жировая инфильтрация печени, атеросклероз.
Напоминаю, что витамин F – единственный витамин, который организм, по сути, может
использовать в качестве источника энергии. Это логично, ибо витамин представляет
собой жирные кислоты, при окислении которых образуется АТФ. Эти сложные процессы мы
будем разбирать на следующих занятиях, а пока – просто имей это ввиду.
ТЕПЕРЬ МЫ ПЛАВНО ПЕРЕТЕКАЕМ К ВОДОРАСТВОРИМЫМ ВИТАМИНАМ (чувак, их ещё
больше…)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Напоминаю, что все они растворяются в воде (спасибо кэп) и легко выводятся из организма,
значит гипервитаминозы не встречаются.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН В1(ТИАМИН, АНТИНЕВРИТНЫЙ) – первый витамин, выделенный Функом
в 1912 году.
Источники: Черный хлеб, злаки,
горох, фасоль, мясо, дрожжи.
Суточная потребность: 2-3 мг.
Строение: пиримидоновое
кольцо(слева)+тиазоловое
кольцо(5ти- членное, справа)
КОФЕРМЕНТНАЯ ФОРМА: тиаминдифосфат - ТДФ (смотри, справа через спиртовую группу
присоединяются 3 фосфата).
!!! В кровь из пищи витамин попадает в виде обычного тиамина, а как только он достигает
своей цели – клетки, он фосфорилируется (тиаминфосфокиназа) и приобретает коферментную
форму: тиаминдифосфат.
Преимущественно он находится в мышцах(50%) и в печени (40%).
Тоже образует запасы – в организме содержится не более 30 суточных доз витамина.
Биохимические функции:
1) Фосфорилированная форме витамина В1 – тиаминдифосфат (ТДФ) – является
коферментной формой как минимум трёх ферментов: участвует в окислительном
декарбоксилировании пирувата, альфа-кетоглутарата, а так же в составе транскетолазы
участвует в пентозофосфатном пути превращения углеводов.
2) Входит в состав тиаминтрифосфата в нервной ткани, участвующего в передаче нервного
импульса
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3) Производные являются ингибиторами моноаминооксидазы, что способствует
пролонгированному действию катехоламинов в ЦНС (Обезвреживание вредных аминов)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз:
Причина: мало кушаешь или много бухаешь – алкоголь и многие другие высокоуглеводные
продукты повышают потребность в витамине
Клиническая картина:
Полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные изменения нервов. После
наступает потеря кожной чувствительности и паралич - БЕРИ-БЕРИ («ножные кандалы») нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем из-за
недостаточного энергетического и пластического обмена. Увеличение сердца, нарушение
сердечного ритма, боли в области сердца.
Энцефалопатия: синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации,
галлюцинации, нарушение зрительной функции, синдром Корсакова – ретроградная
амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость.
Антивитамины: Антивитамины В1 В кишечнике имеется бактериальная тиаминаза,
разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, устрицах.
В медицинской практике витамин В1 используется для лечения различных нервных
заболеваний (полиневриты, неврозы), сердечно-сосудистых расстройств (гипертонии,
склерозов).
Используется так же в хлебопечении в комплексе с рибофлавином для витаминизации
хлебобулочных изделий.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Короче, если уж бухаешь, то старайся закусывать не устрицами… Иначе будешь выглядеть
примерно вот так:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Мои тараканы после ваших донатов би лайк….
(всем спасибо огромное за тёплые слова, я столько приятностей даже на др не слышу! Я
безумно рада, что мои потуги находят такой мощный отклик среди студентов. Это очень
круто, что они действительно помогают вам при подготовке к паре, написании кр и т.д.
Это самая большая награда для меня!)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН В2 (рибофлавин, витамин роста)
Источники : Достаточное количество содержат мясные продукты,
печень, почки, молочные продукты, дрожжи. Также витамин
образуется кишечными бактериями.
Суточная потребность 2,0-2,5 мг.
Строение: флавин (азотистое основание)+рибитол (спирт)
Коферментные формы:
Флавинмононуклеотид - ФМН(содержит дополнительно фосфорную кислоту)
Флавиндинуклеотид – ФДН (доп. фосфорная кислота+АМФ)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Биохимические функции:
КОФЕРМЕНТ ОКСИДОРЕДУКТАЗ – переносит атомы водорода в ОВР
То есть он является АКЦЕПТОРОМ
электронов. Вот есть фермент –
оксидоредуктаза, которая осуществляет
окисление какого-либо соединения - субстрата,
отнимая у него атомы водорода. Куда денутся эти
атомы? На ФАД или ФМН, они берут их на себя,
превращаюсь в свою восстановленную форму
(см.схему)
Витамин содержат:
1.
Дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа, αкетоглутаратдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа,
митохондриальная α-глицеролфосфатдегидрогеназа.
2. Оксидазы, окисляющие субстраты с участием молекулярного кислорода.
Гиповитаминоз:
-пищевая недостаточность
-хранение пищевых продуктов на свету, фототерапия – как видишь на свету витамин инактивируется
-алкоголизм (момент задуматься)
-нарушения ЖКТ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Клиническая картина: В первую очередь страдают высокоаэробные ткани – эпителий
кожи и слизистых. Проявляется как сухость ротовой полости, губ и роговицы; хейлоз, т.е.
трещины в уголках рта и на губах ("заеды"), глоссит (фуксиновый язык), шелушение кожи в
районе носогубного треугольника, мошонки, ушей и шеи, конъюнктивит и блефарит. Сухость
конъюнктивы и ее воспаление ведут к компенсаторному увеличению кровотока в этой зоне и
улучшению снабжения ее кислородом, что проявляется как васкуляризация роговицы
Антивитамины:
1. Акрихин (атебрин) – ингибирует функцию рибофлавина у простейших. Используется
при лечении малярии, кожного лейшманиоза, трихомониаза, гельминтозов (лямблиоз,
тениидоз).
2. Мегафен – тормозит образование ФАД в нервной ткани, используется как седативное средство.
3. Токсофлавин – конкурентный ингибитор флавиновых дегидрогеназ.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН В3(РР, НИАЦИН, АНТИПЕЛЛАГРИЧЕСКИЙ)
Источники: печень, мясо, рыба, бобовые, гречка,
черный хлеб, в молоке и яйцах витамина мало.
!Также синтезируется в организме из триптофана –
60 мг триптофана равноценны примерно 1 мг
никотинамида. То есть если человек потребляет с пищей
много триптофана, но мало самого В3, его недостаток
может компенсироваться.
Суточная потребность 15-25 мг.
Строение: представлен либо в виде никотиновой кислоты, либо в виде
никотинамида. Образует КОФЕРМЕНТНЫЕ формы:
никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и
никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) – не пугайся, мы дальше разберём.
Так как НАД и НАДФ – очень важные коферменты, участвующие во многих реакциях, я считаю,
что там надо с тобой разобрать строение. Они кста синтезируются в печени, куда попадают с
током крови.
Смотрим: сверху кольцо – наш никотинамид –
собственно витамин РР, одна из двух его форм. Он по
своей сути является азотистым основанием (как
аденин, тимин и т.д.), просто не входит в состав
цепочки ДНК или РНК. Ниже – пятичленный сахар –
рибоза, соединённая с остатком фосфорной
кислоты. Азотистое
основание+рибоза+фосфат….Ничего не напоминает?
Это НУКЛЕОТИДЫ, да, те самые, которые мы уже
давно все знаем и даже на первом курсе некоторых
просили нарисовать небольшой участок цепи ДНК.
Только в качестве азотистого основания тут не А,Т,У,Г,
а никотинамид.
Далее, смотрим вниз на НАД – тут у нас фосфат соединятся через эфирную связь с ещё
одним фосфатом. Далее снова рибоза, которая соединяется с аденином. У нас опять
получается комплекс фосфат+рибоза+азотистое основание(А). Ты уже знаешь, что это снова
нуклеотид, только азотистое снование – АДЕНИН, а не никотинамид.
Теперь на НАДФ смотрим – тут такая же ситуация, только ко второму атому углерода в рибозе
присоединяеся ещё один фосфат.
То есть НАДФ – это дополнительно фосфорилированная форма НАД.
Получается, что НАД и НАДФ это два нуклеотида, соединённых между собой. У одного азотистое
снование
никотинамид(Витамин В3), а у другого – аденин.
А теперь я хочу, чтобы ты посмотрел на формулы химические и упрощённые и понял, что это не так
сложно.
Зная их строение, можно легко запомнить название:
НАД: никотинамид(сам витамин В3)-аденин(азотистое основание)-динуклеотид(два
нуклеотида в составе, у одного в качестве азотистого основания аденин, у другого –
никотинамид)
НАДФ: никотинамид(витами В3)-аденин(азотистое основание)-динуклеотид-фосфат(рибоза
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
в составе АМФ фосфорелированная)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Биохимические функции:
Перенос гидрид-ионов Н– (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных реакциях:
Он является коферментом оксидоредуктаз
т.е. так же принимают себя атомы водорода в
ОВР, как те же ФАД и ФМН, превращаясь из
окисленной формы в восстановленную, а субстрат,
соответственно, окисляется.
Благодаря этой функции он может осуществлять:
1. Синтез и окисление карбоновых кислот, аминокислот (глутамат), жиров
(холестерол, жирные кислоты) и углеводов, так как НАД и НАДФ служат
коферментами большинства дегидрогеназ.
2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором
некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.
3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом полиАДФрибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК, что
замедляет некробиоз и апоптоз клеток.
4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым
компонентом антиоксидантной системы клетки.
5. НАДФН участвует в реакциях синтеза тетрагидрофолиевой кислоты (см ниже) из фолиевой.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз
Из-за пищевой
недостаточности ниацина и
триптофана
Клиническая картина:
ПЕЛЛАГРА (от итл. шершавая кожа)
Проявляется как синдром трёх Д:
1) Деменция (слабоумия, нервные и
психические расстройства,
галлюцинации)
2) Дерматиты (фотодерматиты)
3) Диарея (слабость, расстройство пищеварения)
Проявляется в виде симметричного дерматита на участках кожи, доступных действию
солнечных лучей, расстройств ЖКТ и воспалительных поражений слизистых оболочек рта
и языка.
Антивитамины:
Фтивазид, тубазид, ниазид – лекарства, используемые для лечения туберкулеза
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН В6 (ПИРИДОКСИН, АНТИДЕРМАТИТНЫЙ)
Источники: злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется
кишечными бактериями
Суточная потребность 1,5-2,0 мг
Строение: существует в виде пиридоксина – пиримидинового кольца. Его
коферментными формами являются пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат (оба
содержат остаток фосфорной кислоты). Все три формы легко превращаются друг в друга,
но наибольшую биологическую значимость имеет пиридоксаль.
Пиридоксальфосфат: вместо одной из OH –групп присоединяется карбонильная группа
(альдегид)
Пиридоксаминфосфат: вместо одной из OH-групп присоединяется аминогруппа
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Витамин В6 всасывается в тонком кишечнике, с током крови попадает вовнутрь клеток. В
клетках
происходит
фосфорилирование
всех
трёх
форм
витамина
при
помощи
пиридоксалькиназы, при этом образуется активная форма – пиридоксальфосфат. Выводится из
организма Витамин в виде 4-пиридоксиловой кислоты с мочой.
Биохимические функции:
1) Является коферментом фосфорилазы гликогена (50% всего витамина находится в
мышцах), участвует в синтезе гема, сфинголипидов.
2) Принимает участие в метаболизме аминокислот. Наиболее известная функция
пиридоксиновых коферментов – перенос аминогрупп и карбоксильных групп в
реакциях метаболизма аминокислот:
-кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы между аминокислотами
- кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот,
например, ГАМК (γ-аминомасляная кислота) из глутаминовой кислоты
Как видишь, пиридоксальфосфат является
коферментом для ферментов трансаминирования,
т.е. аминогруппа может переноситься с одной
аминокислоты на другую, а так же образовывать из
кетокислот аминокислоты.
Так же участвует в реакциях рацемизации, дегидрирования,
гидролитического расщепления субстратов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз: пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование,
использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства, L-ДОФА, эстрогены в составе
противозачаточных средств), беременность, алкоголизм
Клиническая картина: у детей – повышенная возбудимость ЦНС, периодические судороги (связано с
недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК), специфические дерматиты.
У взрослых гиповитаминоз при длительном лечении туберкулёза изониазидом (антагонист
витамина В6), при этом возникают поражения нервной системы, эритемы, отеки, анемии.
ВИТАМИН С (АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА, АНТИЦИНГОТНЫЙ)
Источники: Свежие овощи и фрукты (по убыванию количества): шиповник,
смородина, перец сладкий, укроп, капуста, земляника, клубника,
апельсины, лимоны, малина.
Суточная потребность: 100 мг
Строение: производная глюкозы. Оптически активная, может
образовывать 2 оптических изомера и два рацемата. Наиболее активный
стереоизомер L- аскорбиновая кислота
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Всасывается в тонком кишечнике, связывается с белками как в кровяном русле, так и
в клетках. В результате окислительных превращений из витамина С образуется
щавелевая кислота, вовлекаемая различные в реакции организма. Частично выводится
из организма с мочой в неизменном виде.
Биохимические функции:
Участие в окислительных процессах в качестве кофермента гидроксилаз.
1.Реакции гидроксилирования:
o пролина и лизина в их гидроксиформы при "созревании" коллагена,
o при синтезе гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата,
o при синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов и катехоламинов) и тиреоидных гормонов,
o при синтезе биогенного амина нейромедиатора серотонина,
o при синтезе карнитина (витаминоподобное вещество ВТ), необходимого для окисления жирных
кислот
Аскорбиновая кислота в качестве кофермента при
окислении
субстрата
оксидоредуктазой.
Аскорбиновая кислота сама при этом окисляется до
дегидроаскорбиновой кислоты.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2.Восстановление иона Fe3+
в ион Fe2+
в кишечнике (улучшение всасывания) и в крови
(высвобождение из связи с трансферрином).
3.Участие в иммунных реакциях:
o повышает продукцию защитных белков нейтрофилов,
o высокие дозы витамина стимулируют бактерицидную активность и миграцию нейтрофилов.
4.Антиоксидантная роль:
o сбережение витамина Е (защищает его от окисления)
o лимитирование свободнорадикальных реакций в делящихся тканях,
o ограничивает воспаление,
o снижает окисление липопротеинов в плазме крови и, таким образом, оказывает
антиатерогенный эффект.
5. Активация фермента гексокиназы ("ловушки глюкозы"), обеспечивающего
метаболизм глюкозы в клетке
Гиповитаминоз
Причина: пищевая недостаточность, излишняя тепловая обработка пищи.
Клиническая картина:
ЦИНГА - нарушение синтеза коллагена, гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата, что
приводит к поражению соединительной ткани, ломкости и проницаемости капилляров и к
ухудшению заживления ран. Сопровождается дегенерацией одонтобластов и остеобластов,
ухудшается состояние зубов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Была описана ещё 300 лет назад, со времени проведения морских плаваний и северных экспедиций изза, как обнаружилось позже, недостатка в рационе свежих фруктов и овощей.
! Болеют цингой только человек, приматы и морские свинки.
Отмечается нарушение иммунитета, особенно легочного, развивается общая слабость,
быстрая утомляемость, похудание, одышка, боли в сердце, отек нижних конечностей.
У мужчин происходит слипание сперматозоидов и возникает бесплодие.
Снижается всасываемость железа в кишечнике, что
вызывает нарушение синтеза гемоглобина и
железодефицитную анемию. Уменьшается активность
фолиевой кислоты – это приводит к
мегалобластической анемии.
У детей дефицит аскорбиновой кислоты приводит к
болезни Меллера-Барлоу, проявляющуюся в
поражении костей: разрастание и минерализация
хряща, торможение рассасывания хряща,
корытовидное западение грудины, искривление
длинных трубчатых костей ног, выступающие
четкообразные концы ребер. Цинготные четки, в
отличие от рахитических, болезненны.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Я устала… перерыв на мемы.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН В5 (ПАНТОТЕНОВАЯ КИСЛОТА)
Источники: Любые пищевые продукты, особенно печень,
бобовые, дрожжи, животные продукты.
В небольших количествах продуцируется кишечной палочкой.
Суточная потребность: 10-12 мг
Пантотеновая кислота – универсальный витамин, в ней или
её производных нуждаются человек, животные, растения и микроорганизмы.
Строение: существует только в виде пантотеновой кислоты = β-аланин + пантоевая
кислота Коферментные формы: КОЭНЗИМ-А, 4-фосопантетеин.
Молекула коэнзима A состоит из остатка
адениловой кислоты (1), связанной
пирофосфатной группой (2) с остатком
пантоевой кислоты (3), которая в свою
очередь связана амидной связью с
аминокислотой β- аланином (4) (эти две
группы представляют собой остаток
пантотеновой кислоты), соединённой
амидной связью с остатком βмеркаптоэтаноламина (5).
Пантотеновая кислота всасывается в тонком кишечнике. В печени и некоторых других тканях
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
образуются активные формы витамина В5 – КоА и дефосфо-КоА. Далее она гидролизуется и
выделяется с мочой.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Биохимические функции:
Коэнзим А не связан прочно с каким-либо ферментом, его функция – перенос ацильных (в
том числе ацетильных) групп:
o в реакциях энергетического окисления глюкозы и жирных кислот, радикалов
аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, αкетоглутаратдегидрогеназы, ацил-S-КоА- дегидрогеназы, еноил-S-КоА-дегидрогеназы.
o в реакциях синтеза жирных кислот,
o в реакциях синтеза ацетилхолина и гликозаминогликанов, образования гиппуровой
кислоты и желчных кислот.
Гиповитаминоз : пищевая недостаточность
Клиническая картина:
ПЕДИОЛАЛГИЯ (эритромелалгия) - поражение малых артерий дистальных отделов нижних
конечностей, симптомом является жжение в стопах. В эксперименте проявляется поседение
волос, поражение кожи и ЖКТ, дисфункциинервной системы, дистрофия надпочечников,
стеатоз печени, апатия, депрессия, мышечная слабость, судороги.
Но так как витамин есть во всех продуктах, гиповитаминоз встречается очень редко.
Антивитамин: омега-метил-пантотеновая кислота. Встраиваясь в пантотеновые коферменты,
ингибирует соответствующие ферментативные реакции.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
В мед.практике пантотеновая кислота используется в виде пантотената кальция при
нарушениях обменных процессов, полиневритах, язвенных процессах, токсикозах.
ВИТАМИН В9=Вс (ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА, ФОЛАЦИН, АНТИАНЕМИЧЕСКИЙ)
Источники: Растительные продукты, дрожжи,
мясо, печень, почки, желток яиц. Витамин
активно синтезируется дружественной
кишечной микрофлорой.
Суточная потребность: 400 мкг
Строение:
птеридин+парааминобензойная
кислота+глутаминовая
кислота
(может быть несколько)
Коферментная форма: тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
Витамин Вс всасывается в тонком кишечнике, при этом в слизистой ферментативным
путём происходит превращение витамина в его коферментную форму ТГФК. Большая часть
ТГФК катализируется в эритроцитах и оставшаяся – в плазме. Ткани-депо фолацина – печень
и почки. Выделение с мочой.
Биохимические функции:
Перенос одноуглеродных фрагментов различных метаболитов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Благодаря этой способности он:
o участвует в синтезе пуриновых оснований и тимидинмонофосфата, т.е., следовательно, в синтезе
ДНК,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
o участвует в обмене аминокислот – обратимое превращение глицина и серина,
синтез метионина из гомоцистеина,
o взаимодействует с витамином В12, содействуя выполнению его функций.
Отдельные фрагменты фолиевой кислоты обладают высокой ростовой активностью по отношению к
Streptobacterium plantarum.
Гиповитаминоз: Пищевая недостаточность, кислые продукты, тепловая обработка пищи,
прием лекарств (барбитураты, сульфаниламиды и антибиотики, некоторые цитостатики –
аминоптерин, метотрексат), алкоголизм и беременность
Клиническая картина. В первую очередь затрагиваются органы кроветворения: так как
клетки не теряют способности расти, и в них происходит нарушение синтеза ДНК с
остановкой деления, то это приводит к образованию мегалобластов (крупных клеток) и
мегалобластической анемии. Лейкопения присутствует по той же причине.
Аналогично развивается поражение слизистых желудка и кишечного тракта (гастриты,
энтериты), глоссит.
Отмечается замедление роста, конъюнктивит, ухудшение заживления ран,
иммунодефициты, оживление хронических инфекций и субфебрилитет.
В мед.практике фолиевую кислоту применяют для стимуляции эритропоэза, при
отравлении тяжёлыми металлами, лучевых болезнях.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Антивитамины: 4-аминоптерин, в комплексной терапии онкологических заболеваний
для подавление синтеза ДНК в опухолевых клетках, а также при лейкозах для
ингибирования лейкопоэза.
ВИТАМИН В12 (ЦИАНКОБАЛАМИН, АНТИАНЕМИЧЕСКИЙ)
Источники: только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо.
Также он синтезируется кишечной микрофлорой, однако не
доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ
Суточная потребность 2,5-5,0 мкг
Строение: 4 пиррольных кольца+ ион кобальта (с валентностью от Co3+ до
Co6+)+группу CN– . В организме при синтезе коферментных форм цианидная
группа CN– заменяется метильной или 5'-дезоксиаденозильной.
Витамин В12 в свободном состоянии не может всасываться в ЖКТ, а усваивается только в
комплексе со специальным белком – гликопротеином с молекулярной массой 90kDа и
называется внутренним фактором, или фактором Касла. После поступления этого комплекса
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
в кровь он распадается и внутренний фактор разрушается протеинкиназами крови.
Свободный кобаламин образует комплексы с альфа и
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
бета-глобулинами, которые и транспортируют его к тканям. В тканях кобаламин
превращается в свои активные формы – метилкобаламин(Мет-К) и дезоксиаденозилкобаламин
(ДОАК) – коферменты ряда кобамидных ферментов. Их распад осуществляется в печени и
почках, а кобаламин выводится из организма с мочой.
Биохимические функции
Витамин В12 участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.
1. Основой 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 жирных кислот с нечетным числом
атомов углерода, при утилизации углеродного
скелета треонина, валина, лейцина, изолейцина,
метионина, боковой цепи холестерола.
Рассмотрим: сначала имеем жирные кислоты, при
окислении которых образуется пропионил-SКоА, далее
происходит реакция карбоксилирования, образуется
метилмалонил- SКоА. И вот теперь под действием
изомераз, для которых витамин B12 – кофермент,
превращается в сукцинил-SКоА (перенеслась
карбоксильная группа внутри одной молекулы, значит
это не трансфераза, а изомераза
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900
1275 3412
2. Участие в трансметилировании аминокислоты гомоцистеина при синтезе метионина.
Метионин в дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина,
холина, фосфатидилхолина.
Нам необходимо получить
аминокислоту – метионин. Мы можем
синтезировать её из гомоцистеина, к
которому для этого нужно
присоединить одну метильную группу.
Осуществляет это фермент
метионинсинтаза, коферментом для
которой является метилкобалами! Он в
свою очередь образуется при
метилировании кобаламина N5-метил-ТГФК,
который отдаёт свою метильную группу и
превращается в ТГФК.
3. Является коферментом метилмалонил-КоА-мутазы, катализирует реакции
превращения малонил- КоА в сукцинил-КоА.
4. Вовлекается в процессы образования форменных элементов крови, в обмен жиров
в качестве протектора КоА
Синтез Витамина В12 из глицина:
Глицин+Сукцинил-КоА—> АЛК –> ПБГ –> УПГ III  Коррифирил –> Кобириновая кислота –
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
> Кобинамид –> Витамин В3
Где АЛК – аминолевуленовая кислота, ПБГ – порфобидиноген, УПГ III – уропорфириноген III
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гиповитаминоз: пищевая недостаточность (особенно у вегетарианцев из-за плохого
всасывания в результате заболеваний желудка и кишечника)
Так же могут быть БЕ ДЫ с фактором Касла (перционная анемия). Помнишь? Это тот самый
белок в обкладочных клетках желудка, с которым цианкобаломину необходимо связаться,
чтобы смогло произойти его всасывание в кишечнике.
Клиническая картина:
1. Макроцитарная анемия, при которой количество эритроцитов снижено в 3-4 раза. Она
возникает чаще у пожилых, но может быть и у детей. Непосредственной причиной анемии
является потеря фолиевой кислоты клетками при недостаточности витамина В12 и, как
следствие, замедление деления клеток из-за снижения синтеза пуриновых нуклеотидов и ТМФ.
Нехватка витамина В12 без гематологических нарушений поразительно широко распространена,
особенно
среди пожилых.
2.Неврологические нарушения:
o замедление окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и накопление
токсичного метилмалоната вызывает жировую дистрофию нейронов и демиелинизацию
нервных волокон. Это проявляется в онемении кистей, стоп, ухудшении памяти, нарушении
походки, снижении кожной чувствительности, нарушении сухожильных рефлексов (ахиллов,
коленный),
o нехватка метионина опосредует снижение активности реакций метилирования, в частности,
уменьшается синтез нейромедиатора ацетилхолина
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН Н (БИОТИН, АНТИСЕБОРЕЙНЫЙ)
Источники: печень, почки, горох, соя, цветная капуста,
грибы. Также он синтезируется кишечной
микрофлорой.
Суточная потребность: 150-200 мкг
Строение: имидазольный цикл+тиофеноновый цикл
валериановая кислота, которая связывается с лизином
белковой части молекулы.
Всасывается в тонком кишечнике и в организме превращаются в фенольные кислоты.
Выводится из организма как в неизменном виде, так и с мочой.
Биохимические функции. Биосинтез
Участвуют в регуляции синтеза коллагена. Они ингибируют фермент гиалуронидазу, что приводит к
стабилизации межклеточной соединительной ткани и стенок сосудов.
Так же биофлавоноиды защищают адреналин от окисления и обладают детоксицирующим
действием, связывая тяжелые металлы в комплексы.
Биотин участвует в переносе СО2 либо из НСО3 (реакции карбоксилирования), либо от R-СООН
(реакция транскарбоксилирования). Этот перенос необходим:
o при синтезе оксалоацетата – биотин находится в составе пируваткарбоксилазы, что
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
обеспечивает поддержание активности цикла трикарбоновых кислот и
глюконеогенеза,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
o в синтезе жирных кислот – биотин находится в составе ацетил-S-КоА-карбоксилазы
o в утилизации разветвленных углеродных цепей при катаболизме лейцина, изолейцина и
некоторых жирных кислот – находится в составе пропионил-S-КоАкарбоксилазы, образующей
метилмалонил-S-КоА:
Та же схема, которую мы смотрели у
Витамина В12. Только тут акцент не на
последней реакции, а на превращении
пропионила-SКоА в метилмалоил- SКоА при
помощи фермента карбоксилазы,
коферментом которого является наш
биотин.
Гиповитаминоз: Дисбактериоз и комплексное нарушение поступления витаминов, например,
при длительном парентеральном питании. В эксперименте может быть вызван потреблением
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
очень больших количеств сырых яиц (12 штук в день) в течение длительного времени (2
недели), т.к. в них содержится гликопротеин авидин (антивитамин, связывающий биотин).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Клиническая картина: У человека практически не встречается. В эксперименте
обнаруживаются дерматиты, выделение жира сальными железами кожи (себорея), поражение
ногтей, выпадение волос, анемия, анорексия, депрессия, усталость, сонливость
АНТИВИТАМИНЫ
Антивитамины – это химические соединения, похожие по своему строению на витамины,
но являются их абсолютными антиподами. Их структура настолько похожа на структуру
витаминов, что они полностью могут занимать место в структуре витаминных коферментов. Но
при всём этом не могут выполнять функцию последних. Вследствие этого возникают
перебои в течении биохимических процессов в организме человека. Если накапливается
достаточно большое количество антивитаминов, то возможно полное нарушение обмена
веществ.
Антивитамины мешают выполнять им свои
функции. Как они могут это делать?
1. Образуя с витаминами или их рецепторами стойкие связи, полностью выключают их из обмена
веществ.
2. Блокируют всасывание витаминов поступающих извне.
3. Катализируют процессы вывода витаминов из организма.
4. Разрушают связи между молекулами в структуре витаминов, этим самым инактивируют их.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Но с другой стороны, они выступают в роли регуляторов усвоения витаминов, зачастую
витамины и антивитамины даже находятся в одних и тех же продуктах. Благодаря этому
гипервитаминозы очень редки.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
А теперь о том, чем иногда чревато обучение в РНИМУ:
Самым популярным и самым употребляемым антивитамином аскорбиновой кислоты и
витаминов группы В, является кофеин. Поэтому необходимо употреблять его за час до еды или
через полтора часа после неё.
Алкоголь является антивитаминным веществом для всех групп витаминов, но больше он “бьёт” по
группе В, витаминов С и К.
Табак и то, что входит в состав современных сигарет является также антивитамином для всех
полезных веществ, но больше для аскорбиновой кислоты.
!!! При выкуривании одной сигареты, человек теряет суточную дозу витамина С (25-100 мг).
Современные лекарственные препараты, а особенно антибиотики, являются
сильнейшими антивитаминами для группы В, т.к. они активно синтезируются кишечной
микрофлорой, но также с легкостью могут уничтожать объём витаминов в организме любой их
группы. Как пример, ацетилсалициловая кислота (аспирин) ускоряет вывод из организма
витамина С в 2-3 раза.
Короче, ребята, кушаем аскорбинки и кайфуем от жизни…
Сульфаниламид – противомикробное средство, используемое в качестве
антибактериальных препаратов. При приёме лекарств, содержащих сульфаниламид,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
возможен гиповитаминоз фолиевой кислоты – витамина В9, активно синтезируемого
дружественной кишечной микрофлорой. А отсюда проблемы с органами кроветворения,
анемия и куча другого дерьма.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
При этом сульфаниламид является конкурентным ингибитором для n-аминобензойной
кислоты, являющейся компонентом фолиевой кислоты (В9). Сульфаниламид и эта кислота
очень схожи по структуре (ну, помнишь ту душераздирающую историю про парня гондона и
двух блондинок из прошлой методы?..). При лечении сульфаниламидами в бактериальной
клетке конкурентно нарушается использование п-аминобензойной кислоты для синтеза
дигидрофолиевой кислоты, что и вызывает лечебный эффект.
!!! То есть из-за того, что у компонента витамина В9 есть конкуренция с сульфаниламидом, его
действие ослабевает и бактерия загибается от недостатка н-аминобензойной кислоты. Так
работает этот антибиотик
Дикумарол – антивитамин К, он
связывается с ферментом
редуктазой и блокирует
восстановление неактивной
формы витамина К в
активную, это можно увидеть на
схеме:
В медицине он применялся для профилактики тромбозов
и эмболий (т.к. Витамин К является коферментом для
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
реакций тромбообразования), но сейчас он вытеснен менее
токсичным варфарином – тоже антивитамином К.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЕЩЁ РАЗ ВСЕМ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ У ВАС ВСЁ ПОЛУЧИТСЯ!!!!
Я В ВАС ВЕРЮ!!!
Курина Таня, группа 2.2.15
@tanissimoo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Название
витамина
(буквенно
е,
химическ
ое,
физиологич
еск ое)
Химическая формула
Витамин А
(Ретинол,
Антиксерофт
аль
мический)
Миним
а
льная
суточн
ая
потреб
н ость
Биологичес
кая роль
ЖИРОРАСТВОРИ
МЫЕ
1,0-2,5
Участвует в акте
зрения,
мг
регулирует рост
и
дифференциров
ку клеток
Признаки
гипер-,
гипо- и
авитамин
оз а
Пищевы
е
источни
ки
Лекарственн
ые формы
Гипо:
рыбий жир,
печень морских
рыб, печень
крупного
рогатого скота и
свиньи, жирные
молочные
продукты, желток
каротиноиды:
морковь,
томаты, перец,
салат
Ретинолацетат,
ретинолпальми
тат
(функциональна
я ОН-группа
защищена
жирными
кислотам
и)
растительные
масла (кроме
оливкового),
αТокоферола
ацетат.
Нарушение
сумеречного
зрения –
куриная
слепота,
ксерофтальм
ия
Гипер:
ВИТАМИН Е
(токоферол,
антистерильн
ый
)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
20-50 мг Биологическ
ий
антиоксидан
т,
регулирует
Острое
отравление,
отёк соска
зрительного
нерва
Анеми
я,
гемоли
з
эритроцитов,
интенсивность
мышечна
свободнорадикальн я
ы
дистроф
ия
х реакций в
клетке.
защищает витамин
пророщенное зерно
пшеницы,
бобовые, салат,
капуста,
сливочное масло и
яйца
А
от окисления
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН К
(Нафтохиноны
,
антигеморраги
ч
еский)
ВИТАМИН D
(кальциферол,
2 мг
1225мкг
(дети)
Активатор
ы
факторов
свёртывания,
синтез
белков костной
ткани
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Источники К1:
капуста, крапива,
тошнота,
тыква, арахисовое
масло, печень
(филлохинон)
К2 (метахинон)
образуется
микрофлорой в
тонком
кишечнике.
1)печень,
дрожжи,
жирномолочны
е
продукты
(сливочное
масло, сливки,
деминерализ сметана), желток
а
яиц
ция костей,
2)образуется в
коже
кальцификац при
и
я сосудов
ультрафиолетово
м
облучении
5-10г
Входят в состав
мембран,
защищают
Викасол,
настои
крапивы.
рябина, шпинат,
Участвует в обмене Гипо:
Ca2+ и фосфатов
Рахит,
остеопороз
ы
Гипер:
антирахитичес
к
ий)
ВИТАМИН F
(Омега-6
жирные
Сильные
кровотечен
ия
Гиперкерат
оз (гусиная
растительные
масла (кроме
пальмового и
Витамин D –
рыбий жир,
эргокальциферол,
холекальциферол.
1,25Диоксикальцифер
о
л (активная
форма)
– остеотриол,
рокальтрол,
форкал
плюс
Гепатопротекто
ры и
антиатерогенны
е
кислоты)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Витамин А от
окисления,
предшественни
ки
простагландин
ов,
Источник энергии.
кожа),
оливкового)
воспалительн
ые
поражения
кожи,
почек,
нарушение
репродуктив
н
ых функций
препараты:
эссенциале,
линетол, линол
ВИТАМИН
В1(ТИАМИН,
АНТИНЕВРИ
ТНЫ Й
ВОДОРАСТВОРИ
МЫЕ
2-3 мг
Декарбоксилирова БЕРИ-БЕРИ,
ни
е альфаполиневрит,
кетокислот,
энцефалопатии
перенос
активного
альдегида
(транскетолаза)
злаки,
горох,
фасоль,
мясо,
дрожжи
Свободный тиамин
и
ТДФ
(кокарбоксилаза).
2-2,5мг
Кофермент
оксидоредуктаз –
сухость ротовой
полости, губ и
мясные
продукты,
печень,
обеспечивает
роговицы;
почки,
хейлоз,
молочные
перенос 2 атомов
глоссит
продукты,
дрожжи.
водорода в
(фуксиновый
Также
окислительноязык),
витамин
шелушение
образуется
восстановительных кожи,
реакциях
конъюнктивит и кишечными
бактериями
блефарит
Свободный
рибофлавин, ФМН
и
ФАД
(коферментные
формы)
15-25 мг
Перенос гидрид-
Пеллагра
печень, мясо,
Никотинамид и
ионов Н– (атом
водорода и
(деменция,
дерматиты,
рыба, бобовые, никотиновая
гречка, черный кислота.
ВИТАМИН В2
(РИБОФЛАВИ
Н,
ВИТАМИН
РОСТА
)
ВИТАМИН В3
(РР,
НИАЦИН ,
АНТИПЕЛЛАГ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Черный хлеб,
РИ
ЧЕСКИЙ )
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
электрон)
в окислительнодиарея)
восстановительных
реакциях
хлеб.
Синтез из
триптофана
Педиолалгия
(эритромелалг
ия)
- поражение
малых
артерий
дистальных
отделов
нижних
конечностей
Повышенная
Любые
пищевые
продукты,
особенно
бобовые,
дрожжи,
животны
е
продукты
Пантотенат
кальция, коэнзим
А.
злаки,
бобовые,
дрожжи,
печень,
почки, мясо,
Пиридоксин и
ВИТАМИН В5
(ПАНТОТЕНО
ВАЯ
КИСЛОТА)
10-15 мг
В форме КоА –
перенос
ацильных
групп (энерг.
Оксиление,
синтез ЖК,
синтез
ацетилхолина,
желчных кислот)
ВИТАМИН В6
(
ПИРИДОКСИН
,
АНТИДЕРМАТ
ИТ
НЫЙ )
1,5-2 мг
Перенос
аминогрупп
и карбоксильных
возбудимость
групп в реакциях
ЦНС,
метаболиз
ма
аминокисл
от,
кофермент
декарбоксилаз
эпилептиформн
ые судороги,
также
синтезируетс
я
полиневриты,
дерматиты,
анемии
кишечными
бактериями
100 мг
ВИТАМИН С
(АСКОРБИНО
ВАЯ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гидроксилировани Цинга е
нарушение
пролина, лизина
синтеза
коллагена,
(синтез
что
коллагена),
приводит к
антиоксидант
поражению
Свежие
овощи
и фрукты
шиповни
к,
смородин
а,
пиридоксальфосфа
т.
Аскорбиновая
кислота чистая
или с
глюкозой.
КИСЛОТА ,
АНТИЦИНГОТ
НЫ
Й)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
соединительной
ткани, ломкости
и
проницаемос
ти
капилляров
ик
ухудшению
заживления ран
перец сладкий,
укроп, капуста,
земляник
а,
клубника
,
апельсины,
лимоны,
малина
ВИТАМИН
В9=ВС (
ФОЛИЕВАЯ
КИСЛОТА )
400 мкг
перенос
одноуглеродных
фрагментов,
синтез
пуриновых
Мегалобластичес
кая
анемия,
лейкопения,
гастриты,
энтериты,
глоссит
оснований,
метаболизм
аминокислот
ВИТАМИН В12
(КОБАЛАМИН
,
АНТИАНЕМИЧ
ЕС
КИЙ )
2,5-5 мкг
Изомеризация
витамина В12,
метилирование
гомоцистеина при
синтезе
метионина.ю
перенос метильных
Макроцитарна
я анемия,
снижение
эритроцитов в
3-4 раза
Неврологичес
кие
нарушения
Растительн
Фолинат кальция.
ые
продукты,
дрожжи,
мясо,
печень,
почки,
желток яиц.
Витамин
активно
синтезируетс
я
дружественно
й
кишечной
микрофлорой
.
печень, рыба,
Цианкобаламин.
почки, мясо.
Также он
синтезируе
тся
кишечной
микрофлорой
,
групп
ВИТАМИ
НН
(БИОТИН
,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
150200мкг
Перенос CO2 в
реакцих
карбоксилирова
ния
Практически
не
встречается
печень,
почки,
горох, соя,
цветная
-
АНТИСЕБОРЕ
ЙН
ЫЙ)
капуста,
либо
транскарбоксилир
ов
ания (синтез
оксалоацетата,
жирных кислот)
Курина Таня, 2.2.15
@tanissimoo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
грибы. Также
он
синтезируется
кишечной
микрофлорой
Назв
ан ие
витам
и на
Формула витамина
Формула кофермента и его
рабочая часть
В1
Тиаминдифосфат (ТДФ)
Рабочая часть - углеродный атом в
положении 2 тиазольного кольца
B2
ФМН и ФАД .Рабочая часть – флавин
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Процесс
ы, в
которых
участвуе
т
витамин
Кофермент:
- фермента
транскетолазы
пентозофосфатн
ого пути
-Ферментов
пируватдегидроге
наз ы и αкетоглутаратдегидр
о
геназы
Кофермент
оксидоредуктаз –
обеспечивает
перенос 2 атомов
водорода в ОВР
Фермент
содержат:
1.Дегидрогеназы пируватдегидроге
наз а, αкетоглутаратдеги
дро геназа,
сукцинатдегидрог
ена за, ацил-КоАдегидрогеназа,
митохондриальная
αглицеролфосфатде
ги дрогеназа. 2.
Оксидазы,
окисляющие
субстраты с
участием
Примеры реакций
молекулярно
го кислорода
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
В3
НАД и НАДФ
Рабочая часть - никотинамид
Перенос
гидрид- ионов
Н– (атом
водорода и
электрон) в
окислительновосстановительн
ых реакциях:
Синтез и
окисление
карбоновых
кислот, НАДН
выполняет
регулирующую
функцию,
защита от
свободных
радикалов,
защита
наследственной
информации
В5
перенос
ацильных (в том
числе
ацетильных) групп:
-р-ции
энергетическ
ого окисления
-синтез
жирных
кислот
-синтез
ацетилхолина
Кофермент А
Рабочая часть – HS группа
бета- маркаптоэтиламина
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
В6
ПальФ и ПаминФ
Рабочая часть – карбонильная
(ПальФ) группа,
аминогруппа (ПаминФ)
В9
ТГФК
Рабочая часть - парааминобензоат
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
перенос
аминогрупп и
карбоксильных
групп в реакциях
метаболизма
аминокислот:
o кофермент
аминотрансфераз
, переносящих
аминогруппы
между
аминокислотами,
o кофермент
декарбоксилаз,
участвующих в
синтезе
биогенных
аминов из
аминокислот
перенос
одноуглеродн
ых
фрагментов:
-синтез
пуриновых
оснований
-Обмен
аминокислот
взаимодействи
е с витамином
В12
Н
Сам по себе является коферментом.
Рабочая часть – COOH-группа валериановой
кислоты
Курина Таня, 2.2.15
@tanissimoo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Перенос CO2 в
реакциях
карбоксилирован
ия или в
реакциях
транскарбоксили
ро вания (при
синтезе
оксалоацетата,
жирных кислот)
Йо йо йо 1483 да 369 Альбукерке жжот, чё-каво сучара, жди
сигнала!
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина,
Северине,Ленинжере, Википедии и моих псевдознаниях. Ни на что
не претендую, просто подумала, что если я скомпоную методу,
учебник, интернет и мою маленькую способность доносить
материал доступно, я могу кому-то помочь:3
С ДНЁМ ДИСТАНЦИОНКИ, ДРУЗЬЯ!
Надеюсь, все сдали коллок на ура, в отличии от меня
(прямо перед колком посадили на карантин, здоровья
погибшим…) и готовы с новыми силами копаться в
биохимии вместе со мной!
Следующие темы – просто бомба, честно говоря. Искренне
надеюсь, что вам понравится)
Курина Таня,
2.2.15 Инст @tanissimoo,
Вк - https://vk.com/tanissimooo
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РНИМУ им.Пирогова(а то разошлись
методы, лол 2020 год (а в живы?...)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КАТАБОЛИЗМ И АНАБОЛИЗМ. ОБЩАЯ СХЕМА. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ И
ОБЩИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА
Метаболизм или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом
организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и
размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
То есть метаболизм – это все-все-все реакции, которые протекают у тебя в клетке
Его функции:
1. Энергетическая – снабжение клетки химической энергией,
2. Пластическая – синтез макромолекул как строительных блоков,
3. Специфическая – синтез и распад биомолекул, необходимых для выполнения
специфических клеточных функций
Делят метаболизм на два противоположных процесса: АНАболизм и КАТАболизм
Анаболизм – это биосинтез, создание. То есть из более мелких молекул образуются более крупные.
В процессе анаболизма в нашем организме синтезируются белки, полисахариды,
липиды, нуклеиновые кислоты и огромное количество других макромолекул.
Естественно, просто так производить биосинтез нельзя. Для этого необходима энергия! А
универсальный источник энергии для всех живых организмов – это АТФ.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Помимо АТФ источником энергии может быть НАДФ (для синтеза жирных кислот, холестерола).
Если ты помнишь, то НАДФ – это коферментная форма
витамина В3. НАДФ является коферментом
оксидоредуктаз, он как бы помогает ферментам
осуществлять процессы окисления в организме. Например, он
является коферментом в реакциях окисления глюкозо-6фосфата и оксалоацетата.
НАДФ, являясь коферментом, вступил в реакции окисления, присоединившись к ферменту
окисдоредуктазе. Помогая ферменту, НАДФ сам при этом восстановился и стал НАДФН. Он
принял на себя очень богатый энергией атом водорода, который, конечно, не пойдёт в
пустую. Так как в этом атоме водорода много энергии, организм будет использовать его по
полной. А чего добру пропадать? Дают – бери. Бьют – беги.
И вот в реакциях анаболизма он отдаёт тот самый богатый энергией атом водорода для
чего? Конечно, для синтетических реакций анаболизма. Теперь НАДФН уже окисляется,
снова превращаясь в НАДФ (отдал атом водорода).
Это называется НАДФ-НАДФН-циклом.
Как видишь, в реакциях анаболизма, НАДФН превращается в
НАДФ, т.е. отдаёт атом водорода, который, как мы все уже
поняли но я ещё раз скажу, очень богат энергией.
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
Проспойлерю тебе немного второе занятие:
АТФ ПРИСУТСТВУЕТ ВО ВСЕХ ЖИВЫХ КЛЕТКАХ И ОБРАЗУЕТ УНИВЕРСАЛЬНУЮ СИСТЕМУ,
СЛУЖАЩУЮ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ. ЭТО УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ
ВАЛЮТА КЛЕТКИ.
АТФ состоит из:
- азотистого основания – АДЕНИНА
-сахара – D-рибозы (соединен с аденином N-гликозидной связью)
-остатков фосфорной кислоты (соединены
пирофосфатными связями )
Именно пирофосфатные связи между остатками фосфорной
кислоты называются МАКРОЭРГИЧЕСКИМИ. Разрываясь,
высвобождается та самая энергия, необходимая для… всего.
Итак, АТФ образуется в процессе катаболизма(далее). Он «улавливает» энергию, которая
высвобождается при расщеплении твоей еды – белков, жиров и углеводов.
Обладая макроэргическими связями, АТФ участвует в процессах анаболизма – биосинтеза
самых разных молекул в нашем организме. Поэтому он так важен.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Катаболизм – процесс, противоположный анаболизму.
Катаболизм – это расщепление и окисление сложных органических молекул до более
простых конечных продуктов. То есть тут наоборот – большие молекулы расщепляются до
маленьких.
Вот ты скушал булочку, в ней – много углеводов. Эти углеводы расщепились у тебя в ЖКТ до
глюкозы, которая с током крови дошла до клеток. Эта глюкоза в процессах катаболизма внутри
клетки будет расщепляться до более мелких молекул, при этом высвобождается энергия.
Большая часть энергии будет рассеиваться в виде тепла, это тоже безумно важно, т.к. за
счёт этого происходит поддержание температуры нашего тела.
А меньшая часть этой энергии будет «перехватываться» коферментами окислительных
реакций. Мы их уже знаем, это НАД и ФАД (которые потом приведут к синтезу АТФ, не об
этом позже). Некоторая часть энергии будет сразу идти на синтез АТФ.
ТО ЕСТЬ какая-то макромолекула, будь то белок, углевод или липид, содержит в
себе высокую энергетическую ценность – это твоя еда. Расщепляясь в
процессах катаболизма, происходит высвобождение этой энергии.
Если процессы анаболизма отнимали у НАДФН этот атом водорода, чтобы осуществлять
реакции, то реакции катаболизма НАОБОРОТ присоединяют к НАДФ атом водорода,
превращая его в НАДФН. Энергию для этого реакции катаболизма берут из тех самых сложных
веществ (белков, жиров, углеводов), которые расщепляются и отдают свою энергию.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Вот такой биохимический конвейер, блять.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Атомы водорода, высвобождающиеся в реакциях окисления (распада макромолекул) и обладающие
высокой энергией, идут на:
1)Анаболические реакции в составе НАДФН
То есть из НАДФ в процессе катаболизма образуется НАДФН, который нужен для анаболизма –
синтеза чего- то.
2) Образование АТФ в составе НАДН и ФАДН2 в дыхательной цепи митохондрий. (об
этом мы будем говорить на след.занятии)
Катаболизм это очень интересно. Он состоит из трёх этапов:
I этап
Это то, что происходит у нас в кишечнике или в лизосомах при
расщеплении уже ненужных макромолекул.
Белки аминокислоты
УглеводыМоносахариды (глюкоза)
ЛипидыГлицерин и жирные
кислоты.
На первом этапе из этих веществ мы можем выжать только
1% энергии, и вся эта энергия рассеется в виде тепла. То
есть мы на этом этапе не получим ни НАДН, ни ФАДН2, ни
тем более АТФ.
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
II этап
Вещества, получившиеся на первом этапе – аминокислоты, моносахариды, глицерин и жирные
кислоты, превращаются в пировиноградную кислоту, ацетильную группу (в составе
ацетил-SКоА), и в некоторые другие мелкие органические молекулы.
Эти процессы осуществляются в цитоплазме и в митохондриях.
Здесь мы можем выжать уже 30% энергии из молекулы. Часть энергии рассеивается в виде тепла, а
часть
(13%) – запасается в виде АТФ (о котором мы оооочень подробно будем говорить на след. занятии)
III этап
ВСЁ В МИТОХОНДРИЯХ
Здесь происходят реакции Цикла Трикарбоновых Кислот (ЦТК). Оксалоацетат,
находящийся в матриксе митохондрии, вступает в реакцию с Ацетил-SКоА, который
образовался у нас на втором этапе катаболизма. При этом Ацетил-SКоА окисляется до CO2. А
выделившиеся в процессе ЦТК атомы водорода, соединяются с НАД и ФАД и превращают их
в НАДН и ФАДН2, т.е. восстанавливают их.
Далее НАДН и ФАДН2, которые содержат энергетически богатый атом водорода, вступают
в дыхательную цепь на внутренней мембране митохондрий. Там происходит магия второго
занятия по бх и образуется АТФ. То, ради чего всё это было придумано, да-да…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Здесь мы выжимаем аж 70% энергии из вещества, и целых 46% запасается в виде АТФ и
ГТФ (аналог АТФ)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Таким образом, из 100% всей энергии вещества, которое поступило в наш организм, 59% мы
можем запасать в виде АТФ. Ни один современный двигатель не имеет такого высокого
КПД!
Есть много процессов, в результате которых мы можем получить ту самую энергию – АТФ,
либо НАДН или ФАДН2
На I этапе, как говорилось раннее, энергию запасти мы не можем, она вся
рассеивается в виде тепла На II этапе:
1) Гликолиз - окисление молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты,
при этом образуется 2 молекулы АТФ и НАДН. Далее пировиноградная кислота в аэробных
(с кислородом) условиях превращается в ацетил-SКоА, в анаэробных условиях – в молочную
кислоту (лактат). Проходит в цитоплазме.
2) β-Окисление жирных кислот – окисление жирных кислот до ацетил-SКоА, здесь
образуются молекулы НАДН и ФАДН2. Молекул АТФ "в чистом виде" не образуется
На III этапе:
1) Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК)– окисление ацетильной группы (в составе ацетилSКоА) или иных кетокислот до углекислого газа в митохондриях. Реакции полного цикла
сопровождаются образованием 1 молекулы ГТФ (что эквивалентно одной АТФ), 3
молекул НАДН и 1 молекулы ФАДН2.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2) Окислительное фосфорилирование – окисляются НАДН и ФАДН2, полученные в
реакциях катаболизма глюкозы и жирных кислот. При этом ферменты внутренней
мембраны митохондрий обеспечивают образование основного количества клеточного
АТФ из АДФ (фосфорилирование)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Как ты уже понял, вся суть катаболизма сводится к
синтезу АТФ (англ. ATP) – универсальному источнику
энергии, который используется всеми – от человека до
кишечной палочки.
АТФ синтезируется из АДФ (ADP) в процессе
окислительного фосфорилирования на внутренней
мембране митохондрий. И ОПЯТЬ это тема второго
занятия, но ты должен хотя бы понимать, для чего мы
все тут собрались и ебемся с этим катализом.
В процессах катаболизма (гликолиз, окисление
жирных кислот, ЦТК, окислительное
фосфорилирование) происходит
«зарядка» АДФ – оно превращается в АТФ. Его мы
уже можем пустить на процессы… да, анаболизма,
который требует энергии, батарейка должна быть
«заряжена». Зарядке АТФ способствуют высоко
энергичные атомы водорода.
Помнишь, те самые из НАДН и ФАДН2?
Как именно это происходит, мы узнаем через неделю. А пока что просто уясни и пойми это для
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
себя.
Ох, поверь, тебе это пригодится)))00
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПЕРЕД ПИЗДЕЦОМ ПРЕДЛАГАЮ УСТРОИТЬ ТРАДИЦИОННЫЙ ПЕРЕРЫВ НА МЕМЫ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА
Знакомься – это пируват или пировиноградная кислота или ПВК.
Он образовался при расщеплении глюкозы пополам.
Глюкоза – шестиуглеродный сахар. В результате гликолиза она поделилась пополам –
на два пирувата, которые состоят из трёх атомов углерода.
Ты много раз будешь встречать его на курсе биохимии, поэтому пж запомни, как он выглядит, это не так
сложно)
Пируват является продуктом окисления в первую
очередь глюкозы и некоторых аминокислот (ала, сер,
цис, тре) – на схеме.
Пируват может превратиться в два вещества в зависимости от условий:
1) В анаэробных условиях (отсутствие
кислорода) ПВК восстанавливается до
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
молочной кислоты – лактата. Фермент:
лактатдегидрогеназа
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2) В аэробных условиях (в присутствии O2) происходит его окислительное
декарбоксилирование до уксусной кислоты, переносчиком которой служит коэнзим А.
Суммарное уравнение выглядит вот так:
Здесь мы видим:
1) Декарбоксилирование пирувата – была у него COOH группа, а вот отделился CO2 и где
она теперь? В пизде
2) Восстановление НАД до НАДН (держим в уме, что эта штука содержит в себе
богатый энергией протон водорода)
3) Образование Ацетил-SКоА –молекулы с двумя атомами углерода (один мы отщепили в
результате декарбоксилирования(
Всё это происходит в пять реакций, которые осуществляются мультиферментным комплексом,
который прикреплён к внутренней мембране митохондрий.
Мультиферментный комплекс состоит из 3х ферментов и 5ти
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
коферментов:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
I реакция: фермент –
ПИРУВАТДЕГИДРОГЕНЕЗА (E1 - желтый)
Кофермент: тиаминдифосфат (витамин В1)
II и III реакция: фермент ДИГИДРОЛИПОАТ-АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗА
(Е2 - зелёный)
Кофермент: липоевая кислота
IV и V реакции: фермент - ДИГИДРОЛИПОАТ-ДЕГИДРОГЕНАЗА (Е3 - розовый)
Кофермент: ФАД (витамин В2)
Итак, рассматриваем реакции.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Суть первых трёх реакций
1. ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА. Это осуществляет фермент E1 – пируватдегидрогеназа
2. ОКИСЛЕНИЕ ПИРУВАТА ДО АЦЕТИЛА И ПЕРЕНОС ЭТОГО АЦЕТИЛА НА КОЭНЗИМ А
(катализирует E2 - дигидролипоат-ацетилтрансфераза)
А теперь внимательно следим за мной и схемой:
1 реакция: здесь у нас E1 (пируватдегидрогеназа)
реагирует с пируватом чтобы его
декарбоксилировать. Делает она это через
кофермент ТДФ (тиаминдифосфат). В итоге уходит
CO2 и из пирувата образуется гидроксиэтил.
Получаем в итоге комплекс из пируватдегидрогеназы и
декарбоксилированного пирувата.
2 реакция: этот наш комплекс переходит на E2 - дигидролипоат-ацетилтрансферазу, связанную с
липоевой кислотой(ЛК)–коферментом.
Липоевая кислота содержит два связанных атома серы.
Первый комплекс, реагируя со вторым, вызывает отщепление
пируватдегидрогеназы вместе с ТДФ (E1-ТДФ). Гидроксиэтил
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
соединяется с одним из атомов серы липоевой кислоты и образуется
ацетил.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3 реакция: К этой елде из E2, липоевой кислоты и ацетила присоединяется НS-КоА и E2
отсоединяется от этого комплекса, только уже не с липоевой кислотой, а с дигидролипоевой
кислотой(восстановленной формой). В итоге мы получаем АЦЕТИЛ-SКоА.
Всё, пируват достиг своей конечной формы – ацетил-SКоА.
Реакция 4 уже не взаимодействуют с ним, а возвращают дегидролипоевую кислоту
обратно в окисленное состояние – липоевую кислоту. Комплекс E2-ЛК-2SH,
образовавшийся в 3 реакции, реагирует с ферментом E3 - дигидролипоат-дегидрогеназой,
связанной с коферментом – ФАД.
В итоге снова образуется комплекс E2 с
восстановленной липоевой кислотой, а ФАД,
находящийся на третьем комплексе,
превращается в ФАДН2.
А мы помним, что этот ФАДН2 обладает высокой энергией за счёт атомов водорода.
Благодаря этому ФАДН2 мы можем получить НАДН, который может пойти на синтез АТФ (а
это, напомню, то, к чему мы всегда стремимся). Это и есть суть реакции 5.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Реакция 5: Комплекс E3, который связан теперь с восстановленным ФАДН2, реагирует с НАД.
ФАДН2 отдает ему свой водород и превращает НАД в НАДН.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВАОЛЯ. Из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК, а значит, 2 молекулы
НАДН или 6 молекул АТФ
РЕГУЛЯЦИЯ ПИРУВАТДЕГИДРОГЕНАЗНОГО КОМПЛЕКСА
Регулировать, как-то влиять на пируватдегидрогеназный комплекс мы можем двумя
вспомогательными ферментами:
КИНАЗАМИ и ФОСФОТАЗАМИ
Они регулируют самый первый фермент – Пируватдегидрогеназу (E1).
Так, где-то мы это уде проходили. Ковалентные взаимодействия, припоминаешь? Когда
фермент активен либо в фосфорилированной форме, либо в дефосфорилированной (без
остатка фосфорной кислоты)
Так вот, пируватдегидрогеназа относится к тем
ферментам, которые активны в
дефосфорилированной форме.
Если же к ней присоединить фосфат (P), то она
прекращает свою работу. Происходит это,
когда образуется избыток НАДН и АТФ –
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
конечных продуктов пируватдегидрогеназного
комплекса.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Присоединение фосфата к пируватдегидрогеназе катализирует КИНАЗА.
ФОСФАТАЗА же, наоборот, активируясь ионами кальция или инсулином, отщепляет фосфат от
пируватдегидрогеназы и активирует её.
Таким образом, в состоянии покоя при достаточном количестве АТФ пируватдегидрогеназа
неактивна, ей незачем работать, и окисление глюкозы прекращается. Она может
использоваться на какие-либо синтетические процессы.
Как только клетка начинает работать, уровень АТФ и НАДН резко снижается, ведь мы тратим
их на выполнение работы (сокращение мышечной клетки, например). Киназная реакция
останавливается, и в результате дефосфорилирования фермент активируется –
начинается окисление глюкозы.
В головном мозге доля пирувата, поступающая на ПВК-дегидрогеназу,
составляет 80-90%, в отличие от печени, где эта доля соответствует 15-20%. В
печени ПВК в основном используется для синтеза оксалоацетата. Этим
объясняется высокая чувствительность нервной ткани к дефициту тиамина.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ. ОБЩАЯ СХЕМА,
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.
Пируват, прошедший через Пируватдегидрогеназный комплекс, декарбоксилировался и превратился в
ацетил-SКоА. Напомню, что по пути он ещё и синтезировал НАДН.
Какова же его судьба? КУДА ОН ЧЁРТ ВОЗЬМИ ПОШЁЛ, ДЛЯ ЧЕГО Я УЧИЛА ЭТИ РЕАКЦИИ???
Не переживай, образовавшийся ацетил-SКоа далее вступает в цикл трикарбоновых кислот
(ЦТК), он же цикл лимонной кислоты, он же цикл Кребса.
ЦТК происходит в матриксе митохондрий. Начинается он с оксалоацетата и состоит из восьми
последовательных реакций, в результате которых снова образуется оксалоацетат. Это же цикл, блин.
Функции ЦТК:
1. Энергетическая – заключается в синтезе одной молекулы ГТФ (эквивалентна АТФ) и в
генерации атомов водорода для работы дыхательной цепи(о ней на след.неделе), а именно
трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН2;
2. Анаболическая – в ЦТК образуется
o предшественник гема – сукцинил-SКоА,
o кетокислоты, способные превращаться в аминокислоты – α-кетоглутарат для глутаминовой
кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
o лимонная кислота, используемая для синтеза жирных кислот (при определенных условиях),
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
o оксалоацетат, используемый для синтеза
глюкозы (при определенных условиях).
ИТАК, смотрим на схему и читаем:
В первой реакции оксалоацетат
(щавелеуксусная кислота, ЩУК) – имеющая
четыре атома углерода, реагирует с ацетилSКоА (2 атома С), который мы с тобой в
предыдущей главе так упорно в пять реакций
получали. В результате этой реакции образуется
цитрат – лимонная кислота, содержащая
уже 6 атомов углерода (4+2=6, логично…).
Одновременно в ацетил-SКоА расщепляется
тиоэфирная связь (SH) и освобождается
коэнзим А.
Далее лимонная кислота изомеризуется
в изоцитрат (перемещается OH-группа с
одного углерода на другой)
Далее - 2 реакции дегидрирования с выделением
CO2 и восстановлением НАД до НАДН
В пятой реакции образуется ГТФ – это реакция
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
субстратного фосфорилирования
Последние 3 реакции это дегидрирование, гидратация и новое дегидрирование субстратов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Настало время поэзии… вдруг, кому-то
поможет.
ЩУКа съела ацетат, получается
цитрат Через цисаконитат будет
он изоцитрат Водороды отдав НАД,
он теряет СО2 Этому безмерно рад
альфа-кетоглутарат
Окисление грядет — НАД похитил
водород ТДФ, КоэнзимА забирают
СО2
А энергия едва в сукциниле
появилась сразу АТФ родилась и
остался сукцинат
вот добрался он до ФАДа — водороды тому
надо фумарат воды напился, и в малат он
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
превратился тут к малату НАД пришел,
водороды приобрел ЩУКа снова
объявилась и тихонько затаилась
Караулить ацетат…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Теперь о каждой реакции:
1.Образование цитрата
Углеродный атом метильной группы ацетилКоА связывается с карбонильной группой
оксалоацетата, образуется ЦИТРАТ,
Одновременно в ацетил-SКоА расщепляется
тиоэфирная связь (SH) и освобождается
коэнзим А. Реакция осуществляется под
действием цитратсинтазы.
2. Превращение цитрата в
изоцитрат
Происходит под действием аконитазы,
получившей своё название благодаря
промежуточному продукту реакции – цисаконитовой кислоте, которая не обнаруживается
в свободном виде, т.к. не отделяется от активного
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
центра до завершения
реакции. Видишь – H и OH
поменялись местами.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3. Окисление изоцитрата до α-кетоглутарата
На данном этапе происходит окислительное декарбоксилирование
изоцитрата с образованием альфа-кетоглутарата.
Мы теряем COOH-группу, избавляемся от одного атома
углерода и получаем СО2.
Процесс осуществляется НАД-зависимой
изоцитратдегидрогеназой, при этом НАД восстанавливается
до НАДН.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
4. Окислительное декарбоксилирование α-кетоглутарата до сукцинил-КоА
Фермент: α-кетоглутарат-дегидрогеназный комплекс
(похож на пируватдегидрогеназный комплекс)
Данный комплекс требует 5 кофакторов:
1. Тиамин (В1)
2. Липоевая кислота
3. КоэнзимА
4. ФАД (В2)
5. НАД (В3)
Для того, что бы их запомнить, существует мнемоника:
Тирекс Любит и Кушает Фирменные Начос (=^_^=)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Конечные продукты реакции: сукцинил-КоА, СО2, НАДН
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
5. Превращение сукцинил-КоА в сукцинат
Фермент: сукцинат тиокиназа
Сначала происходит субстратное фосфорилирование молекулы
фермента, а затем остаток фосфорной кислоты присоединяется к ГДФ
с образованием АТФ.
Образование ATФ (или ГТФ) за счёт энергии, запасённой при окислительном
декарбоксилировании α-кетоглутарата(предыдущая реакция с образованием
НАДН), является реакцией субстратного фосфорилирования.
6. Дегидрирование сукцината или окисление сукцината до фумарата
Превращение сукцината в фумарат катализирует
сукцинатдегидрогеназа.
(следующее занятие).
В качестве кофермента он содержит ФАД.
Сукцинатдегидрогеназа очень прочно связана с внутренней
мембраной митохондрий и является комплексом II в
дыхательной цепи
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
При окислении сукцината до фумарата ФАД восстанавливается и превращается в ФАДН2
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
7. Гидратация фумарата до малата
Фермент: фумараза (фумаратгидратаза)
В реакцию вступает вода, исчезает двойная связь и появляется OHгруппа.
8. Окисление/дегидрирование малата до оксалоацетата (юхууу мы вернулись к истокам)
Из малата образуется оксалоацетат (ЩУК), а акцептор водорода НАД
превращается в НАДН.
Фермент: НАД-зависимая мата дегидрогеназа
Реакция протекает благодаря активному расходованию оксалоацетата в цитратсинтазной реакции.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Теперь давай считать, сколько АТФ мы получили в ЦТК
Самые внимательные посчитали, сколько мы накопили
НАДН, ФАДН2 и ГТФ.
Они эквивалентны вот такому количеству АТФ:
3 молекулы НАДН=9 молекул АТФ
1 молекула ФАДН2=2 молекулы АТФ
1 молекула ГТФ=1 молекула АТФ
Итого: 12 молекул АТФ из одной молекулы ацетил-КоА
Вспоминаем, что из одной молекулы глюкозы у нас образовалась 2 молекулы ацетилКоА, а значит…
из одной молекулы глюкозы мы получим 24 молекулы АТФ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
(за один цикл Кребса)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Господь бог, я отойду…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ ЦИКЛА ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Главным и основным регулятором ЦТК является
оксалоацетат, а точнее его доступность. Наличие
оксалоацетата вовлекает в ЦТК ацетил-SКоА и
запускает процесс.
Обычно в клетке имеется баланс между образованием
ацетил- SКоА (из глюкозы, жирных кислот или
аминокислот) и количеством оксалоацетата.
Мы уже знаем, откуда берётся Ацетил-КоА (окисление
пирувата) А откуда же берётся оксалоацетат?
Источником оксалоацетата является синтез из пирувата
(анаплеротическая или пополняющая реакция),
поступление из фруктовых кислот самого
ЦТК(яблочной, лимонной), образование из аспарагиновой
кислоты.
Анаплеротические реакции – это реакции клеточного метаболизма, повышающие
концентрацию субстратов ЦТК, образуя их в других метаболических путях.
Например:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
1. Образование α -кетоглутарата и оксалоацетата в реакциях трансаминирования
аминокислот; 2.Образование α–кетоглутарата в глутаматдегидрогеназной реакции;
3.Образование оксалоацетата из пирувата в пируваткарбоксилазной реакции.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Т.е. анаплеротические реакции, это те
реакции, в ходе которых образуются вещества,
входящие непосредственно в сам ЦТК, тем
самым повышая их концентрацию
Понимание такого способа регуляции
позволяет понять причину синтеза
кетоновых тел.
Кетоновые тела - группа продуктов обмена
веществ, которые образуются в печени из
ацетил- КоА (например, ацетон).
Накопление кетоновых тел в организме приводит к
кетоацидозу - варианту метаболического
ацидоза, связанного с нарушением углеводного обмена, возникшего вследствие дефицита
инсулина: высокой концентрацией глюкозы и кетоновых тел в крови (значительно
превышающей физиологические значения).
Кетоацидоз возникает при декомпенсации сахарного диабета I типа и при голодании.
При указанных нарушениях происходит синтез глюкозы из оксалоацетата и других
метаболитов. Так как оксалоацетат расходуется на синтез глюкозы (а должно быть наоборот,
смотри на схему), то количество оксалоацитата сильно снижается. А так как оксалоацетат у
нас является главным регулятором ЦТК, который стимулирует начало цикла, при его
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
недостатке ЦТК работает очень плохо.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
А вот ацетил-КоА накапливается в организме, что ему будет? Он прекрасно
синтезируется при окислении жирных кислот. Только девать этот ацетил-КоА теперь некуда
и организм запускает
резервный путь утилизации ацетильной группы – синтез кетоновых тел.
В организме при этом развивается закисление крови (кетоацидоз) с характерной
клинической картиной: слабость, головная боль, сонливость, снижение мышечного
тонуса, температуры тела и артериального давления
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АНАБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЦТК
Хоть мы и говорим о том, что ЦТК – это один из ключевых путей катаболизма, он выполняет и очень
важные анаболические функции, поставляя промежуточные продукты для процессов биосинтеза.
Например:
Из а-кетоглутарата синтезируется 5-ти
углеродная аминокислота глутамат, а затем из
глутамата синтезируются глутамин, аргинин и
пролин.
Из оксалоацетата (в нем 4 углеродных атома)
синтезируется аспартат. Затем из аспартата
синтезируется аспарагин.
Из сукцинил-КоА синтезируются порфирины
и гем. Первая реакция синтеза порфирина реакция конденсации сукцинил-КоА и
аминокислоты глицина. В этой реакции
конденсации, сопряженной с
декарбоксилированием, образуется важный
промежуточный продукт синтеза гема - 8аминолевуленовая кислота.
Из оксалоацетата синтезируется глюкоза (процесс глюконеогенеза). Этот путь
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
активируется при недостаточности глюкозы в клетке.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РОЛЬ КОФЕРМЕНТНЫХ ФОРМ ВИТАМИНОВ В1, В2, В3, В5 В ОБЩИХ ПУТЯХ
КАТАБОЛИЗМА
ВИТАМИН В1. ТИАМИН. АНТИНЕВРИТНЫЙ.
Коферментная форма – тиаминдифосфат (ТДФ)
В виде ТДФ витамин В1 входит в состав многих ферментов, в том числе пируватдегидрогеназного и
α- кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, катализирующих окислительное
декарбоксилирование пировиноградной (ПВК) и α-кетоглутаровай (α-КГК) кислот,
соответственно.
ВИТАМИН В2. РИБОФЛАВИН. ВИТАМИН РОСТА
Коферментные формы – ФАД или ФДН
Витамин содержат дегидрогеназы энергетического обмена – пируватдегидрогеназа, αкетоглутаратдегидрогеназа, сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа,
митохондриальная α- глицеролфосфатдегидрогеназа.
ВИТАМИН В3. НИАЦИН. АНТИПЕЛЛАГРИЧЕСКИЙ
Коферментные формы – НАД и НАДФ
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Окислительно-восстановительные реакции, катализируемые оксидоредуктазами, составляют
важнейшую часть всех метаболических путей, однако наиболее значима их роль в процессах,
связанных с выделением энергии из питательных веществ. В них такие восстановленные
соединения, как глюкоза и жирные кислоты, окисляются и в связи с этим выделяют
энергию.
Эта энергия запасается НАД при его восстановлении до НАДН в ряде реакций β-окисления
жирных кислот, гликолиза и цикла трикарбоновых кислот.
ВИТАМИН В5. ПАНТАТЕНОВАЯ КИСЛОТА
В клетках животных и растений пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA),
принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ, основная функция - перенос
остатков карбоновых кислот в биохимических процессах.
Коэнзим А не связан прочно с каким-либо ферментом, его функция – перенос ацильных (в том
числе ацетильных) групп в реакциях энергетического окисления глюкозы и жирных
кислот, радикалов аминокислот, например, в работе ферментов пируватдегидрогеназы, αкетоглутаратдегидрогеназы, ацил-S- КоАдегидрогеназы, еноил-S-КоА-дегидрогеназы.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ну вот и всё! Всем спасибо за
внимание! У вас всё обязательно
получится, а я…
Курина Таня,
2.2.15 Инст @tanissimoo,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Вк - https://vk.com/tanissimooo
РНИМУ им.Пирогова
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПУТИ СИНТЕЗА АТФ
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина, Северине,Ленинжере, Википедии и моих
псевдознаниях. Ни на что не претендую, просто подумала, что если я скомпоную методу, учебник, интернет
и мою маленькую способность доносить материал доступно, я могу кому-то помочь:3
Ну привет, дружочек.
Снова покоряем мир БХ вместе?)
Честно говоря, следующая тема – просто краш. Я уверена,
что тебе она понравится. Очень логичная и интересная.
Возможно, некоторые моменты могут показаться сложными, но мы
обязательно со всем разберёмся. Будем смотреть на схемки и
параллельно читать, как сказала бы Глинкина Валерия
Владимировна, КАК БОЛЬШИЕ.
Отдельное спасибо хочу сказать моим любимым ребятам из
2.2.15 группы, которые являются главными спонсорами
мемов и моей уверенности в себе Люблю вас.
Курина Таня, 2.2.15
РНИМУ им.Пирогова
Инст: @tanissimoo, вк: - https://vk.com/tanissimooo (Здесь вы можете не только
полайкать меня, но и найти остальные методички на стене)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2020 год
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МАКРОЭРИЧЕСКИХ СУБСТРАТАХ.
КЛАССИФИКАЦИЯ МАКРОЭРГОВ.МАКРОЭРГИЧНОСТЬ АТФ. АТФ
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ВАЛЮТА КЛЕТКИ.
Макроэргические субстраты (макроэрги)- биологические молекулы, которые способны
накапливать и передавать энергию в ходе реакции. В их составе есть особые
макроэргические связи – это ковалентные связи, которые содержат в себе значительное
количество энергии.
При гидролизе таких субстратов высвобождается энергия - более 20кДж.
ТО ЕСТЬ макроэрги – это такие вещества, содержащие в себе особые макроэргические связи,
при разрыве которых высвобождается энергия более 20кДж.
Зачем нам нужно?
Начнём с основ….
Итак, ГЛЮКОЗА – основной источник энергии в нашем организме.
Она, как ты знаешь, распадается в процессе окисления до CO2 и H2O, при этом выделяется
значительное количество свободной энергии.
Свободная энергия может использоваться для выполнения какой либо работы в организме.
Если эта свободная энергия не будет каким то образом улавливаться и сохраняться,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
то она попросту перейдёт в тепло. Это конечно круто, за счёт выделения тепла
поддерживается
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
постоянная температура тела, но блин, как ты обычным теплом будешь сокращать мышцы,
совершать биохимические превращения? А? Да никак.
Так что нам нужен кто-то, кто может как раз ловить ту самую энергию, которая выделяется
при окислении энергических субстратов (глюкозы). И это…… макроэрги, да.
К ним относится давно тебе известный АТФ – аденозинтрифосфат.
АТФ состоит из:
- азотистого основания – АДЕНИНА
-сахара – D-рибозы (соединен с аденином N-гликозидной связью)
-остатков фосфорной кислоты (соединены
пирофосфатными связями )
Именно пирофосфатные связи между остатками фосфорной
кислоты называются МАКРОЭРГИЧЕСКИМИ. Разрываясь,
высвобождается та самая энергия, необходимая для… всего.
АТФ ПРИСУТСТВУЕТ ВО ВСЕХ ЖИВЫХ КЛЕТКАХ И ОБРАЗУЕТ УНИВЕРСАЛЬНУЮ
СИСТЕМУ, СЛУЖАЩУЮ ДЛЯ ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ. ЭТО УНИВЕРСАЛЬНАЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ВАЛЮТА КЛЕТКИ.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Для чего нам нужно АТФ:
1) АТФ поставляет энергию для химической работы биосинтеза. АТФ жертвует свою
фосфатную группу, активируют нужную молекулу и в таком виде используются для
сборки макромолекул
2) АТФ служит источником энергии для процессов движения и сокращения
3) За счёт энергии АТФ происходит перенос питательных веществ через мембраны
против градиента концентрации.
4) Энергия АТФ используется в очень тонких механизмах, обеспечивающих передачу
генетической информации при биосинтезе ДНК, РНК и белков.
АТФ можно представить как доставщика еды.
Чикенбургер – это твоя энергия, которую ты должен получить и как можно скорее.
Чикенбургер – это условная энергия, которая образовалась при распаде глюкозы.
И есть доставщик, причём это не просто какой-то левый чел, а человек со специальной
термосумкой, которая спокойно может донести твой чикенбургер, сохранив его тёпленьким,
чтобы ты смог с огромным удовольствием съесть его. Этот доставщик еды – макроэрг – АТФ.
То есть этот доставщик деливери, благодаря своей термосумке (макроэргической связи между
остатками фосфорной кислоты), не рассеивает тепло, пока несёт тебе еду, а сохраняет его,
чтобы доставить тебе твой любимый чикенбургер в неизменном виде. Вот так.
.Ну кстати, энергию можно получить не только путём гликолиза, но ещё и при β-Окисление
жирных кислот, в цикле трикарбоновых кислот, окислительном фосфорилировании в
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
дыхательной цепи митохондрий.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Скажу по секрету, все азотистые основания могут образовывать макроэргические
соединения – ЦТФ (азотистое основание в составе - цитозин), УТФ (урацил), ТТФ (тимин), но в
подавляющем большинстве случаев это всё же АТФ (с аденином).
Вот все эти нуклеозидТРИфосфаты (УТФ,ТТФ,ЦТФ, ГТФ) обладают некой специализацией.
Так, УТФ участвует в обмене углеводов, в частности в синтезе гликогена. ГТФ задействован в
рибосомах, участвует в образовании пептидной связи в белках. ЦТФ используется в синтезе
фосфолипидов.
КЛАССИФИКАЦИЯ МАКРОЭРГОВ
Так как этих макроэргов множество, а человечество всегда стремится расставить всё по полочкам,
существует классификация макроэргов по типу связи, которая как раз и несёт энергию:
1. Фосфоангидридная связь. Такую связь имеют все нуклеотиды: нуклеозидтрифосфаты (АТФ,
ГТФ, ЦТФ, УТФ, ТТФ) и нуклеозиддифосфаты (АДФ, ГДФ, ЦДФ, УДФ, ТДФ). Та самая связь
между остатками фосфорной кислоты, помнишь?
2. Тиоэфирная связь. Примером являются ацил-производные коэнзима А: ацетил-SКоА,
сукцинил-SКоА, и другие соединения любой жирной кислоты c HS-КоА.
3. Гуанидинфосфатная связь – присутствует в креатинфосфате, запасном макроэрге
мышечной и нервной ткани.
4. Ацилфосфатная связь. К таким макроэргам относится метаболит гликолиза 1,3дифосфоглицериновая кислота (1,3-дифосфоглицерат). Она обеспечивает синтез АТФ в
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
реакции субстратного фосфорилирования.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
5. Енолфосфатная связь. Представитель – фосфоенолпируват, метаболит
гликолиза. Он также обеспечивает синтез АТФ в реакции субстратного
фосфорилирования в гликолизе
ПУТИ СИНТЕЗА АТФ: СУБСТРАТНОЕ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ.
АТФ тоже откуда-то берётся. Мне кажется, ты понял, что ничто не образуется просто так и всё имеет
гЛуБоКиЙ сМыСл.
Образуется АТФ путём фосфорилирования – присоединения к предшественнику остатка
фосфорной кислоты. Как помнишь, именно связь между этими остатками и обеспечивает
макроэргичность молекул. Давай-ка рассмотрим этот процесс поподробнее
Итак, сразу говорю, почерк у меня не оч)0))0
АМФ – аденозинМОНОфосфат. Исходя из
названия, делаем вывод, что там ОДИН
остаток фосфорной кислоты. Вопрос к тебе:
Это макроэрг? 3…2…1….
Конечно нет, ведь у макроэргов есть
макроэргические связи, а
макроэргическая связь – это связь
МЕЖДУ остатками фосфорной кислоты.
А так как остаток тут всего один, он ни с
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
чем не связан. Но тут происходит магия –
присоединяется ещё один остаток
фосфорной кислоты, происходит ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Этот фосфат (остаток) присоединяется к фосфату АМФ и между ними образуется
МАКРОЭРГИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ(~), которая при разрушении может выделять энергию, а это
то, что нам нужно.
У нас образовалась пара образовался АДФ – аденозинДИфосфат. Он уже может накапливать и
передавать энергию. Он макроэрг, который кстати всё равно потом превращается в АТФ, но
смысл ты понял.
Если к АДФ присоединить ещё H3PO4, то образуются АТФ, содержащий уже ДВЕ
макроэргические связи. Он может накапливать и передавать БОЛЬШЕ энергии, чем АДФ.
Смотрим:
~ - макроэргическая связь
Фосфат~Фосфат-Рибоза-Аденин - АДФ (одна макроэргическая связь между двумя фосфатами)
------ +H3PO4 (фосфорилирование)---------
Фосфат~Фосфат~Фосфат-Рибоза-Аденин – АТФ (две макроэргические связи между тремя
фосфатами)
В тех случаях, когда энергия АТФ используется для работы, концевая
фосфатная группа отщепляется в виде неорганического фосфата
и остаётся… да, АДФ (был ТРИфосфат, стал ДИфосфат). АДФ ещё
называют «разряженной формой», но путём присоединения
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
фосфата он может снова «зарядиться» и стать АТФ.
Ладно, ладно, все поняли, что вся фишка в фосфорилировании? Я вас
не слышу, Олимпийский!!! Оно может быть либо окислительным,
либо субстратным.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Окислительное фосфорилирование протекает в структурах мембран митохондрий, а именно
на внутренней мембране в составе дыхательной цепи – комплекса ферментов. При
прохождении этой цепи молекулы НАДН и ФАДН2, образовавшиеся в гликолизе и ЦТК при
окислении жирных кислот и аминокислот, преобразуются в энергию связей АТФ.
Субстратное фосфорилирование - связано с передачей макроэргического фосфата или
энергии макроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ. То есть какое-то
дико альтруистическое вещество пожертвовало свою драгоценную фосфатную группу, или
энергию, заключённую в его связях,
чтобы фосфорилировать макроэргические или потенциально макроэргические(как АМФ) субстраты.
Вот они, слева направо: К таким веществам относятся метаболиты гликолиза (1,3дифосфоглицериновая кислота, фосфоенолпируват), цикла трикарбоновых кислот (сукцинилSКоА) и резервный макроэрг креатинфосфат. Энергия гидролиза их макроэргической связи
выше, чем 7,3 ккал/моль в АТФ, и роль указанных веществ сводится к использованию этой
энергии для фосфорилирования молекулы АДФ до АТФ.
Так, а теперь, я хочу, чтобы ты меня внимательно послушал.
Сейчас будет очень серьёзная и важная тема, мы с тобой рассмотрим процесс образования АТФ, как
его фосфорилирование сопряжено с процессами окисления в клетке.
Сначала может показаться сложным, но если ты будешь внимательно читать и, что важно,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
смотреть на картинки с подписями, которые я прилагаю, то ты обязательно всё поймёшь.
Я не раз буду обобщать и резюмировать по ходу действия, поэтому всё у всех получится, я в вас верю!
<3
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Но для начала я хочу напомнить тебе кое-то из курса гисты, чтобы мы были на одной волне
Это митохондрия. Как ты уже наверняка знаешь, это органоид с двумя мембранами –
внешней и внутренней. Внутренняя мембрана митохондрии образует выросты - кристы. Между
этими мембранами есть пространство, которое так и называется – межмембранное
пространство. Внутри митохондрии, то есть полость под внутренней мембраной, называется
матрикс. Те процессы, о которых мы сейчас с тобой будем говорить, осуществляются на
границе между матриксом и межмембранным пространством, то есть на внутренней
мембране, на кристах.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВСЁ ПРО ДЫХАТЕЛЬНУЮ ЦЕПЬ (3-5 ВОПРОСЫ)
Окислистельное фосфорилирование — метаболический путь, при котором энергия,
образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в виде
АТФ. Хотя различные формы жизни на Земле используют разные питательные вещества, АТФ
является универсальным соединением, в котором запасается энергия, необходимая для других
метаболических процессов.
Впервые механизм окислительного фосфорилирования был предложен Питером Митчеллом в 1961г.
Он же и выдвинул хемиосмотическую теорию, которая гласит, что электронпереносящие цепи
митохондрий, хлоропластов и бактерий сопряжены с системой синтеза АТФ через разность
электрохимических потенциалов протонов на сопрягающих мембранах.
Согласно этой гипотезе перенос электронов, происходящий на внутренней
митохондриальной мембране, вызывает выкачивание ионов Н+ из матрикса митохондрий в
межмембранное пространство. Это создает градиент концентрации ионов Н+ между
цитозолем и замкнутым внутримитохондриальным пространством. Ионы водорода в норме
способны возвращаться в матрикс митохондрий только одним способом – через специальный
фермент, образующий АТФ – АТФ-синтазу.
Как ты уже знаешь, вся эта магия происходит в МИТОХОНДРИЯХ, а точнее – на их
внутренней мембране, которая содержит в себе оч интересную и важную дыхательную
цепь или электронно- транспортную цепь
Электронно-транспортная цепь (ЭТЦ) - система трансмембранных белков и переносчиков
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
электронов, необходимых для поддержания энергетического баланса.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Мы с тобой ещё рассмотрим её строение, а пока собственно
разберёмся, чё она делает, каков ПРИНЦИП её работы. Садись
поудобнее, ща будет сказка.
1) В матриксе митохондрий происходит очень много реакций, в основном
– окислительных. Это цикл трикарбоновых кислот, окисление
пирувата, бета-окисление жирных кислот и другие очень важные
процессы. Если ты помнишь, то в процессах окисления
используются коферменты – НАД и ФАД (коферментные формы
витаминов В2 и В3). Они, являясь коферментами оксидоредуктаз,
помогают протеканию реакций окисления, а
сами при этом, естественно, восстанавливаются. Поэтому в матриксе митохондрий в
процессе катаболизма накапливаются восстановленные формы – НАДН и ФАДН2. Они то
и передают свои атомы водорода (протоны водорода+электроны) на ферменты
дыхательной цепи. Так
«сопряжены» процессы окисления и фосфорилирования.
2) Электроны, поступившие из матрикса на внутреннюю мембрану митохондрий, как по
цепочке, двигаются по белковым комплексам, встроенным в эту самую внутреннюю
мембрану – по электронно-транспортной цепи. Электроны, двигаясь по этой цепочке,
теряют свою энергию, так как за счёт их энергии происходит выкачивание
протонов водорода из матрикса в межмембранное пространство белками
транспортной цепи (об этом далее).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3) Дойдя до конца этой самой цепи, электроны попадают на кислород и восстанавливают
его до воды (метаболическая вода, которая, кстати, образуется из жира в горбах верблюдов и
позволяет им долго не пить. У нас она тоже образуется, но не в таком количестве, конечно)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
4) А протоны стремятся обратно в матрикс. Для этого им надо пройти через особый
трансмембранный белок – АТФ-синтазу. Протоны тоже теряют свою энергию, которая
используется для… СИНТЕЗА АТФ! (наконец-то…)
Наша дыхательная цепь состоит из 3х белковых комплексов - НАДН-дегидрогеназы,
Цитохрома В-С1 и Цитохрома аа3 (цитохромоксидаза). Это трансмембранные белкиферменты. Завершается наша ЭТЦ трансмембранным белком – АТФ-синтазой.
Вся суть дыхательной цепи, как ты уже понял, заключается в переносе через неё электронов и
выкачиванию атомов водорода.
Представим, что ты – это электрон, который образовался при
окислении НАДН до НАД. Этот электрон, прямо как ты, едет в
метро (электронно- транспортная цепь) по следующим
станциям:
НАДН-дегидрогеназный комплекс (I) - здесь и произошло
окисление НАДН до НАД и образовался ты - электрон 
следующая станция УБИХИНОН или КОФЕРМЕНТ Q(белок
переносчик)  Цитохром B-C1(III) Цитохром С (cyt C) -тоже
белок переносчик Цитохром С-оксидаза или Цитохром аа3 (
IV)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АТФ-синтаза (V) – конечная, просыпайся(на схеме не указана).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Вопрос – а где комплекс II? Так вот, если с комплексом I у нас связывается НАДН, который
отдаёт свой электрон, то со вторым комплексом – СУКЦИНАТДЕГИДРОГЕНАЗОЙ,
связывается ФАДН2, которая так же отдаёт свой электрон и превращается в ФАД. Так что по
сути II комплекс – сукцинатдегидрогеназа – это то же самое, что и НАДН-дегидрогеназа, только
там не НАДН, а ФАДН. Электрон от него так же передается на убихинон, далее путь тот же.
Сукцинатдегидрогеназа – это не только Комплекс II в дыхательной цепи, это ещё и фермент
цикла Кребса, который мы проходили на предыдущем занятии. Сукцинатдегидрогеназа
окисляет сукцинат до фумарата и восстанавливает при этом убихинон. Электроны от
сукцината сначала переносятся на ФАД, а затем (через железосерные кластеры) на убихинон.
Причём, как видишь из схемы, это НЕ ТРАНСМЕМБРАННЫЙ белок, т.е. он не может
генерировать протонный градиент, он работает только как переносчик электронов от
сукцината к убихинону.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
А ТЕПЕРЬ ОЧЕНЬ ВАЖНО, НАПРЯГИ ИЗВИЛИНЫ:
По сути, все эти 3 белковых комплекса – НАДН-дегидрогеназа, Убихинон В-С1,
Цитохромоксидаза – это трансмембранные белки, которые выкачивают протоны из
матрикса в межмембранное пространство. Они делают это очень активно и постоянно,
нагнетая все протоны из матрикса через мембрану, закисляя
межмембранное пространство.
Таким образом, создаётся сильный градиент
концентрации протонов водорода между матриксом
митохондрии и её межмембранным пространством.
В межмембранном пространстве протонов намного
больше, чем в матриксе, потому что эти самые белковые
комплексы
дыхательной цепи постоянно их выкачивают. Получается в межмембранном пространстве
заряд «+», а в матриксе заряд «-». Это и есть протонный градиент концентрации(он же
электрохимический градиент). Он возникает, когда внутри митохондрии протонов намного
меньше, чем за мембраной.
Самый последний белковый комплекс дыхательной цепи – это АТФ-синтаза, которая как раз и
отвечает за превращение АДФ в АТФ (то, ради чего мы тут все собрались).
НО ВОПРОС: ЗА СЧЁТ ЧЕГО ОНА ЭТО ДЕЛАЕТ ТО? А она использует тот самый градиент
концентрации протонов для производства молекул АТФ. То есть она наоборот закачивает,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
вращаясь, протоны из межмембранного пространства в матрикс, используя энергию
протонов. АТФ-синтаза транспортирует протоны, находящиеся в избытке снаружи мембраны,
внутрь – в матрикс (в отличии от
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
остальных белков ЭТЦ, которые закачивают протоны наружу). Энергия этих протонов идёт на
фосфорилирование АДФ, в результате которого мы получаем АТФ.
Чувак, если ты это понял – то ты огромный молодец. Это КЛЮЧЕВАЯ вещь данного занятия.
Теперь подробнее о каждом комплексе подробнее, из чего от состоит и главное, сколько протонов он
перекачивает из матрикса в межмембранное пространство.
Настоятельно рекомендую тебе параллельно
читать и смотреть на картинку.
I комплекс - НАДН-дегидрогеназа.
Содержит ФМН, белковые молекулы, из них 6
железосерных белков.
НАДН-дегидрогеназа, связываясь на НАДН и
окисляя его, превращает его в НАД. НАД снова
используется в катаболических процессах в
матриксе.
Функции: -Принимает электроны от НАДН и
передает их на коэнзим Q (убихинон)
-Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность
внутренней митохондриальной мембраны
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
II комплекс – Сукцинатдегидрогеназа, аналогичен первому комплексу, только он
осуществляет окисление ФАДН2 до ФАД и не закачивает протоны из матрикса в
межмембранное пространство.
Далее Убихинон или коэнзим Q – транспортный белок, просто переносит электроны с I и II ,
не перекачивая протоны H, а лишь выполняя функции переносчика.
III комплекс – комплекс цитохромов b-c1. Кроме цитохромов в нем имеются 2
железосерных белка.
Функции:
- Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохром с.
-Переносит 2 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны.
Далее Цитохром С (cyt c)– тоже просто переносчик электронов без переноса протонов
IV комплекс – цитохромы аа3 или цитохромоксидаза, содержит 2 иона меди.
Функции: - Принимает электроны от цитохрома с и передает их на кислород с образованием воды.
- Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной
мембраны.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
V комплекс – АТФ-синтаза. (она похожа на цветочек…)
Она состоит из двух субъединиц:
F0 (не «ноль», а «о», т.к. олигомицин-чувствительная) каналообразующая, по ней выкачанные наружу протоны водорода
устремляются в матрикс. F0 встроенна непосредственно в мембрану.
В состав комплекса FO входит одна белковая субъединица типа а,
две копии субъединицы b, а также от 9 до 12 копий мелкой
субъединицы c.
F1 - каталитическая, именно она, используя энергию протонов,
синтезирует АТФ. Находится уже в полости матрикса и состоит из 6
субъединиц – 3 альфа и 3 бета (получается гексамер). В центре
«цветочка» находится субъединица γ и минорная субъединица ε. На
внешней стороне F1 – последняя, девятая, субъединица – δ
Часть компонента F0 (кольцо из c-субъединиц) вращается, когда протоны
проходят через мембрану. Это c-кольцо жёстко связано с асимметричной центральной
ножкой - γ- субъединицой, которая в свою очередь вращается внутри α и β
субъединиц компонента F1.
Это приводит к тому, что три участка катализа, связывающиеся с нуклеотидами,
претерпевают изменения в конфигурации, приводящие к синтезу АТФ.
При каждом обороте γ-субъединицы на 3600 синтезируются три молекулы АТФ.
1 молекула АТФ = 3 протона H+, то есть через АТФ синтазу должны «прокачаться» в
матрикс три протона. Ещё один протон, четвёртый, потребуется для переноса через
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
внутреннюю мембрану неорганического фосфата, АТФ и АДФ.
ТАКИМ ОБРАЗОМ для получения АТФ из АДФ в целом требуется 4 иона H+ .
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Давай резюмировать:
В матриксе митохондрии происходят
процессы окисления (ЦТК, β-окисление
жирных кислот, пирувата), требующие НАД и
ФАД. Они, выполнив свою коферментную
функцию, восстанавливаются, превращаясь в
НАДН и ФАДН2. НАДН и ФАДН2 вступают в
дыхательную цепь – систему белковых
комплексов, расположенную на внутренней
мембране митохондрий. Они отдают свои
электроны на I (НАДН) и на II (ФАДН2)
белковые комплексы. Эти электроны
обладают высокой энергией. Двигаясь по
дыхательной цепи, электроны теряют свою
энергию – благодаря энергии этих электронов
происходит закачка протонов из матрикса в
межмембранное пространство. Перенос
электронов через мембрану осуществляют как
раз белковые комплексы I, III, IV. Поступая на
IV комплекс, электрон связывается с
кислородом и протонов
водорода, при этом образуется метаболическая вода.
Из-за того, что протонов снаружи мембраны оказывается намного больше, чем внутри, создаётся
протонный градиент концентрации или электрохимический градиент.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АТФ-синтаза, используя этот протонный градиент концентрации, закачивает протоны из
мембранного пространства обратно в матрикс и за счёт энергии протонного градиента
осуществляет фосфорилирование – превращение АДФ в АТФ – универсальный источник
энергии живых организмов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИТОГО…
 Практически вся энергия, выделяемая при окислении углеводов, жиров и белков
трансформируется в другой, доступный для митохондрии вид энергии –
восстанавливающие эквиваленты (протоны водорода и электроны). Эти, воспринимаемые
митохондрией, формы энергии поступают в электронно- транспортную цепь, где они
передаются в процессе окислительно-восстановительных реакций до их конечной станции
– кислорода, с образованием метаболической воды.
 Окислительно-восстановительные реакции осуществляются белками, сгруппированными в
комплексы на внутренней митохондриальной мембране. Три из четырёх комплексов
способны использовать энергию, выделяемую в окислительно-восстановительных реакциях
для перекачки протонов за пределы мембраны – в межмембранное пространство. Таким
образом, создаётся электрохимический градиент между матриксом и межмембранным
пространством.
 АТФ-синтаза пронизывает внутреннюю мембрану митохондрий и действует как
роторный двигатель, используя энергию протонного градиента для синтеза АТФ из АДФ
и фосфата. Таким образом, окисление тесно связано с фосфорилированием. Эта связь
необходима для того, что снабдить клетку энергией.
 Множество известных ядов, таких как цианид, блокируют клеточное дыхание, ингибируя
электронно- транспортную цепь.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Прочитал больше половины методы? Какой ты молодец. Устроим перерыв.
Извините, но это любимый мем Кости Бабичева
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ
Электронно-транспортная цепь – КАТАСТРОФИЧЕСКИ важный для организма механизм. Если
её заблокировать – клетка очень быстро погибнет.
Естественно, наш организм не мог так кидануть нас на произвол судьбы и изобрёл…
Дыхательный контроль - это прямое влияние электрохимического градиента на скорость
движения электронов по дыхательной цепи (величину дыхания)
Величина градиента напрямую зависит от соотношения АТФ и АДФ, количественная
сумма которых в клетке постоянна(const)
При исчерпании запасов АДФ и накоплении АТФ, АТФ-синтаза лишается своего
субстрата – АДФ, которые она типа должна превращать в АТФ. Протоны водорода,
конечно, не закачиваются обратно в матрикс. А зачем? АДФ то нет! Делать АТФсинтазе нечего.
Из-за того, что протоны не закачиваются в матрикс, происходит возрастание
протонного градиента, при этом ингибирующее влияние градиента усиливается и
продвижение электронов по цепи замедляется. Белковые (ферментные) комплексы
остаются в восстановленном состоянии, в итоге уменьшается окисление НАДН и
ФАДН2 на комплексах I и II  замедление катаболизма клеток.
Т.е. если АТФ слишком активно синтезируется и появляется дефицит АДФ, АТФ-синтаза
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
прекращает так активно работать, следовательно, протоны из межмембранного пространства
не закачиваются обратно в матрикс возрастание протонного градиента. Электроннотранспортная цепь немного усмиряет свой темп,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
чтобы успеть накопить АДФ, а из-за того, что НАДН и ФАДН2 не окисляются на I и II комплексах ЭТЦ и
не превращаются в НАД и ФАД, катаболические процессы, которые в них нуждаются, замедляются.
Если же происходит активная работа, например, интенсивная работа мышц, расходуется
много энергии, а значит, расходуется много АТФ и его количество в клетке уменьшается.
АТФ-синтаза не дура, начинает активно работать, закачивать протоны водорода из
межмембранного пространства в матрикс и, конечно, величина протонного градиента
снижается.
Белковые комплексы дыхательной цепи тоже как бы не дураки, видят, что АТФ-синтаза чёт
больно активно закачивает протоны обратно в матрикс, и тоже начинают более активно
выкачивать протоны в межмембранное пространство, стараясь выровнять сниженный
электрохимический градиент.
Ферментные комплексы I и II усиливают окисление НАДН и ФАДН2 (как источников
электронов) и снимается ингибирующее влияние НАДН на цикл лимонной кислоты и
пируватдегидрогеназный комплекс – активируются реакции катаболизма углеводов и
жиров
Как видишь, чем больше АТФ – тем ниже
скорость дыхательной цепи
Чем меньше АТФ (при работе) – тем выше
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
скорость дыхательной цепи
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РАЗОБЩЕНИЕ ОКИСЛЕНИЯ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ. UCP-белки
Разобщители – это вещества, которые снижают величину электрохимического градиента, что
приводит к увеличению скорости движения электронов по ферментам дыхательной цепи. В
результате этого уменьшается синтез АТФ и возрастает катаболизм.
Так как электрохимический градиент состоит из двух компонентов (электрического и химического),
то у разобщителей есть два варианта, как его уменьшить:
- нивелировать разность зарядов
- или разность концентрации ионов водорода (внутри и снаружи внутренней мембраны митохондрий)
Протонофоры – разобщители, переносящие ионы водорода. При их действии уменьшаются
оба компонента электрохимического градиента – и электрический, и химический (pH и заряд).
Классический протонофор – динитрофенол - жирорастворимое соединение, присоединяющие
ионы водорода на внешней поверхности внутренней митохондриальной мембраны и отдающие
их на внутренней поверхности. Протонофоры одновременно снижают электрическую и
химическую составляющую протонного градиента, энергия которого рассеивается в виде
тепла.
Физиологическим протонофором является белок термогенин или uncoupling protein или
UCP1, в изобилии имеющийся в клетках бурой жировой ткани (до 15% от всех белков
митохондрий). Существенным отличием бурой жировой ткани от белой является большое
количество митохондрий, которые придают клеткам буро-красный цвет. При охлаждении
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
организма эти клетки получают сигналы по симпатическим нервам, и в них активируется
расщепление жира – липолиз.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Окисление жиров даёт нам НАДН и ФАДН2, это, конечно, активирует дыхательную цепь,
возрастает электрохимический градиент, всё идёт как надо. Но в клетках бурой жировой ткани
очень мало АТФ- синтазы, а мы помним, что она использует электрохимический градиент
для преобразования энергии в АТФ. Вместо АТФ-синтазы на внутренней митохондриальной
мембране много трансмембранного белка термогенина. Из-за него большая часть энергии
рассеивается в виде тепла, а не используется для синтеза АТФ. Из-за того, что энергия
рассеивается в виде тепла, в организме поддерживается температура тела при охлаждении.
Бурая жировая ткань широко представлена в верхней части спины у животных, впадающих в зимний сон
(медведи), у детенышей животных и человеческих младенцев. Отдельные скопления бурых жировых клеток
есть и у взрослого человека, они расположены в верхней части спины, между лопаток, под мышками, по ходу
крупных кровеносных сосудов
Кроме динитрофенола и термогенина
протонофорами, к примеру, являются
салицилаты, жирные кислоты и
трийодтиронин, непрямой билирубин
Кроме протонофоров на величину
электрохимического градиента влияют
вещества,
называемые ионофорами. Они встраиваются в
мембрану и либо сами переносят катионы Na+ или
K+ внутрь, либо образуют для этих ионов канал. В результате исчезает электрическая составляющая
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
градиента и уменьшается синтез АТФ. Примером ионофоров являются антибиотики валиномицин и нигерицин,
переносящие калий, и грамицидин, образующий в мембране канал по которому перемещаются калий, натрий и
другие одновалентне катионы.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
UCP (uncoupling proteins, разобщающие белки) это
семейство белков:
UCP1 (термогенин) находится в бурой жировой ткани
UCP2 находится в большинстве клеток
UCP3 находится в основном в скелетных мышцах
UCP4 и UCP5 обнаруживаются в нервной системе
Это строго регулируемые белки, которые
при активации увеличивают количество
энергии при
окислительном фосфорилировании и выделяют эту энергию в виде тепла.
Что я хочу этим сказать – не только в клетках бурой жировой ткани, но и во многих других, не
вся энергия электрохимического градиента поступает на АТФ-синтазу для синтеза АТФ. Она, в
том числе, выделяется в виде тепла, которое так же необходимо нашему организму для
поддержания температуры и для ответа на холод.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИНГИБИТОРЫ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ
Как мы можем подавить действия дыхательной цепи? Самый эффективный способ – блокировка
движения электронов от НАДН и ФАДН2 на кислород.
Разные вещества действуют на разные комплексы дыхательной цепи:
НА ПЕРВЫЙ КОМПЛЕКС:
Амитал (успокаивающее и снотворное
средство) - производное барбитуровой кислоты из
серии средств, которые ранее широко использовались
в качестве успокоительных и снотворных, но из-за
ряда причин, в том числе узкого терапевтического
диапазона, развития привыкания и зависимости, были
заменены на более безопасные средства.
Ротенон (пестицид широкого спектра) - растительный пестицид из семян и стеблей некоторых растений.
Он малоопасен для человека, поскольку плохо всасывается в желудочно-кишечном тракте, и быстро
разлагается на солнечном свете. Но умышленное поглощение ротенона может быть смертельным.
НА ВТОРОЙ КОМПЛЕКС: Малонат (конкурентный ингибитор сукцината)
НА ТРЕТИЙ КОМПЛЕКС: Антимицин А (антигрибковый пестицид) - группа вторичных
метаболитов, синтезируемых бактериями рода Streptomyces, обладающих антигрибковой
активностью. Как активный компонент используется в рыбоводстве.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
НА ЧЕТВЁРТНЫЙ КОМПЛЕКС: сероводород (H2S), угарный газ (СО), цианиды (-CN)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ещё чуть-чуть, держись…
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФУНКЦИИ И
ДИСФУНКЦИИ МИТОХОНДРИЙ. ПОНЯТИЕ О
МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ БОЛЕЗНЯХ. ГИПОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
СОСТОЯНИЯ.
Митохондриальные болезни – группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами
в функционировании митохондрий, приводящими к нарушениям энергетических функций в
клетках.
Митохондриальные заболевания обусловлены генетическими, структурными,
биохимическими дефектами митохондрий, приводящими к нарушениям тканевого дыхания.
Они передаются только по женской линии к детям обоих полов, так как сперматозоиды
передают зиготе половину ядерного генома, а яйцеклетка поставляет и вторую половину
генома, и митохондрии.
Патологические нарушения клеточного энергетического обмена могут проявляться в виде
дефектов различных звеньев в цикле Кребса, в дыхательной цепи, процессах бета-окисления
и т. д.
Митохондриальные заболевания обычно подразумевают серьёзные нарушения (уменьшение или
отсутсвие)
большинства оксидоредуктаз дыхательной цепи (белковых комплексов то
бишь). Можно выделить две группы митохондриальных заболеваний:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
1) Ярко выраженные наследственные синдромы, обусловленные мутациями генов,
ответственных за митохондриальные белки (Синдром Барта - кардиомиопатия, скелетная
миопатия, задержка роста, Синдром Кернса-Сейра, Синдром Пирсона, синдром MELAS,
синдром MERRF и другие).
2) Вторичные митохондриальные заболевания, включающие нарушение клеточного
энергообмена как важное звено формирования патогенеза (болезни соединительной
ткани, синдром хронической
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
усталости, гликогеноз, кардиомиопатия, мигрень, печёночная недостаточность, панцитопения, а
также гипопаратиреоз, диабет, рахит и другие).
Синдром MELAS (mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke/митохондриальная
энцефалопатия, лактоацидоз и инсульт) – то, что со мной походу уже скоро случится является наследственным заболеванием из-за дефицита НАДН-Q оксидоредуктазы
(Комплекс I) или цитохромоксидазы (Комплекс IV). Это вызвано мутацией в
митохондриальной ДНК и может вызвать синдром Альцгеймера и диабет.
Гипоэнергетические состояния - это разнообразные по этиологии состояния, при которых
снижается синтез АТФ.
Причиной гипоэнергетических состояний может быть следующее:

гиповитаминозы экзогенные и/или эндогенные – снижается скорость и эффективность
окислительных реакций. Возникает обычно при нехватке витаминов – В1, В2, никотиновой
кислоты, В6, пантотеновой кислоты и аскорбиновой кислоты,

дефицит белка в пище – снижается синтез всех ферментов и ферментов катаболизма в частности,

снижение потребления углеводов и липидов как основных источников энергии,

дефицит кислорода – отсутствие акцептора для электронов вызывает "переполнение"
дыхательных ферментов, накопление НАДН и ФАДН2 в клетке и прекращение
катаболизма,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412

дефицит железа – компонента цитохромов, миоглобина и гемоглобина, и меди –
компонента цитохромоксидазы.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Всем спасибо за внимание!
Надеюсь, эта методичка помогла вам!:3
еще раз спасибо огромное
моим одногруппникам.
Вообще за всё<3
Курина Таня, 2.2.15
РНИМУ им.Пирогова
Инст: @tanissimoo, вк: - https://vk.com/tanissimooo (Здесь вы можете не только
полайкать меня, но и найти остальные методички на стене)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2020 год
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Пау-чики-пау-пау… Весёлые пятнИцы, вука-вука,вука-вука,пщщщ
прррр пщщщ
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина,
Северине,Ленинжере, Википедии, лекциях и моих псевдознаниях. Ни на что не
претендую, просто подумала, что если я скомпоную методу, учебник, интернет
и мою маленькую способность доносить материал доступно, я могу кому-то
помочь:3
Я тебя не обрадую – тема по сравнению с предыдущей так себе, мягко говоря…
Но она очень важна, ибо имеет большое медицинское значение,
так что деваться нам некуда, придётся учить. Прямо как
витамины когда-то.
Счастливых вам голодных игр и пусть удача всегда будет с
вами… Традиционная благодарность 2.2.15 за неоценимую
поддержку и мемы!
Курина Таня, 2.2.15
РНИМУ
им.Пирогова Инст: @tanissimoo, вк: https://vk.com/tanissimooo (Здесь
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
вы можете не только полайкать меня, но и найти остальные
методички на стене)
2020 год
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О СВОБОДНЫХ РАДИКАЛАХ И МЕХАНИЗМАХ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ
Свободные радикалы - это молекулярные частицы, имеющие неспаренный электрон на
внешней электронной оболочке. Свободные радикалы обычно обозначаются с точкой - NO2•.
Мы знаем, что в органических молекулах (включая те, из которых состоит наш организм)
электроны на внешней оболочке располагаются парами – по одной паре не каждой орбитали
(ну помнишь, как мы рисовали эти квадратики со стрелочками для каждого атома).
Так вот, отличие свободных радикалов от обычных молекул заключается в том, что на внешней
электронной оболочке у них имеется один неспаренных электрон.
Что это даёт радикал? Он находится как бы в промежуточном положении, т.к. он может либо
отдать этот несчастный электрон, либо принять. Это делает его химически активным, что
обычно приводит к негативным последствиям. Именно поэтому в норме свободные радикалы в
нашем организме находятся в очень маленьких концентрациях.
Так как они очень активны, они быстро реагируют с другими соединениями, пытаясь
отобрать у них недостающие электроны для получения стабильности.
Сами свободные радикалы крайне нестабильны и существуют весьма
непродолжительное время. Все все все соединения, с которыми контактируют
свободные радикалы – окисляются.
И хотя многие ферменты генерируют радикалы в качестве промежуточных продуктов
(метаболитов), они обычно не попадают в клетку, потому что, опять же, это может быть опасно.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Примером опасных радикалов может быть NO2, а точнее NO2• – очень реактивный и токсичный
радикал, содержащийся в смоге и сигаретном дыме.
А так же супероксид радикал – O2-. , который синтезируется в клетке и может стать
инициатором её разрушения.
Свободные радикалы – своеобразные агенты разрушения клетки, они вовлечены во многие
хронические болезненные состояния (ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, артрит), а так же
острые состояния (радиация, инсульт, инфаркт, травма спинного мозга).
Если они постоянно так и норовят образоваться в нашем организме, почему же мы до сих пор не
окислились,
как Шершень? (всем любителям Лапенко привет)
Конечно, в нашем организме присутствуют особые механизмы защиты от свободных радикалов,
благодаря которым мы можем ограничить ущерб, а их негативное воздействие мы приписываем к
«нормальному» процессу старения.
Итак, пример. Это – реакция восстановления
убихинона. Вспоминаем, что убихинон – это
переносчик электронов в ЦПЭ от комплексов I и
II. Он может переносить два электрона, которые
присоединяет последовательно.
Слева у нас полностью окисленная форма убихинона, которая находится во внутренней
мембране митохондрии и ждёт, когда Комплекс I отдаст первый электрон. Получив его,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
убихинон превращается в полухинон или семихинон– свободный радикал. Т.е. его
образование в нашем организме – норма. Затем он присоединяет ещё один электрон и
становится полностью восстановленной формой.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИТАК:
Свободные радикалы – это молекулы, имеющие один неспаренный электрон на внешней
оболочке.
Главной особенностью радикальных форм кислорода является их способность практически
мгновенно реагировать с молекулами, контактирующими с ними. В этом случае они
инициируют процессы окисления непосредственно в местах своего образования –
митохондриях, клеточной мембране, мембранах ЭПР. Под влиянием свободных радикалов
происходит окисление молекул – ядерной и митохондриальной ДНК, РНК, белков,
фосфолипидов и гликозаминогликанов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ МОЛЕКУЛЫ КИСЛОРОДА, АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА
Кислород с одной стороны для нас жизненно необходим, а с другой стороны – очень токсичен.
От О2 зависят реакции окисления при синтезе АТФ, детоксикация и биосинтез.
У кислорода 8 электронов, на внешней оболочке у него два
неспаренных электрона (две стрелочки), поэтому для кислорода
окислительное число -2.
Т.к. он имеет два неспаренных электрона, он является бирадикалом.
Обычно кислород, как положено, просто связывает два недостающих электрона и
восстанавливается до
воды – конечного продукта биологического окисления.
НО когда О2 принимает одиночный электрон, вместо двух, он превращается в… да,
свободный радикал. Он окисляет всё вокруг себя, повреждая липиды в мембранах, белки и
ДНК. Это в итоге очень быстро приводит к гибели клетки и возникновению множества
болезней.
Итак: кислород – это молекула, которая должна иметь два электрона на своей орбитали. В
ходе реакций в нашем организме, которые происходят в клетках, О2 принимает на себя
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
одиночные электроны и формирует АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Активные формы кислорода (АФК) - высокореактивные нестабильные кислородные
молекулы, образовавшиеся при восстановлении О2. Они представлены супероксидами (O2
−), перекисью водорода (Н2О2) и радикалом гидроксида (OH •).
Отмечу, что H2O2, хоть и не является радикалом, всё равно относится к АФК, т.к. из него
может образоваться радикал гидроксида(OH •).
ROS=АФК
АФК могут образовываться неферментативно(случайным образом) или же
ферментативно – в качестве побочных продуктов или же основных.
Супероксид (О2-) образуется неферментативно из Кофермента
Q(убихинона) или из металлсодержащих ферментов (например, Цитохром
Р450)
Высокотоксичный гидроксильный радикал (OH •) так же образуется
неферментативно из супероксида в присутствии Fe2+ или Cu+ при
реакции
Фентона или из перекиси при реакции Хабера-Вейса.
Так или иначе, АФК постоянно присутствуют в клетке. Примерно 3-5% кислорода, который
мы вдыхаем, преобразуется в свободные радикалы. Некоторые, как я уже сказала – просто
побочные продукты обычных ферментативных реакций, которые ускользают от
металлсодержащих ферментов во время реакции окисления. Другие, такие как перекись
водорода, являются физиологическими продуктами оксидаз в пероксисомах. Усиленный
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
синтез токсичных свободных радикалов происходит во время воспалительного процесса.
Наркотики, естественная радиация, загрязнители воздуха и другие химические вещества также
могут увеличивают образование свободных радикалов в клетках.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
НЕФЕРМЕНТАТИВНЫЕ ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА:
РЕАКЦИИ ФЕНТОНА, ХАБЕРА-ВЕЙСА. РОЛЬ ИЗЛУЧЕНИЯ В ОБРАЗОВАНИИ АФК.
АВТООКИСЛЕНИЕ ГЕМОГЛОБИНА.
Механизмы образования АФК подразделяют на ферментативные и неферментативные. В
частности, в ходе процессов одноэлектронного окисления или восстановления образуются
заряженные свободные радикалы, подразделяемые на катион- или анион-радикалы.
В основе механизма неферментативного образования АФК находятся нижеследующие реакции:
1. O2 +1ē → О2 ∙2. HO∙ + 1ē + 2Н+ → 2Н2О
3. О2 ∙- +1ē → О 2- 2 + 2Н+ → Н2О2
4. HO₂⁻ + H⁺→ H₂O₂
В свою очередь, одна из наиболее активных форм кислорода - гидроксильный радикал
(HO• ) (которая очень очень опасна) достаточно быстро образуется из пероксида водорода, в
присутствии атомов Fe 2+ и/или О2 •
Пероксид водорода является нейтральным соединением и поэтому легко проходит через
клеточные мембраны. Ковалентная связь между атомами кислорода в H2O2 может разрываться
при воздействии ионизирующего или ультрафиолетового излучения, при спонтанном
взаимодействии с ионом железа Fe2+ (реакция Фентона) или с супероксид анионрадикалом (реакция Харбера-Вейса)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Видим – на молекулу Н2О2 подействовали излучением,
образовался опасный радикал гидроксила (HO• ). Это
происходит при взаимодействии Н2О2 с атомами железа
(реакция Фентона) или супероксидом (Хабера-Вайса)
Таким образом, из безобидного пероксида мы можем
получить уже опасные свободные радикалы гидроксила.
При физиологических условиях
реакция Хабера-Вайса идет
крайне медленно, но ее
способны ускорять металлы с
переменной валентностью
(железо Fe2+/Fe3+, медь Cu+/Cu2+)
Этот самый радикал гидроксила чрезвычайно реакционноспособен и
отнимает электрон от первой же встреченной молекулы, инициируя
цепные реакции свободно-радикального окисления в клетке. А
это не очень хорошо, мягко говоря.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Автоокисление гемоглобина
Окисление Fe2+ до Fe3+ в геме происходит случайно или под действием токсинов
(нитраты, нитриты, нафталин, сульфаниламиды).
В процессе жизнедеятельности железо гемоглобина постоянно окисляется, превращаясь из
двухвалентной в трёхвалентную форму. Гемоглобин, железо которого трёхвалентно,
называется метгемоглобином.
Метгемоглобин не участвует в транспорте кислорода, поэтому в нормальных эритроцитах
постоянно идёт процесс восстановления образующегося метгемоглобина в гемоглобин.
Эритроциты, содержащие метгемоглобин, склонны к гемолизу. Физиологический уровень
метгемоглобина в крови - менее 1%
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА:
НАДФН- ОКСИДАЗА, МОНОАМИНОКСИДАЗА, КСАНТИНОКСИДАЗА, ОКСИДАЗЫ
АМИНОКИСЛОТ.
РОЛЬ
МИКРОСОМАЛЬНОГО
(ЦИТОХРОМ
Р450)
И
МИТОХОНДРИАЛЬНОГО (КОЭНЗИМ Q) ОКИСЛЕНИЯ В ПОЯВЛЕНИИ СВОБОДНЫХ
РАДИКАЛОВ.
Некоторые ферменты при осуществлении своей реакции производят активные формы кислорода.
При этом свободные радикалы могут быть как целевыми продуктами, например, для НАДФоксидазы, миелопероксидазы, NO-синтазы, так и появляться как обязательный, но все-таки
побочный продукт реакции (моноаминоксидаза, лизилоксидаза, ксантиноксидаза,
циклоксигеназы, липоксигеназы, оксидазы D- и L-аминокислот).
НАДФН-оксидаза – АФК как главный продукт
НАДФН-оксидаза в основном локализуется на плазматической мембране моноцитов и
гранулоцитов и играет роль при фагоцитозе. Она представляет собой
мультикомпонентную систему, состоящую из цитозольных (обращённых в сторону
цитоплазмы) и мембрано-связанных субъединиц. При стимуляции фагоцитов происходит
быстрая самосборка цитозольных и мембранных компонентов в НАДФН- оксидазный
комплекс.
Окисляя НАДФН внутри клетки, НАДФН-оксидаза одновременно связывает внеклеточный
O2 и восстанавливает его до супероксид анион-радикала, чем обеспечивает бактерицидный
эффект при фагоцитозе. Этот супероксид затем образует перекись водорода, которая
убивает
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
микроорганизмы, поглощающиеся фагоцитами.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Тут мы можем видеть 6 субъединиц
НАДФН- оксидазы – часть из них в
цитоплазме, часть
– встроена в мембрану.
Однако в процессе активации
происходит самосборка этих шести
компонентов в месте образования
фагосомы.
При этом образуется местная
электронно- транспортная цепь,
которая переносит электроны от
восстановленного НАДФН на кислород
с образованием супероксида.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
МОНОАМИНОКСИДАЗА - фермент, содержащий медь, находящийся на внешней мембране
митохондрий клеток нервной системы, печени, ЖКТ и осуществляющий катаболизм
моноаминов (нейромедиаторы, содержащие 1 аминогруппу) посредством их окислительного
дезаминирования.
Дезаминирует она серотонин, адреналин, дофамин, норадреналин и др.
При этом акцептором электронов и протонов является кислород и образуется
ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА – АФК.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КСАНТИНОКСИДОРЕДУКТАЗА
Вот тут интересно. Изначально, в обычных условиях, этот фермент присутствует в виде
дегидрогеназы и осуществляет превращение гипоксантина в ксантин, а затем в мочевую
кислоту.
НО в условиях гипоксии клеток ксантин-дегидрогеназа необратимо превращается в оксидазу –
ксантиноксидазу. Здесь акцептором уже будет кислород

Как мы видим, в этих реакциях изменяется АКЦЕПТОР. Если сначала электроны при
окислении гипоксантина передавались на НАД+, то теперь они передаются на кислород,
который при этом восстанавливается и образует перекись водорода - АФК.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ОКСИДАЗЫ D- И L-АМИНОКИСЛОТ
Это ферменты, располагающиеся в пероксисомах печени и почек и содержащие
флавиновые коферменты – ФАД (для Д-аминокислот) и ФМН (для Л-аминокислот)
ФАД и ФМН очень похожи по структуре, они оба содержат изоаллоксазиновое кольцо в
составе Оксидазы аминокислот катализируют окислительное дезаминирование
аминокислот, при этом
акцептором протонов и электронов является, опять, кислород! Он снова образует АФК
– перекись водорода.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЦИТОХРОМ Р450
Большинство оксидаз, пероксидаз и оксигеназ (ферментов, катализирующих реакции
окисления в клетке) связывают О2.
То есть оксидаза что-то окисляет с участием кислорода, а сам кислород должен, естественно,
восстановиться.
Эти ферменты переносят к кислороду одиночные электроны через атомы металлов. При этом
образуются… радикалы. Надеюсь, это уже понятно.
Так вот, эти свободнорадикальные промежуточные соединения (метаболиты) могут улизнуть,
случайно
высвободиться до завершения процесса
восстановления кислорода.
Я думаю, вы все уже это поняли, но ещё раз – кислород,
присоединяя к себе один электрон, превращается в
свободный радикал – форму, которая НЕ ДО КОНЦА
восстановилась –
активную форму кислорода или АФК. Так вот, эта полувосстановленная форма как раз
взяла и улизнула из цитохрома, не закончив процесс восстановления.
Так, фермент Цитохром Р450 является основным источником свободных радикалов,
которые могут сбежать до завершения реакции. Стимуляция Цитохрома Р450 при
употреблении алкоголя, наркотиков или других химических токсинов приводит к усиленной
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
работе этого комплекса, и, как следствие, к увеличению «убежавших» свободных
радикалов – активных форм кислорода - которые не дождались второго электрона, а взяли
всего один и пошли разрушать всё вокруг
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КОЭНЗИМ Q
Коэнзим Q, он же убихинон – является одним из основных источников
образования супероксида. Вообще, убихинон – это такая гидрофобная
молекула, которая как бы растворяется во внутренней мембране митохондрий
и принимает на себя электроны от I и II комплекса дыхательной цепи, сам он
при этом восстанавливается в убихинол – QH2. Помнишь, в самом начале я
показывала эту схему?
Полухинон (или семихинон) – CoQH • - одноэлектронная
полувосстановленная форма Коэнзима Q. Он свободно перемещается по мембране (т.к. он гидрофоб
тем самым супероксид.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АКТИВНЫЕ ФОРМЫ ХЛОРА И АЗОТА. ФЕРМЕНТАТИВНЫЕ РЕАКЦИИ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ.
Думал, только кислород для нас такой опасный? А вот нет.
Хлор так же может образовывать свободные радикалы, например, при действии фермента
миелопероксидазы.
Миелопироксидаза – лизосомальный гемсодержащий фермент нейтрофилов,
катализирующий реакцию окисления хлорид-ионов с образованием гипохлорита•.
Тут механизм такой же, как и у НАДФНоксидазы. То есть по сути фагоциты в
процессе фагоцитоза при действии
миелопероксидазы синтезирует
активную форму хлора, которая
губительно действует на чужеродные
микроорганизмы. Гипохлорит-ион
реагирует с аминогруппами
мембранных белков бактерий с
образованием хлораминов. Кроме этого,
гипохлорит-ионы способны генерировать
гидроксил- радикалы в реакции с
супероксид-анионом.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Азот тоже может образовывать токсичные активные формы.
NO-синтаза – фермент, катализирующий окисление аргинина с образованием оксида азота (NO).
Но по факту, этот фермент является не синтазой, а оксидоредуктазой, которая катализирует
окисление аргинина в цитрулин. Оксид азота при этом оказался побочным продуктом, но
он оооооочень важен для нашего организма. Оксид азота даже признавался молекулой
года(!!!), ибо ему было посвящено больше всего научных работ! Может, я тоже когда-нибудь
стану молекулой года….
Оксид азота NO выполняет следующие функции:
1)Регуляция сосудистого тонуса
2)Расслабление гладкой
мускулатуры 3)Торможение
агрегации тромбоцитов
4) Снижение адгезии
нейтрофилов к эндотелию
5) Нейромедиатор
6) Обладает
цитотоксический
и
бактерицидным эффектом
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
при фагоцитозе.
Но каким бы офигенным не был NO, при соединении с супероксидом он быстро
преобразуется в ONOO- пероксинитрит ион - машину для убийства клеток, запуская процессы апоптоза, вызывая
вазоконстрикцию.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ: МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА, СТАДИИ,
КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ
Перекисное окисление липидов – это окислительная деградация липидов,
происходящая под действием свободных радикалов с образованием липопероксильного
радикала(гидроперекиси).
Дальнейшее взаимодействие полученного радикала со структурами соседних молекул
приводит к развитию линейной цепной реакции с появлением новых окисленных молекул.
То есть превратилась одна молекула жирной кислоты в радикал – превратила соседнюю, и так
по нарастающей.
Стадии перекисного окисления липидов (ПОЛ):
1) Инициация – образование свободного радикала жирной кислоты (L •)
2) Развитие цепи – присоединение O2 и образование липопероксирадикала LOO •
или пероксид липида LOOH
3) Разветвление цепи – сопровождается образованием новых органических радикалов
LOOH+Fe2+  LO •+Fe3++OH4) Обрыв цепи
5) Разрушение структуры
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ИНИЦИАЦИЯ: АФК (а именно
гидроксил) атакует полиненасыщенную
жирную кислоту (L). Почему именно её?
Никакого бодишейминга, просто у неё
подвижный атом водорода, который легко
отщепить. Поэтому гидроксил радикал
атакует атом водорода, вызывает гомолиз
связи и в результате образуется радикал
жирной кислоты – АЦИЛ- РАДИКАЛ(L
•). Он затем присоединяет к себе
молекулу кислорода и превращается в
липопероксильный радикал (L-OO •).
Он обладает высокой окислительной
активностью и атакует близлежащую
жирную кислоту(L-H), соответственно
тоже превращая её в ацил- радикал и
вовлекая её в процесс
свободнорадикального окисления. Таким образом вовлекаются всё новые и новые молекулы – это
РАЗВИТИЕ ЦЕПИ – образование липопероксильного радикала одной жирной кислоты повлекло за
собой образование второй жирной кислоты.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
РАЗВЕТВЛЕНИЕ: Гидроперекиси жирных
кислот в свою очередь способны являться
источником новых радикальных форм – они
могут спонтанно распадаться с образованием
гидроксильного радикала или могут
восстанавливаться ионами железа с
образованием липоксильного радикала(L-O•).
Эти липоксильные радикалы атакуют новые
жирные кислоты, снова вовлекая их в процессы
перекисного окисления.
На еду моим общажным
тараканам: 5469
ОБРЫВ ЦЕПИ: когда в среде накапливаются свободные
радикалы, они начинают взаимодействовать друг с другом с
образованием стабильных малоактивных соединений (L-R, L-L,
L-OO-L). Это ещё называют РЕКОМБИНАЦИЕЙ СВОБОДНЫХ
РАДИКАЛОВ и процесс образования свободных радикалов
постепенно угасает.
3900 1275 3412
Что мы получили?
Первичными продуктами ПОЛ являются гидроперекиси жирных кислот, они
подвергаются дальнейшему распаду с образованием вторичных продуктов ПОЛ –
различных спиртов, кетонов, альдегидов и диальдегидов, эпоксидов и других
соединений.
Наиболее реакционноспособным из вторичных продуктов ПОЛ является малоновый
диальдегид (МДА), который способен образовывать ковалентные связи с NH2-группами белков
и иных молекул с образованием шиффовых оснований (повреждение рецепторов)
Малоновый диальдегид (МДА), образующийся при перекисном окислении липидов, способен
реагировать с ε-NH2-группами лизина или N-концевыми аминокислотами белков, с NH2группами фосфолипидов и гликозаминов. МДА формирует мостики внутри молекул и между
ними с образованием шиффовых оснований.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПЕРВИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА
Окислительный стресс – это резкое усиление окислительных процессов в организме при
недостаточном функционировании антиоксидантной системы.
Окислительный стресс играет важную роль в патогенезе таких заболеваний как рассеянный
склероз, миодистрофия, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, атеросклероз,
ишемическая болезнь сердца и инфаркт миокарда, женское бесплодие, хроническая
обструктивная болезнь легких, метаболический синдром.
Напомню, в нашем организме постоянно происходят процессы окисления – в цитоплазме, в
митохондриях и т.д. Эти процессы могут сопровождаться образованием опасных свободных
радикалов .
А так же в ненормальных условиях, таких как гипоксия, например, когда доступ к кислороду
ограничен, и биологическое окисление не может происходить на должном уровне,
запускаются процессы образования активных форм кислорода, что приводит к
окислительному стрессу.
К стимулам помимо гипоксии относят ещё и ионизирующая радиация, воспаление,
промышленные и бытовые токсины, а так же повышенная концентрация кислорода.
Первичные механизмы окислительного стресса – это изменение ядерной и
митохондриальной ДНК, РНК, белков, фосфолипидов и гликозаминогликанов под влиянием
свободных радикалов:
1) Деструкция жирных кислот фосфолипидов (образование липоперекиси, эндоперекиси)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
2) Повреждение белков (образование шиффовых оснований, окисление тиоловых групп и
инактивация тиоловых ферментов, транскрипционных факторов)
3) Повреждение ДНК – мутации, нарушение репарации
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Деструкция жирных кислот – разрушение мембранных
фосфолипидов
Итак, в мембране находятся полиненасыщенные жирные
кислоты(ЖК), которые подверглись радикальному
окислению и ЖК превратились соответственно в перекись
жирной кислоты. Во первых, она потеряла свою
гидрофобность, приобрела гидрофильность, её естественно
выталкивает на поверхность мембраны (т.к. внутри
мембраны могут находиться только гидрофобные
молекулы), где она отщепляется от мембраны
фосфолипазой а2.
Кроме того, эндоперекиси способны распадаться на
низкомолекулярные продукты окисления, одним из которых
является малоновый диальдегид, который может
взаимодействовать с двумя аминосодержащими
соединениями, сшив их друг с другом, образуя
межмолекулярные комплексы - шиффовы основания,
о которых мы уже говорили.
Эти межмолекулярные комплексы могут быть между двумя
белками или между белком и фосфолипидом.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Видим из схемы, что малоновый альдегид инициирует
объединения лизинового участка белка с
фосфатидилэтаноламином мембраны
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
(фосфолипидом). В итоге образовался белоклипидный комплекс.
Окисление тиоловых групп
Есть у нас цистеин, содержащий тиоловую группу. При
действии на него свободных радикалов, происходит
возникновение радикала в составе белка, как следствие –
димеризация остатков цистеина.
Мы знаем, что от первичной структуры белка зависит
вся его конформация, так что подобные нарушения
могут полностью изменить функцию данного
белка, в этом и заключается опасность.
Аналогично при воздействии АФК на метионин может
образоваться сульфоксид, опять же, изменяя структура
белка и инактивируя его.
Повреждение ДНК – как
правило происходит по
азотистому основанию,
что ведёт к нарушению
структуры ДНК, мутациям
и так далее, а от
структуры белка, насколько ты знаешь, зависят и структуры
белка. Опасный гидроксил-радикал ОН• присоединился к
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
азотистому основанию
– гуанину и превратил его в ненормальную форму – 8-оксо-dГунин. Так же он может поступать и с цитозином, и с тимином, и
с аденином.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВТОРИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО
СТРЕССА: ПОВЫШЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ И МИКРОВЯЗКОСТИ МЕМБРАН,
ИНАКТИВАЦИЯ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ И РЕЦЕПТОРНЫХ БЕЛКОВ.
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ГИБЕЛИ КЛЕТКИ.
Вторичные механизмы – это грубо говоря последствия первичных механизмов
повреждающего действия окислительного стресса.
Деструкция жирных кислот в мембране (первичный механизм) приведёт к понижению
проницаемости мембран – нарушению мембранных потенциалов, разобщению
окислительного фосфорилирования, а так же к аутокатализу клеток, так как лизосомы,
содержащие лизосомальные ферменты, являются мембранными органоидами. А если структура
мембран нарушается и повышается проницаемость, то лизосомальные ферменты проникают в
цитоплазму и разрушают клетку.
Образование межмолекулярных комплексов (шиффовы основания) приведёт к
повышению микровязкости мембран и нарушению активности мембранных рецепторов,
ферментов, связанных с мембраной, а так же мембранного транспорта.
Канцерогенез – как итог мутации ДНК
Свободнорадикальная теория гибели клетки – сформирована академиком Владимировым и
Арчаковым. Согласно этой теории любой повреждающий фактор, внезависимости от этиологии,
действует на свободнорадикальную систему либо активацией образования липидов, либо
снижением активности антиоксидантной деятельности.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
То есть у нас есть два варианта, как убить клетку Насинтезировать то, что её убьёт (свободные
радикалы), либо нарушить действие того, что нас от свободных радикалов защищает
(антиоксидантная система).
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
На еду моим общажным тараканам: 5469 3900 1275 3412
АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА, РОЛЬ, КОМПОНЕНТЫ.
Клетки защищают себя от повреждения АФК и другими свободными радикалами посредством
восстановительных процессов,
компартментализации, защиты ферментов, а так
эндогенными и экзогенными антиоксидантами
(свободнорадикальные падальщики).
Ферменты антиоксидантной защиты реагируют с АФК
и метаболиты свободнорадикальных цепных реакций
превращаются в уже нетоксичные продукты.
Например, защитный фермент супероксид дисмутаза
(СОД) удаляет супероксидный свободный радикал (вау)
Каталаза и глутатионпероксидаза удаляют
пероксид водорода и перекиси липидов.
Неферментативные Витамин Е и Витамин С,
растительные флавоноиды так же действуют как
антиоксиданты, останавливая цепные реакции свободных радикалов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Защита
через
компартментализаци :
ю
Например, многие из ферментов, которые производят
перекись водорода(АФК), изолированы в пероксисомах
с высоким содержанием антиоксидантных
ферментов. Металлы связаны с широким спектром
белков в крови и в клетках, предотвращая их
участие в
Реакция Фентона. Железо, например, прочно связано
со своим запасным белком, ферритином,
и не может реагировать с перекисью водорода.
Так же в нашей клетке присутствуют механизмы
восстановления ДНК и удаление окисленных жирных
кислот из мембранных липидов.
Окисленные аминокислоты в белках непрерывно
восстанавливаются через белковую деградацию и
происходит ресинтез новых белков.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
АНТИОКСИДАНТЫ НЕФЕРМЕНТАТИВНОЙ ПРИРОДЫ: ТОКОФЕРОЛ, АСКОРБАТ,
КАРОТИНОИДЫ И ДРУГИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. БЕЛКИ
ТИОРЕДОКСИНЫ И МЕТАЛЛОТИОНЕИНЫ.
Неферментативная антиоксидантная система объединяет достаточно различные по
химическому строению и физическим свойствам соединения:
1) водорастворимые (глутатион, аскорбат, цистеин, эрготионеин)
2) гидрофобные (α-токоферол, витамин А, каротиноиды, убихиноны, витамины группы К).
Все перечисленные химические соединения обладают способностью к снижению скорости
генерации свободных радикалов, равно как и к уменьшению концентрации продуктов
реакций, протекающих с участием радикалов
Основное направление действия низкомолекулярных АО связано с защитой белков,
нуклеиновых кислот, полисахаридов и биомембран от окисления и разрушения в ходе
свободнорадикальных процессов.
Ключевая роль низкомолекулярных АО (антиоксидантных систем) особенно заметна в случаях
окислительного стресса, при котором компоненты ферментативной системы оказываются
слабо эффективными, вследствие быстрой инактивация последних под действием свободных
радикалов.
Также необходимо довольно значительное время для индукции внутриклеточного синтеза
макромолекул с целью дальнейшего формирования функционального пула ферментативной
АОС.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
α -ТОКОФЕРОЛ
Жирорастворимый витамин Е – наиболее широко распространённый в природе
антиоксидант, защищающий главным образом липиды в мембранах от перекисного окисления.
α-токоферол – самый мощный антиоксидант, присутствующий в нашем рационе.
Значительная эффективность действия α-токоферола, как природного антиоксиданта,
обусловлена чрезвычайно высокой антирадикальной активностью. Также для α-токоферола
характерна функциональная стабилизация билипидного слоя мембран посредством
формирования стабильных комплексов с полиненасыщенными ацилами липидов.
Кроме того, α-токоферол может вступать во взаимодействие с перекисными радикалами в
качестве донора водорода, согласно схеме реакции:
ROO• + α-ТФ-ОН →ROOH + α-ТФ-О•
Витамин Е является эффективным антиоксидантом и неферментативным ограничителем
цепных реакций свободных радикалов.
Короче говоря, токоферол, являясь жирорастворимой молекулой, отлично располагается
внутри мембраны и выполняет антиоксидантный функции, утилизируя свободные радикалы.
Сам он при этом превращается в токоферолрадикал •( α-ТФ-О∙), который, взаимодействуя с
аскорбиновой кислотой, восстанавливается . По цепочке образуется свободный радикал
уже аскорбиновой кислоты - семидегидроаскорбат•( НО-АК-О∙), при последующем
взаимодействии которого с новой молекулой токофеноксильного радикала∙ образуется
дегидроаскорбиновая кислота.(О=АК=О)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
α-ТФ-О∙ + НО-АК-ОН → α-ТФ-ОН + НО-АК-О∙
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
α-ТФ-О∙ + НО-АК-О∙ → α-ТФ-ОН + О=АК=О
Витамин Е содержится в растительных маслах, печени, желтках, крупах. Так он
жирорастворимый, он всасывается в кишечнике вместе с липидами, и если всасывание липидов
нарушено, это будет проявляться специфическими недомоганиями. Дефицит Витамина Е
вызывает неврологические симптомы, вероятно потому что полиненасыщенные липиды
миелина и других мембран нервно системы особенно чувствительны к поражению свободными
радикалами или АФК.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ВИТАМИН С (АСКОРБАТ)
Хоть он и является коферментом ОВР, участвующим в синтезе коллагена и других веществ, он так же
является
защитником от свободных радикалов.
Как я упомянула выше, восстановленный аскорбат способен регенерировать
восстановленную форму Витамина Е, отдавая ему свои электроны.
Выполняя антиоксидантные функции аскорбат способен реагировать с НО•, О2•-, Н2О2 и радикалом
токоферола(Витамином Е), окисляясь при этом до монодегидроаскорбиновой кислоты (МДГА) или
дегидроаскорбиновой кислоты (ДГА).
Окисленные формы трансформируются в аскорбат под действием соответственно МДГА- или
ДГА- редуктаз, в первом случае используется восстановленный эквивалент NADPH+H + , а
во втором – глутатион.
Суточная потребность Витамина С в разы больше, чем потребность Витамина Е. Это связано
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
с тем, что с одним актом восстановление Витамина Е количество Витамина С уменьшается
практически в два раза.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КАРОТИНОИДЫ
Каротиноиды – предшественники витамина А, β -каротины, содержащиеся в растительных
продуктах
– моркови, болгарском перце и тд
β-каротин содержит два иононовых кольца, при расщеплении которых в кишечнике
(возможно и в печени) при участие каротин-диоксигеназы, в присутствие молекулярного О2,
из него образуются 2 молекулы витамина А
Повышенное содержание β-каротина в пищевом рационе и, следовательно, в плазме крови
оказывает профилактическое действие в отношении целого ряда заболеваний, оказывая
иммуностимулирующее действие. Существует предположение, что благодаря наличию
двойных связей в молекуле, витамин А может участвовать в окислительновосстановительных реакциях, поскольку он способен образовывать перекиси, которые в
свою очередь увеличивают активность антиоксидантных ферментов в клетке
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Антиоксидантами так же являются флавоноиды, которые представляют собой группу
соединений, содержащих два пространственно разделённых ароматических кольца и
встречаются в красном вине, зелёном чае, шоколаде и других продуктах растительного
происхождения.
Они могут подавлять ферменты, отвечающие за производство супероксидных форм,
например, ксантиноксидазу, о которой мы уже говорили.
Они могут хелатировать(связывать) ионы железа и меди и предотвращать
Фентона, которая ведёт к образованию свободных радикалов.
реакцию
Так же они могут действовать как падальщики свободных радикалов, жертвуя электроны
супероксидным или липидным пероксирадикалам, либо стабилизировать свободные
радикалы, образуя с ними комплексы.
Целый ряд веществ с совершенно иной функцией или метаболиты иных процессов могут
выступать в роли ловушек свободных радикалов – это бензойная и мочевая кислоты,
билирубин, биофлавоноиды, одно- и многоатомные спирты, мелатонин, эстрогены. Их
химическая структура позволяет восстанавливать АФК, и далее их малоактивные радикальные
формы либо взаимодействуют между собой, либо метаболизируют своим обычным образом,
либо нейтрализуются природными антиоксидантами.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Ферритин, трансферрин - белки, проявляющие анти-оксидантную активность так же
благодаря способности связывать ионы железа и предотвращать реакцию Фентона.
Металлотионеины – богатые цистеином (до 30% в составе) небольшие белки, способные
связывать ионы металлов переменной валентности (железо, цинк, медь, кадмий, ртуть)
Сульфгидрильные группы (SH) металлотионеинов могут восстанавливать супероксидный,
гидроксильный радикалы и другие прооксиданты. Окисление SH-групп остатков аминокислоты
цистеин металлотионеинов в процессе восстановления прооксидантов сопровождается
выделением связанных ранее данным полипептидом ионов цинка, обладающих способностью
стимулировать экспрессию металлотионеинов. Этот самооптимизирующийся процесс важный элемент антиоксидантной защиты организма
ТИОРЕДОКСИНЫ – семейство небольших белков, содержащих в активном центре
расположенные рядом остатки цистеина. С их помощью тиоредоксины восстанавливают
дисульфидные связи в других белках.
Функции:
1) Регуляция активности некоторых ферментов (пероксиредоксины, метионинсульфоксид-редуктаза)
2) Тиоредоксин поставляет электроны, используемые в биохимических
процессах (синтез дезоксирибонуклеотидов, активация витамина К)
3) Активирует фермент ASK-1, которая подавляет апоптоз и стимулирует клеточный рост.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ФЕРМЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ:
СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА, КАТАЛАЗА, ГЛУТА-ТИОНПЕРОКСИДАЗА, ГЛУТАТИОН-SТРАНСФЕРАЗА, ЦЕРУЛОПЛАЗМИН, ТРАНСФЕРРИН.
СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА (СОД)
Важнейший элемент антиоксидантной защиты. Данный фермент обнаружен во всех аэробных
организмах.
В организме млекопитающих идентифицировано две изоформы СОД:
1) Содержащие Mn2+ - СОД (СОД2), локализованная в митохондриальном матриксе.
2) Содержащие Cu2+/Zn+ - СОД двух типов, находящейся либо внутри клеток (в
цитозоле и межмембранном пространстве митохондрий) в виде димера (СОД1), либо во
внеклеточной жидкости (СОД3) в виде тетрамера.
СОД на три-четыре порядка ускоряет реакцию утилизации О2 ∙- (супероксидных анионов).
Как мы можем видеть, супероксид-дисмутаза катализует восстановление двух молекул
супероксидов: Один супероксид при этом восстанавливается в более устойчивый пероксид
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
водорода
Второй – в молекулярный кислород
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
КАТАЛАЗА – гемсодержащий фермент из 4х субъединиц, присутствует в пероксисомах всех
клеток человека, обладает чрезвычайно высокой молекулярной активностью. В эритроцитах
она находится в цитозоле и защищает гемоглобин от окисления.
Образовавшуюся перекись водорода необходимо восстановить до воды, чтобы предотвратить
образование крайне токсичного гидроксильного радикала (OH•) в реакции Фентона или
Габера-Вейсса.
Каталаза как раз таки тот фермент, который восстанавливает пероксид. Содержится она,
как я уже сказала, в основном в пероксисомах и микросомах. Наибольшей её активность будет
в тканях, содержащих множество пероксисом, это почки и печень.
В клетках иммунной ответа каталаза служит для защиты самих клеток от своих же разрушающих
микроорганизмы веществ.
Каталаза и СОД действуют совместно – это обеспечивает надежную защиту организма от
токсического действия высоких концентраций супероксидного анион-радикала и перекиси
водорода.
Одну молекулу перекиси каталаза
восстанавливает в молекулярный
кислород, вторую – до двух молекул
воды.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ГЛУТАТИОНПЕРОКСИДАЗА - как и каталаза, является
гемсодержащим ферментом и обезвреживает H2O2. Обладая в
1000 раз большим сродством к пероксиду водорода, чем
каталаза, она эффективна даже при низких его
концентрациях.
Особенностью глутатионпероксидазы является наличие в
активном центре фермента селеноцистеина, т.е. такого
цистеина, в котором сера заменена на селен. В качестве
восстановителя для H2O2 фермент использует трипептид
глутатион, содержащий цистеин с его SH- группой.
Окисленный в результате реакции глутатион
восстанавливается глутатионредуктазой.
Механизм действия ГЛУТАТИОН-S-ТРАНСФЕРАЗЫ схож с
глутатионпероксидазой, она тоже восстанавливает субстраты при
помощи глутатиона, только вот преимущественным субстратом для неё
уже являются гидроперекиси жирных кислот.
Существуют три вида фермента –
митохондриальный, микросомальный и цитозольный (у
млекопитающих до 10% всех белков цитоплазмы. При реакции
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
восстановленного глутатиона с перекисью жирной кислоты
происходит восстановление окисленной группы до спирта
и воды.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ПЕРОКСИРЕДОКСИНЫ – антиоксидантные ферменты, контролирующие уровень цитокининдуцированных пероксидов, участвующих в передаче клеточных сигналов.
В активном центре фермента находятся SH-группы цистеина, которые окисляются до R-SOH
состояния
пероксидным субстратом (H2O2 или липидной гидроперекисью)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ЦЕРУЛОПЛАЗМИН - антиоксидантный фермент плазмы крови, содержит 6-8 ионов
меди (II) и окисляет ионы Fe2+ до Fe3+ без образования гидроксил-радикала (по
сравнению с реакцией Фентона).
По сравнению с предыдущими ферментами, церулоплазмин является антиоксидантным
ферментом плазмы крови. В нём содержится 95% общего количества меди сыворотки крови.
Он проявляет феррооксидазную активность (окисляет ионы железа), ускоряя связывание ионов
железа с ферритином и трансферрином.
Как я уже сказала, окисленный церулоплазмином ион железа (III) далее связывается с белком
трансферрином.
Таким образом, церулоплазмин обеспечивает равновесие между депонированием и
использованием железа, и препятствует инициации свободнорадикальных
процессов.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ. РЕГУЛЯЦИЯ
СИСТЕМЫ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА
Я конечно понимаю, что мы тут очень долго распинались про то, какие свободные радикалы
плохие, но всё таки они нужны, они важны!
При низких уровнях АФК (активных форм кислорода, если ты забыл), они выполняют
следующие функции:
1.Регуляция сосудистой системы
Одна из активных молекул, оксид азота NO, участвует в физиологических реакциях
организма. Являясь нейромедиатором, он регулирует сосудистый тонус, расслабляя гладкую
мускулатуру сосудов, и поэтому называется "эндотелиальный фактор релаксации
сосудов". Также NO
снижает агрегацию тромбоцитов, адгезию нейтрофилов к эндотелию.
2. Участие в реакциях воспаления
Кроме бактерицидного эффекта, супероксид анион-радикал принимает участие в
выработке хемотаксинов и в цитокин-опосредованных реакциях. Вместе с указанными эффектами его
взаимодействие с оксидом азота NO приводит к двум важным следствиям:


снижение концентрации NO и, таким образом, повышение адгезии нейтрофилов к
эндотелию в зоне поражения,
образование пероксинитрита OONO–, являющегося агрессивной молекулой и
повреждающего клеточные белки.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
3. Ускорение обновления белковых структур
Также окисление макромолекул является естественным и необходимым элементом
в самообновлении клеток. Окислительная модификация аминокислот является одним из
механизмов маркировки белка для протеолиза. К тому же протеазы клетки быстрее
гидролизуют окисленный белок, что сокращает срок жизни и ускоряет самообновление
клеточных структур.
4. Регуляция вязкости и обновление клеточных мембран
Перекисное окисление липидов поддерживает микровязкость мембран на определенном
уровне, усиливаясь, например, при накоплении холестерина, уплотняющего фосфолипидный
бислой. Перекиси липидов являются промежуточным продуктом при биосинтезе эйкозаноидов,
участвуют в регуляции мембранных ферментов. Таким образом, реакции ПОЛ в организме
играют роль не только повреждающего, но и регулирующего фактора.
5. Регуляция внутриклеточного метаболизма
В малых количествах АФК усиливают регенерацию, дифференцировку, пролиферацию
клеток. Существует механизм передачи сигнала, называемый АФК-зависимый сигналинг,
этим образом АФК участвуют в клеточном росте, делении и апоптозе. Механизмы рецепции и
передачи АФК-сигналов описаны пока только схематически. Основными компонентами этих
схем являются АФК-чувствительные протеинкиназы и протеинфосфатазы, АФКчувствительные транскрипт-факторы, белки теплового шока, редокс-регулируемые ионные
каналы. Антиоксидантные белки (тиоредоксины, пероксиредоксины), изменяя степень
окисления сигнальных белков и ферментов, также участвуют во всех этих процессах.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
6. Ферментативные реакции
Некоторые ферменты нуждаются в активных формах кислорода для осуществления своей
реакции, например, лактопероксидаза, тиреопероксидаза.
7. Участие в реакциях иммунитета
Проявляя свойства радикала, синтезируемый фагоцитами NO может оказывать
цитотоксический и бактерицидный эффект, хотя большую роль в этом играет его производное –
пероксинитрит (ONOO–
). Образование NO с участием NO-синтазы в иммунных клетках играет важную роль в
образовании интерлейкинов и других индукторов воспаления.
Свободнорадикальное окисление участвует в
реакциях специфического и неспецифического иммунитета. Ярким проявлением роли
свободных радикалов в иммунитете является фагоцитоз.
8.Защита грудного молока – в систему антимикробной защиты молока входят
лактроферрин, лизоцим, лактоглобулины, лактопероксидаза – которая способна подавлять
широкий спектр бактерий, грибов, паразитов и вирусов, обеспечивает уничтожение кишечных
патогенов, защиту молочных желёз и сохранение молока.
Лактопероксидаза катализирует реакцию,
которая напоминает миелопероксидазную
реакцию, только она окисляет тиоционатные
ионы в гипотиоционат OSCN-.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Гипотиоционат, как и гипохлорит, атакует
бактерии и разрушает их.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
10.Участвуют в регуляции клеточных процессов
В малых количествах АФК усиливают регенерацию, дифференцировку, пролиферацию
клеток. Существует механизм передачи сигнала, называемый АФК-зависимый сигналинг,
этим образом АФК участвуют в клеточном росте, делении и апоптозе. Механизмы рецепции и
передачи АФК-сигналов описаны пока только схематически. Основными компонентами этих
схем являются АФК-чувствительные протеинкиназы и протеинфосфатазы, АФКчувствительные транскрипт-факторы, белки теплового шока, редокс-регулируемые ионные
каналы. Антиоксидантные белки (тиоредоксины, пероксиредоксины), изменяя степень
окисления сигнальных белков и ферментов, также участвуют во всех этих процессах.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
УЧАСТИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ В
ПРОЦЕССЕ ФАГОЦИТОЗА
Фагоцитоз - осуществляется микро- и макрофагами:
нейтрофилами, моноцитами, тканевыми макрофагами,
купферовскими клетками, остеокластами, клетками микроглии.
Ведущую роль играет генерация этими клетками кислородных
радикалов (супероксид анион-радикал) и оказываемый им
бактерицидный эффект. После того как микроб свяжется с
рецепторами фагоцитирующих клеток, начинается образование
пищеварительной вакуоли, или фагосомы. Вскоре с фагосомой сливаются лизосомы, в
нейтрофилах их роль выполняют азурофильные гранулы. Микроорганизм разрушается,
непереваренные остатки выбрасываются наружу.
Известно, что поглощении макрофагами микроорганизмов, в десятки раз возрастает
потребление клетками кислорода и глюкозы- это явление назвали респираторным
взрывом.
Глюкоза при этом окисляется в пентозофосфатном пути с образованием НАДФН, как
следствие происходит активация НАДФН-оксидазы и происходит генерация супероксид
анион-радикала, который губительно действует на бактерии (это мы уже обсуждали в самом
начале). Так же происходит активация миелопероксидазы и генерация гипохлорита –
свободного радикала, который так же уничтожает бактерии.
Таким образом, для полноценного фагоцитоза требуется, чтобы клетка активно дышала
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
(респираторный взрыв) и получала достаточное количество глюкозы. Естественно, что
атакующие бактерий АФК способны повредить и собственные клетки. Для этого в лейкоцитах
присутствует глутатионовая антиоксидантная система включающая
глутатионпероксидазу и глутатионредуктазу.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
УЧАСТИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОВРЕЖДЕНИИ ТКАНЕЙ ПРИ
ИШЕМИИ И ГИПОКСИИ.
Высокие уровни же уровни АФК приводят к окислительному стрессу, участвуют в
патогенезе атеросклероза, ишемии, Альйгеймера, Паркинсона, различных опухолей, некроза и
кучи других болезней
АФК образуются при гипоксии, ишемии (определённый парадокс – вроде кислорода мало, но
активно образуются АК).
Этот парадокс развивается в результате определённых механизмов – при гипоксии
накапливается ксантин (из-за нарушения окислительного фосфорилирования) и
активируется ксантин-оксидаза, которая начинается окислять ксантин в мочевую кислоту
и генерировать АФК(супероксидный радикал)
Ишемия обычно сопровождается болевым синдромом, при этом происходит выброс катехоламинов
и их окисление в аденохром, что сопровождается образованием АФК.
При гипоксии так же происходит необратимое ингибирование антиоксидантных ферментов
(супероксид-дисмутазы и глутатион-пероксидазы) вследствие накопление АФК
Активация нейтрофилами продуктами фосфолиполиза и протеолиза (при некрозе) способствует
началу
«респираторного взрыва» и приводит к гиперпродукции свободных радикалов
Ишемия-реперфузия (кхкхкхкх репер) - состояние, при котором восстановление
кровообращения после ишемии, эпизода гипоксии, не приводит к улучшению состояния
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
человека, а наоборот, усугубляет его состояние.
Происходит это при:
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
1)Кислородном парадоксе – например, после инфаркта миокарда, длительной ишемии. Так
вот, образовавшийся во время ишемии гипоксантин в условиях реперфузии (восстановлении
кровообращения и поступления кислорода к тканям) и под действием ксантиноксидазы,
превращается в свободные кислородные радикалы – АФК.
2)Краш-синдроме (или синдроме длительного
сдавливания) - возникает при длительном сжатии
участков тела тяжелыми предметами или при
длительном пребывании в одном положении на твердой
поверхности (когда человек, например, находится под
завалами).
В момент высвобождения из-под завалов в
поврежденных конечностях восстанавливается
кровообращение, и развивается реперфузионное
повреждение.
Содержимое разрушенных миоцитов поступает в
системный кровоток. Наиболее опасный компонент в
первые минуты развития синдрома длительного
сдавления – ион калия.
Гиперкалиемия может привести к нарушениям ритма
сердца вплоть до остановки кровообращения.
Продукты распада
мышечной ткани приводят к развитию метаболического ацидоза. И, наконец,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
крупномолекулярный белок миоглобин забивает почечные канальцы, что приводит к острому
почечному повреждению
3) Гестозе - это серьезное осложнение поздних сроков беременности. При гестозе
ухудшается работа почек, сосудов и головного мозга будущей мамы. Его самые
характерные признаки – это повышение артериального давления и появление белка в
анализах мочи. У женщин, страдающих гестозом,
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
нарушена миграция трофобласта в сосуды матки. Спиральные маточные артерии не
меняют свою структуру, остаются в том же виде, что и у небеременных.
Взаимоотношения в системе трофобласт — спиральные артерии нарушаются, происходит
спазм, снижение межворсинчатого кровотока и гипоксия. И в плаценте активируется
свободно-радикальное окисление. Это свободно- радикальное окисление запускает
процессы некроза в синцитиотрофобласте . Эти некротические массы
синцитиотрофобласта поступают в организм матери, вызывая системную
воспалительную реакцию. Это приводит к поражению эндотелия, нарушению его
вазоактивных свойств, высвобождению медиаторов, направленных на вазоконстрикцию.
Длительная продукция вазоконстрикторов вызывает нарушения в гемодинамике, ЦНС,
гормональном статусе, обмене веществ и кислотно — основном равновесии организма.
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
НА ЭТОМ ВСЁ
ВСЕМ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ СТАВЬТЕ ЛАЙКИ ЖМИТЕ
НА КОЛОКОЛЬЧИК
ВСЕМ УСПЕХОВ!
СНОВА СПАСИБО
МОИМ
ЛЮБИМЫМ
2.2.15!<3
Курина Таня, 2.2.15
РНИМУ
им.Пирогова Инст: @tanissimoo, вк: https://vk.com/tanissimooo (Здесь
вы можете не только полайкать меня, но и найти остальные
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
методички на стене)
На еду моим общажным тараканам: 5469
3900 1275 3412
Электронно-транспортная
цепь
ПЕРЕВАРИВАНИЕ УГЛЕВОДОВ. МЕТАБОЛИЗМ ГЛИКОГЕНА.
У НАС БЕСПРОСВЕТНАЯ ЖИЗНЬ. И МОЯ, И ВАША. ВЫ ПОТОМУ
ЧТО ПОСТУПИЛИ ТУДА, КУДА ВАМ НЕ НАДО БЫЛО ПОСТУПАТЬ,
И БУДЕТЕ СТРАДАТЬ ВСЕ ШЕСТЬ ЛЕТ, ЕСЛИ МЫ ВАС НЕ
ОТЧИСЛИМ. А МЫ МОЖЕМ))0)0) А НАШИ СТРАДАНИЯ НЕ
ПРЕКРАТЯТСЯ НИКОГДА, ПОТОМУ ЧТО КАЖДЫЙ ГОД ПРИХОДЯТ
ВОТ ТАКИЕ ВОТ ЗВЕЗДЫ, КАК ВЫ. ГЛАДКООООВ...
ГЛАДКОООООВ...
ТАК ВАМ НАДО БЫЛО ТОГДА В КВН ИДТИ, ЯЗЫКОМ ТРЕПАТЬ,
ЕСЛИ ВАМ НА ГИСТУ ПЛЕВАТЬ. ГЛАДКООООВ... ГЛАДКООООВ..
Я уверена, что вы и так заметите,
но я всё равно скажу – в эту
методичку я вставила схемы,
сделанные моей прекрасной
одногруппницей и близкой
подругой Светочкой Логуновой https://vk.com/ssvv201. Она
настоящий талант.
Мы очень старались и надеемся, что вам
понравится!
Курина Таня,
2.2.15 Инст @tanissimoo,
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Вк - https://vk.com/tanissimooo
РНИМУ им.Пирогова(а то разошлись методы, лол)
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ОГЛАВЛЕНИЕ
(тыкни и попадёшь куда надо)
1) Переваривание углеводов. Полостное и пристеночное пищеварение
2) Нарушение переваривания и всасывания углеводов
3) Причины непереваривания целлюлозы в жкт. Роль целлюлозы в
пищеварении
4) Транспорт моносахаридов через клеточные мембраны
5) Пути превращения глюкозы в клетке. Источники глюкозы в клетке
6) Особенности ферментов обмена углеводов в печени: участие
глюкокиназы и глюкозо-6-фосфатазы в поддержании постоянной
концентрации глюкозы в крови
7) Синтез гликогена из глюкозо-6-фосфата (гликогеногенез).
Биологическое значение, реакции, ферменты. Тканевая и
клеточная локализация.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
8) Распад гликогена до глюкозо-6-фосфата (гликогенолиз).
Биологическое значение, реакции, ферменты. Тканевая и
клеточная локализация
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
9) Особенности обмена гликогена в печени и мышцах при
некоторых физиологических состояниях (потребление пищи,
голодание, мышечная активность). Участие гормонов в этих
процессах
10)
Регуляция ферментов обмена гликогена –
гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы
11)
Генетические нарушения синтеза (агликогеноз) и распада
гликогена (печеночные, мышечные и смешанные гликогенозы)
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Небольшое вступление…
Углеводы широко распространены в растениях и животных. Они играют
важную структурную и метаболическую роль.
Глюкоза играет центральную роль в метаболизме. Это универсальное топливо для
человека, наших клеток, а так же источник углерода для синтеза большинства других
соединений. Абсолютно каждый тип клеток использует глюкозу для получения энергии.
Высвобождение инсулина и глюкагона поджелудочной железой обеспечивает регуляцию
использования и хранения глюкозы в организме. Другие пищевые сахара (в основном фруктоза
и галактоза) превращаются в глюкозу или промежуточные продукты метаболизма глюкозы.
Глюкоза является как бы «направителем» для синтеза множества других сахаров, которые
требуются для производства таких соединений, как лактоза, поверхностные антигены клетки,
нуклеотиды или гликозаминогликаны.
Глюкоза является так же основным предшественником неуглеводных соединений, её можно
преобразовать в липиды (включая жирные кислоты, холестерин и стероидные гормоны),
аминокислоты, нуклеиновые кислоты. Не могут образовываться из глюкозы разве что
только соединения, которые синтезируются из витаминов, а так же незаменимые
аминокислоты и незаменимые жирные кислоты.
Все физиологические процессы в живых клетках требуют преобразования энергии. То есть
клетки способны преобразовывать энергию химических связей в пищевых продуктах
в другие формы энергии, например, в электрохимический градиент в дыхательной цепи,
движение мышечных волокон, сборка сложных молекул, таких как ДНК.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕВОДОВ
1.Моносахариды - это сахара,
которые нельзя гидролизовать на
более простые углеводы.
К ним можно отнести триозы,
тетрозы, пентозы, гексозы или
гептозы, в зависимости от числа
атомов углерода, а также можно
поделить их на альдозы или кетозы,
в зависимости от того, есть ли
у них альдегидная или
кетонная группа.
2. Дисахариды - это продукты конденсации двух
моносахаридов. Примерами являются мальтоза и
сахароза.
3. Олигосахариды являются продуктами конденсации от трех до десяти моносахаридов.
Большинство из них не усваиваются человеком.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
4. Полисахариды являются продуктами конденсации более чем десять моносахаридных
единиц; Примерами являются крахмал и декстрины, которые могут быть линейными или
разветвленными полимерами. Полисахариды иногда классифицируются как гексозы или
пентозы. Помимо крахмалов
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
и декстринов, пищевые продукты содержат множество других полисахаридов.
которые известны как некрахмальные полисахариды; они не перевариваются человеческими
ферментами и являются основными компонент пищевых волокон.
Примеры: целлюлоза из растений клеточные стенки (полимер глюкозы) и инулин, запасной
углевод в некоторых растениях (полимер фруктозы). Полисахариды, в структуре которых
характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев, носят название
гетерополисахаридов (гиалуроновая кислота, гликозаминогликаны). А состоящие из
одинаковых остатков моносахаров - гомополисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза).
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОВ
По своему строению углеводы являются многоатомными спиртами с альдегидной или
кетоновой группой (полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны). Наиболее известные
углеводы (крахмал, глюкоза, гликоген) обладают эмпирической формулой (CH2O)6.
Соединяются моносахара между собой при помощи гликозидных связей.
Гликозидная связь — это тип ковалентной связи, которая соединяет молекулу сахара с
другой молекулой, часто с другим сахаром. Гликозидная связь образуется между
полуацетальной группой сахара (или производной сахара) и гидроксильной группой
органического соединения, например, спирта.
Называются гликозидные связи в зависимости от
атомов углерода (по счёту), которые она соединяет, а
так же от конформации (альфа или бета). Чаще всего
мы будем встречать α-1,4-гликозидные связи. В
амилопектине и гликогене присутствуют так же и α1,6-гликозидные связи, т.е. они соединяются первый
атом углерода одного моносахарида с шестым атомом
углерода второго моносахарида. Такие связи делают
гликоген и амилопектин «ветвящимися» молекулами.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ПЕРЕВАРИВАНИЕ УГЛЕВОДОВ. ПОЛОСТНОЕ И
ПРИСТЕНОЧНОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ
Начнём с того, что углеводы достаточно просто усваиваются. Расщепление они начинают аж в
ротовой полости.
С пищей в основном поступают крахмал, гликоген, целлюлоза, сахароза, лактоза, мальтоза,
глюкоза и фруктоза, рибоза.
Потребность в углеводах взрослого организма составляет 350-400 г в сутки, при этом
целлюлозы и других пищевых волокон должно быть не менее 30-40 г.
РОТОВАЯ ПОЛОСТЬ
Расщепление крахмала (и гликогена) начинается в полости рта под действием амилазы слюны.
Известны три вида амилаз, которые различаются главным образом по конечным продуктам их
ферментативного действия: α-амилаза, β-амилаза и γ-амилаза.
α-Амилаза расщепляет в полисахаридах ТОЛЬКО внутренние α-1,4-связи, поэтому ее иногда
называют эндоамилазой. Молекула α-амилазы содержит в своих активных центрах ионы Са2+,
необходимые для ферментативной активности. Кроме того, характерной особенностью αамилазы животного происхождения является способность активироваться одновалентными
анионами, прежде всего ионами хлора.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Под действием β-амилазы от крахмала
отщепляется дисахарид мальтоза, т.е. β-амилаза
является экзоамилазой. Она обнаружена у
высших растений, где выполняет важную роль в
мобилизации резервного (запасного) крахмала.
γ-Амилаза отщепляет один за другим глюкозные
остатки от конца полигликозидной цепочки.
Различают кислые и нейтральные γ-амилазы в
зависимости от того, в какой области рН они
проявляют максимальную активность. В органах и
тканях человека и млекопитающих кислая γамилаза локализована в лизосомах, а
нейтральная – в микросомах и гиалоплазме.
ЖЕЛУДОК
Из-за низкой рН (по сравнению с той, что была в
ротовой полости) амилаза инактивируется.
Однако в более глубоких слоях пищевого комка,
куда не сразу проникает желудочный сок,
действие амилазы некоторое время продолжается
и происходит расщепление полисахаридов с
образованием декстринов и мальтозы.
Поблагодарить меня: 5469 3900
КИШЕЧНИК
Наиболее важная фаза распада крахмала (и гликогена) протекает в двенадцатиперстной
кишке под действием α-амилазы поджелудочного сока. Здесь рН возрастает
приблизительно до нейтральных значений, при этих условиях α-амилаза панкреатического
сока обладает почти максимальной активностью. Этот фермент завершает превращение
крахмала и гликогена в мальтозу, начатое амилазой слюны.
Напомню, что в молекулах амилопектина и гликогена в точках ветвления существуют
также α(1–>6)- гликозидные связи. Эти связи в кишечнике гидролизуются особыми
ферментами: амило-1,6- глюкозидазой и олиго-1,6-глюкозидазой (терминальная
декстриназа).
Таким образом, расщепление крахмала и гликогена до мальтозы происходит в кишечнике под
действием трех ферментов:
1 - панкреатической α-амилазы
2- амило-1,6-глюкозидазы
3- олиго-1,6-глюкозидазы
Это был ПОЛОСТНОЕ пищеварение. (с днём гистологии…)
Полостное пищеварение представляет собой гидролиз питательных веществ под влиянием
ферментов пищеварительных соков, изливающихся в полость желудка и кишечника.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Пристеночное пищеварение происходит в слое слизи между микроворсинками тонкого
кишечника и непосредственно на их поверхности (в гликокаликсе) у позвоночных и некоторых
других животных. В поверхностных слоях гликокаликса задерживаются крупные молекулы и
бактерии. Полисахариды не проникают через гликокаликс и, оставшись нерасщепленными при
полостном пищеварении, гидролизуются на поверхности энтероцитов. Мальтоза, сахароза и
лактоза могут гидролизоваться в гликокаликсе.
Пристеночное пищеварение осуществляют следующие ферменты:



сахаразо-изомальтазный комплекс (рабочее название сахараза) – в тощей кишке
гидролизует α- 1,2-, α1,4-, α1,6-гликозидные связи, расщепляет сахарозу, мальтозу,
мальтотриозу, изомальтозу,
β-гликозидазный комплекс (рабочее название лактаза)
– гидролизует β-1,4-гликозидные связи в лактозе
между галактозой и глюкозой. У детей активность
лактазы очень высока уже до рождения и
сохраняется на высоком уровне до 5-7 лет, после
чего снижается,
гликоамилазный комплекс – находится в
нижних отделах тонкого кишечника, расщепляет
α1,4- гликозидные связи и отщепляет
концевые остатки глюкозы в олигосахаридах с
восстанавливающего конца.
Судьба всосавшихся моносахаридов. Более 90% всосавшихся моносахаридов (главным образом глюкоза)
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
через капилляры кишечных ворсинок попадает в кровеносную систему и с током крови через воротную вену
доставляется прежде всего в печень. Остальное количество моносахаридов поступает по лимфатическим путям
в венозную систему. В печени значительная часть всосавшейся глюкозы превращается в гликоген, который
откладывается в печеночных клетках в форме своеобразных, видимых под микроскопом блестящих гранул.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ УГЛЕВОДОВ
Синдром мальабсорбции — это хроническое заболевание, при котором плохо переваривается
пища, а также происходит нарушение транспорта и всасывания витаминов и других полезных
веществ в тонком кишечнике. Все это вызывает нарушение обмена веществ в организме.
Разберём этот синдром на примере фруктозы.
Причина мальабсорбции фруктозы
Первичная или вторичная (энтериты, целиакия) недостаточность транспортного белка
ГлюТ-5 для фруктозы на апикальной мембране клеток тонкого кишечника.
Патогенез
Накопление фруктозы в просвете кишечника приводит к осмотическому эффекту и задержке
воды. Кроме этого, фруктоза активно потребляется микрофлорой толстого кишечника и
метаболизирует с образованием коротких органических кислот (масляная, молочная) и газов.
В результате указанных процессов симптомами являются дисбактериоз, диарея, тошнота, рвота,
метеоризм, вспучивание живота, его спазмы и боли.
Лечение
Пока не разработано конкретных методов лечения, однако диета со снижением содержания
фруктозы и/или с увеличенным соотношением глюкоза/фруктоза облегчают симптоматику и
способствуют нормализации пищеварения.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
К часто встречающимся формам нарушения переваривания дисахаридов относятся – дефект
лактазы (β- гликозидазного комплекса, только что о нём с тобой говорили) и сахаразы
(сахаразо-изомальтазного комплекса), которые называются как интолерантность к лактозе и
сахарозе
или непереносимость лактозы и сахарозы.
Непереносимость лактозы – состояние боли, тошноты и метеоризма после приёма в пищу
продуктов, содержащих лактозу, особенно молочных продуктов. Непереносимость лактозы
часто вызвана низким уровнем лактазы, так же это может быть вызвано повреждением
кишечника.
Приобретенная недостаточность
Приобретенные формы недостаточности переваривания углеводов возникают в результате
заболеваний стенок ЖКТ: когда нарушается образование ферментов и их размещение на
щеточной каемке энтероцитов. К тому же ухудшается всасывание моносахаров.
Наследственная недостаточность
При наследственной (первичной) патологии лактазы симптомы проявляются после первых
кормлений. Ее недостаточность может проявляться не только у младенцев, но зачастую
развивается у подростков и взрослых в результате естественного снижения синтеза фермента
в онтогенезе.
Непереносимость лактозы, как я уже сказала, может быть вызвана изначальным недостатком
лактазы в тонкой кишке, либо каким-то заболеванием. Не всасывающаяся лактоза
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
преобразуется бактериями толстой кишки в молочную кислоту, метан (CH4), водород (H2).
Осмотический эффект, обусловленный присутствием лактозы и молочной кислоты в
просвете кишечника, вызывает частую диарею – обычный симптом непереносимости лактозы.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Лактаза является адаптивным ферментом, т.е. его активность изменяется в
зависимости от рациона. А человек является единственным млекопитающим на
Земле, которое потребляет молоко во взрослом возрасте.
Примерно у 10-12% людей белой расы лактаза перестает синтезироваться
уже в детском и молодом возрасте, и возникает непереносимость молока.
Очень широко недостаточность лактазы распространена среди монголоидов и
негроидов (80-90% и выше). Среди россиян она проявляется (по разным
оценкам) у 8%-30% населения.
Патология сахаразы у младенцев обнаруживается при введении в
рацион сладкого (соки, фрукты).
Патогенез. Отсутствие гидролиза соответствующих дисахаридов
приводит к осмотическому эффекту и задержке воды в просвете
кишечника. Кроме этого, сахара активно потребляются
микрофлорой толстого кишечника и метаболизируют с
образованием коротких органических кислот (масляная, молочная)
и газов.
В результате указанных процессов симптомами лактазной или сахаразной
недостаточности являются дисбактериоз, диарея, срыгивания, метеоризм,
вспучивание живота, его спазмы и боли.
Из-за частого раздражения продуктами брожения целостность
эпителия кишечника нарушается и появляется высокая вероятность
развития атопического дерматита.
Поблагодарить меня: 5469 3900
Диагностика
Диагноз ферментативной недостаточности ставится на основании анамнеза, симптомов
заболевания и анализа кала.
Дифференциальная диагностика нарушений переваривания и всасывания заключается в
контроле уровня глюкозы крови после раздельного приема дисахаридов (тест абсорбции
дисахаридов) и эквивалентного количества моносахаридов. Незначительный подъем
концентрации глюкозы крови в первом случае указывает на нехватку ферментов, во втором – на
нарушение всасывания.
Основы лечения
При лактазной недостаточности: у младенцев – использование безлактозных молочных
смесей и препаратов, содержащих фермент лактазу.Взрослые исключают молоко из рациона
или используют ферментные препараты.
При снижении активности сахаразы – удаление из рациона продуктов с добавлением сахара.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ПРИЧИНЫ НЕПЕРЕВАРИВАНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ЖКТ. РОЛЬ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В
ПИЩЕВАРЕНИИ
Не все углеводы, поступающие с пищей, перевариваются в кишечнике. Углеводы с высоким содержанием
амилозы или менее гидратированные (например, крахмал в сушёных бобах), устойчивы к перевариванию и
проникают в толстую кишку. Клетчатка и другие непереваренные так же попадают в толстую кишку, где
бактерии быстро перерабатывают эти сахариды с образованием газов (буэ), короткоцепочечных жирных
кислот(пропионовая, уксусная) и лактата. Короткоцепочечные жирные кислоты адсорбируются клетками
слизистой толстой кишки и могут служить источником энергии для этих клеток.
Основные образующиеся газы – водород (H2), углекислый газ (CO2), метан (CH4). Как они выделяются во
внешнюю среду ты сам знаешь…
При неполном переваривании продуктов кишечник увеличивает задержку воды в толстой кишки, что ведёт к диарее.
Целлюлоза, клетчатка- неразветвленные
цепочки из остатков β-глюкозы, соединённых
гликозидными связями β-(1→4). Белое
твёрдое вещество, нерастворимое в воде.
Главная составная часть клеточных оболочек
всех высших растений.
Человек, а также плотоядные животные не
способны усваивать клетчатку, так как их
организм не содержит ферментов,
осуществляющих гидролиз целлюлозы.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Итак, амилоза способна разрушаться в нашем организме, а целлюлоза нет, хотя единственное
различие между ними заключается в неодинаковой ориентации кислородных мостиков.
Между тем проблема усвояемости сводится к вопросу о природе соответствующих ферментов
(которые специфичны в отношении конфигурации высокомолекулярного субстрата). Люди и
плотоядные животные просто не имеют ферментов,
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
которые могли бы катализировать гидролиз (это и есть переваривание) целлюлозы. Между тем
многие микроорганизмы, улитки и жвачные животные способны усваивать целлюлозу.
Жвачные животные обладают такой способностью потому, что в их пищеварительном тракте
имеются соответствующие микроорганизмы, ферментные системы которых катализируют
гидролиз целлюлозы. Конечным продуктом такого гидролиза является, естественно, глюкоза.
Мы поняли, что целлюлоза ферментами человека не переваривается, т.к. не образуются
соответствующие ферменты. Но в толстом кишечнике под действием ферментов
микрофлоры некоторая часть ее может гидролизоваться с образованием целлобиозы и
глюкозы. Глюкоза частично используется самой микрофлорой и окисляется до органических
кислот (масляной, молочной), которые стимулируют перистальтику кишечника. Малая часть
глюкозы может всасываться в кровь.
Основная роль целлюлозы для человека:

стимулирование перистальтики кишечника,

формирование каловых масс,

стимуляция желчеотделения,

абсорбция холестерола и других веществ, что препятствует их всасыванию.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ТРАНСПОРТ МОНОСАХАРИДОВ ЧЕРЕЗ КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ
При использовании углеводов, как впрочем и других веществ, перед организмом стоит две задачи –
1) всасывание из кишечника в кровь
2) транспорт из крови в клетки тканей.
В любом случае необходимо преодолевать клеточную мембрану.
В полости кишечника, после расщепления полисахаридов, накапливается глюкоза и другие
моносахариды, которые должны попасть в кровь. Перед ними две преграды – апикальная
поверхность энтероцита и его базальная мембрана.
Итак, глюкоза транспортируется через энтероциты за счёт:
1) Облегчённой диффузии
2) Вторично-активного транспорта (Na+зависимый переносчик)
Молекула глюкозы чрезвычайно полярна и не может просто диффундировать через
гидрофобный фосфолипидный бислой клеточной мембраны. Таким образом, глюкоза попадает
в клетку посредством связывания с транспортными белками, которые могут связать глюкозу на
внешней стороне мембраны и высвободить её на противоположной стороне.
Глюкоза и галактоза всасываются из просвета кишечника по механизму вторично активного
транспорта.
Вторично-активный транспорт - перенос через мембрану вещества против градиента его
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
концентрации за счет энергии градиента концентрации другого вещества
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Градиент Na+, который создаётся первично-активным транспортом, используется для
транспорта глюкозы, аминокислот и многих других соединений в клетках посредством
вторичного активного транспорта.
Так происходит транспорт глюкозы в клетки кишечного эпителия вместе с ионами Na+.
То есть - Клетки сначала создают ионный градиент Na+, а затем используют этот
градиент для транспорта глюкозы из просвета кишечника в клетку против градиента её
концентрации.
Сейчас посмотрим на схему и ты поймёшь.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
1) Na+-зависимые переносчики глюкозы
– расположены на апикальной
поверхности адсорбирующей клетки
(энтероцита) и позволяют этим клеткам
концентрировать глюкозу из просвета
кишечника. Низкая
внутриклеточная концентрация
Na+ поддерживается Na+-K+АТФазой на серозной (базальной)
стороне клетки, именно этот транспорт
требует затрат энергии (АТФ). В
просвете кишечника содержание
натрия относительно высоко и он
связывается со специфическим
мембранным белком, имеющим два
центра связывания: один для натрия,
другой для моносахарида(глюкозы или
галактозы).
Примечательно то, что моносахарид
связывается с белком только после того, как с ним свяжется натрий. Белоктранспортер свободно мигрирует в толще мембраны.
При контакте белка с цитоплазмой натрий быстро отделяется от него по градиенту
концентрации и сразу отделяется моносахарид.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Результатом является накопление глюкозы в клетке, а ионы натрия выкачиваются Na+-К+АТФазой.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
2) Облегчённый транспорт (диффузия) – расположены на серозной стороне клеток,
не связывают ион Na+. Глюкоза просто перемещается через транспортный белок
из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (кровь)
без расхода энергии.
Обеспечивается белками семейства ГлюТ, о которых мы поговорим позже.
Стоит заметить, что вторично-активный транспорт используется тогда, когда концентрации глюкозы
в кишечнике НИЗКАЯ. Если концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то она также
может транспортироваться в клетку путем облегченной диффузии.
Клетки почечных канальцев так же используют вторично-активный транспорт для реабсорбции
глюкозы обратно в кровь. Таким образом, они могут, аналогично энтероцитам,
транспортировать глюкозу против градиента её концентрации. Другие типы клеток
используют в основном облегчённую диффузию, который снижают концентрационный градиент
глюкозы (из области с большей концентрацией транспортируют в область с меньшей
концентрацией).
В отличие от глюкозы и галактозы, фруктоза и другие моносахара всегда транспортируются белкамитранспортерами, не зависящими от градиента натрия, т.е. облегченной диффузией. Так,
на апикальной мембране энтероцитов находится транспортный белок ГлюТ-5, через который
фруктоза диффундирует в клетку.
После выхода в кровь, оттекающую от кишечника, моносахариды движутся по сосудам
воротной системы в печень, частично задерживаются в ней, частично выходят в большой
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
круг кровообращения. Следующей их задачей стоит проникновение в клетки органов. Из
крови внутрь клеток глюкоза попадает при
помощи облегченной диффузии по градиенту концентрации с участием
белков- переносчиков (глюкозных транспортеров – "ГлюТ").
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Глюкозный Транспортёр = ГлюТ
Всего выделяют 12 типов транспортеров глюкозы, отличающихся локализацией, сродством к
глюкозе и способностью к регулированию.
Т.е. мы говорим о разных ИЗОФОРМАХ этого белка. Они выполняют одинаковую функцию, но
имеют разную первичную структуру и органоспецифичны.
ГлюТ-1 - на мембранах всех клеток и ответственны за базовый транспорт глюкозы в клетки, требуемый
для поддержания жизнеспособности.
ГлюТ-2 - особенностями являются способность пропускать глюкозу в двух направлениях и
низкое сродство к глюкозе. Переносчик представлен, в первую очередь, в гепатоцитах,
которые после еды захватывают глюкозу, а в постабсорбтивный период и при голодании
поставляют ее в кровь. Также присутствует этот транспортер в эпителии кишечника и
почечных канальцев. Присутствуя на мембранах β-клеток островков Лангерганса, ГлюТ-2
переносит глюкозу внутрь при ее концентрации свыше 5,5 ммоль/л и благодаря этому
генерируется сигнал для увеличения выработки инсулина. В печени же Км для ГлюТ-2
относительно высока – 15ммль/л. Таким образом, печень преобразует глюкозу в другие
молекулы- аккумуляторы (гликоген) только тогда, когда уровень глюкозы в крови высокий,
например, сразу после приёма пищи.
ГлюТ-3 - обладает высоким сродством к глюкозе и представлен в нервной ткани. Поэтому
нейроны способны поглощать глюкозу даже при низких ее концентрациях в крови.
ГлюТ-4 – в мышцах и жировой ткани, являются чувствительными к инсулину. При действии
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
инсулина на клетку они выходят на поверхность мембраны и переносят глюкозу внутрь.
Указанные ткани получили название инсулинзависимых.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Инсулин-зависимый транспорт
Итак, мы видим, что к рецептору адипоцита, допустим,
присоединился гормон – инсулин. Это стимулирует
выход белка, глюкозного транспортёра (ГлюТ-4) на
внешнюю мембрану клетки. Таким образом адипоцит
(или же мышечная клетка) может транспортировать
глюкозу внутрь клетки за счёт облегчённой диффузии
при помощи белка-транспортёра.
Некоторые ткани совершенно нечувствительны к
действию инсулина, их называют
инсулиннезависимыми. К ним относятся нервная
ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка,
клубочковые клетки почек, эндотелиоциты, семенники и
эритроциты.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ. ИСТОЧНИКИ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕ
Наличие глюкозы в клетке обеспечивается:
в первую очередь, проникновением ее из крови.
также почти все клетки имеют запасы гликогена, который используется как
внутриклеточный резерв глюкозы.
гепатоциты и почки обладают способностью синтезировать глюкозу из неуглеводных
компонентов
(глюконеогенез).
Судьба глюкозы в клетке очень интересна и имеет несколько вариантов развития событий, в которых
глюкоза
активируется (фосфорилируется), превратившись в глюкозо-6-фосфат.
Это превращение обеспечивает фермент гексокиназа, которая при поступлении глюкозы в
клетку, немедленно фосфорилирует её(глюкозу). Этот фермент называют ещё «ловушкой»
для глюкозы, т.к. фосфорилированная гексокиназой глюкоза уже не может выйти из
клетки.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Получается, что гексокиназа поймала глюкозу, повесила на неё фосфатную группу, чтобы
она точно не ушла из клетки. Почему она не может уйти?
фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула
отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности
мембраны.
наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию
молекулы(фу, разве существует правильная ориентация в современном мире…) в
активном центре фермента.
уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы в
клетке, что способствует диффузии новых ее молекул из крови.
И вот такая, уже активная форма глюкозы – глюкозо-6фосфат – может иметь несколько
вариантов развития событий:
1) Пойти на энергетический обмен – те самые реакции аэробного окисления, о которых мы
говорили в прошлом модуле, а так же анаэробного гликолиза для синтеза АТФ, о котором
мы поговорим потом)
2) Запастись в виде гликогена, когда глюкозы становится слишком много (а всё потому
что кто-то слишком много ел). К синтезу гликогена способны большинство тканей, но
мы прекрасно знаем, что особенно ярко это видно на гепатоцитах.
3) Идти в реакции пентозофосфатного пути – превратиться в риболозо-5-фосфат,
входящий в состав…(ты знаешь это….) нуклеотидов, конечно.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
4) Пойти на синтез триацилглицеролов – липогенез(синтез жиров). Наблюдается в
гепатоцитах, миоцитах и адипоцитах
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
5) Синтез холестерола – так же в печени и иных тканях
6) Синтез глюкозаминов и других гетерополисахаридов.
Поблагодарить меня: 5469 3900 1275 3412
ПЕРЕРЫВ НА МЕМЫ ПО ТРАДИЦИИ
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ОСОБЕННОСТИ ФЕРМЕНТОВ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ В ПЕЧЕНИ: УЧАСТИЕ
ГЛЮКОКИНАЗЫ И ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТАЗЫ В ПОДДЕРЖАНИИ
ПОСТОЯННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
Мы уже знаем, что глюкоза проникает в клетку при помощи облегчённой диффузии (ГлюТтранспортёров).
После попадания в клетку глюкоза фосфорилировалась (поймалась) гексокиназой и
превратилась в глюкозо-6-фосфат, который может пойти на очень большое количество
важных клеточных процессов, это мы видели на предыдущей странице.
А теперь поговорим о том, что метаболизм глюкозы в печени имеет принципиальные отличия
от других тканей. Так, фермент гексокиназа здесь представлен его изоформой, получившей
название глюкокиназа (или гексокиназа IV).
И да, все процессы, о которых мы сегодня говорим, происходят в цитоплазме
Помним, что изоферменты – это ферменты, обладающие одинаковой функцией, но разной первичной
структурой, что делает их органоспецифичными, т.е. определенные изоформы фермента свойственны
определенным клеткам. Как креатинкиназа и её изоформы ММ(мышечная), ВМ(сердечная), ВВ(мозг),
например.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
В чем заключаются отличия глюкокиназы от гексокиназы?
НИЗКОЕ СРОДСТВО К ГЛЮКОЗЕ (в 1000 раз
меньше), что ведет к захвату глюкозы печенью
только при ее высокой концентрации в крови
(после еды)
Об этом мы с тобой говорили в самой первой
методичке в конце, я тогда приводила этот случай
(гексокиназа и глюкокиназа печени) в пример для
демонстрации значения Константы Михаэлиса. Если
ты хорошо учился, то ты помнишь, что чем меньше
Km, тем выше сродство фермента к субстрату,
реакция протекает при малых концентрациях
субстрата.
Так вот, у глюкокиназы сродство намного ниже,
то есть Константа Михаэлиса (Km ) высокая.
Глюкокиназе требуется аж 5-6 ммоль глюкозы,
чтобы начать её фосфорилировать, тогда как
обычной гексокиназе
необходимо всего лишь 0,05 ммоль глюкозы, чтобы начать работать.
И поскольку глюкокиназа имеет Km равную примерно 5-6 ммоль, скорость
фосфорилирования глюкозы в гепатоцитах будет увеличиваться по мере значительного
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
повышения уровня глюкозы в крови, например, после приёма пищи с высоким
содержанием углеводов.
Таким образом, высокая Km глюкокиназы способствует хранению глюкозы в виде
гликогена в клетках печени, но, опять же, только при её избытке.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
продукт реакции глюкозо-6-фосфат не ингибирует фермент, в то время как в других
тканях гексокиназа чувствительна к такому влиянию. Это позволяет гепатоциту в единицу
времени захватывать глюкозы больше, чем он может сразу же утилизовать,
чувствительность к действию инсулина – фермент активируется этим гормоном.
Благодаря таким отличиям гепатоцит может эффективно захватывать глюкозу после еды,
накапливать и впоследствии метаболизировать ее в любом направлении:



синтез гликогена (гликогеногенез),
получение рибозо-5-фосфата (пентозофосфатный путь),
окисление до ацетил-SКоА и синтез из него жирных кислот и холестерина.
Да, нам необходимо синтезировать глюкозо-6-фосфат в клетках. То нам так же необходимо
поддерживать уровень глюкозы в крови. Для этого можно превратить глюкозо-6-фосфат
обратно в глюкозу.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой, находящейся в
эндоплазматическом ретикулуме.
!!! Этот фермент есть только в печени и почках. В эпителии канальцев почек работа фермента
связана с реабсорбцией глюкозы.
В гепатоцитах фермент необходим, когда печень поддерживает гомеостаз глюкозы в крови,
т.е. клетки печени и почек могут дефосфорилировать глюкозо-6-фосфат, превращая его снова в
глюкозу и выпускать её в кровеносное русло, чтобы поддерживать уровень глюкозы в крови в
норме.
Таким образом, мы видим, что печень играет очень важную роль в метаболизме
углеводов. Она имеет специальную изоформу гексокиназы - глюкокиназу, позволяющую
накапливать глюкозу в виде гликогена (за счёт высокой Km), а так же фермент глюкозо-6фосфатазу, которая катализируют обратную реакцию для поддержания уровня глюкозы в
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
СИНТЕЗ ГЛИКОГЕНА ИЗ ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТА
(ГЛИКОГЕНОГЕНЕЗ). БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ, РЕАКЦИИ,
ФЕРМЕНТЫ. ТКАНЕВАЯ И
КЛЕТОЧНАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ.
Гликоген способен накапливаться практически во всех тканях, но наибольшие запасы – в печени и в
скелетных мышцах (в период восстановления после нагрузки).
Как образуется гликоген в печени мы уже знаем. Там есть специальный фермент
глюкокиназа, который связывает глюкозу только при высоких её концентрациях, т.е. при
гипергликемии, после приёма богатой углеводами пищи, например.
Но это только начало синтеза гликогена. Для полноценного гликогеногенеза необходимы ферменты:
1) Фосфоглюкомутаза = превращение глюкозо 6-фосфата в глюкозо-1-фосфат
Помнишь, за что отвечал класс мутаз? За внутримолекулярные изменения. Т.е. этот
фермент просто перенёс фосфат с 6го атома углерода на 1ый атом.
2) Глюкозо-1-фосфат-уридилтрансфераза = ключевая реакция синтеза.
Поблагодарить меня: 5469 3900 1275 3412
К глюкозо-1-фосфату присоединяется УТФ – уридинтрифосфат – нуклеотид. При
соединении с глюкозо-1-фосфатом нуклеотид теряет 2 своих фосфата, т.е. становится
монофосфатом. И два этих соедиинения – УМФ и глюкозо-1-фосфат соединяются
через фосфатные группы друг друга (сколько раз я сказала слово фосфат…)
3) Гликогенсинтаза - образует
α1,4- гликозидные связи и
удлиняет гликогеновую
цепочку, присоединяя
активированный С1 атом
(первый атом углерода) УДФглюкозы к
С4 концевого остатка гликогена.
При этом вся эта огромная
молекула (УДФ-глюкоза)
удаляется
То есть УДФ-глюкоза как бы
навешивает на молекулу
гликогена ещё молекулы
глюкозы, как бусинки.
Поблагодарить меня: 5469 3900 1275 3412
4) Амило-α1,4-α1,6-гликозилтрансфераза – фермент, который «ветвит» молекулу
гликогена. Амилопектин и гликоген мы относили к ветвящимся полисахаридам, за
счёт содержащихся в них α-1,6-гликозидной связи.
Так вот, этот фермент переносит фрагмент с минимальной длинной (6 остатков
глюкозы) на соседнюю цепь с образованием той самой α-1,6-гликозидной связи,
обеспечивающей разветвление молекулы.
Поблагодарить
меня: 5469 3900 1275
РАСПАД ГЛИКОГЕНА ДО ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТА
(ГЛИКОГЕНОЛИЗ). БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ, РЕАКЦИИ,
ФЕРМЕНТЫ. ТКАНЕВАЯ И КЛЕТОЧНАЯ ЛОКАЛИЗАЦИЯ
Гликогенолиз – путь расщепления гликогена с образованием субъединиц глюкозы.
И хотя запасы гликогена в печени могут увеличиваться до 200-300 г после приёма пищи,
после ночного голодания (хотя у кого как, конечно..) остаётся лишь 80 г гликогена. К счастью,
у печени есть и другой способ производства глюкозы – глюконеогенез, но о нём на следующем
занятии.
В мышцах же запасы гликогена снижаются при интенсивной физической нагрузке, чтобы
обеспечить миоциты энергией. То есть мышцы используют запасы гликогена только для своих
нужд, как и другие ткани, в отличии от печени.
Распад гликогена активируется при недостатке свободной глюкозы в клетке, а значит, и в крови
(при голодании или мышечной работе). В таком случае, как мы уже знаем, глюкозо-6фосфатаза гидролизует фосфатный эфир глюкозы – отнимает у глюкозо-6-фосфата
фосфатную группу, превращая её в глюкозу – и транспортирует в кровь через плазматическую
мембрану.
Глюкозо-6-фосфат мы берём из… гликогена. Только для этого нам необходимо разложить этот
огромный полисахарид на мелкие молекулы, которые мы уже сможем транспортировать через
мембрану.
Для этого и необходим гликогенолизис. Тут мы идём как бы в обратном направлении
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
гликогеногенеза. В гликогенолизисе принимают участие 3 фермента:
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
1) Гликоген-фосфорилаза –
расщепляет α- 1,4-гликозидные
связи с образованием глюкозо-1фосфата. Расщепляет от эти связи до
тех пор, пока до точки ветвления
(α1,6-связи) не останется 4 остатка
глюкозы. То есть фермент гликогенфосфорилаза спокойно себе двигается
по молекуле гликогена, отщепляя от
него по одной молекуле глюкозы, при
этом фосфорилируя её (при помощи
H3PO4), а когда до участка, где
гликоген ветвится, т.е. встречается
α1,6-связь, остаётся всего 4 остатка
глюкозы, он прекращает своё
действие.
Кофермент: пиридоксальфосфат
(Витамин В5)
2) α(1,4)-α(1,4)-Глюкантрансфераза – у нас после действия предыдущего фермента
осталось 4 остатка глюкозы, последний из которых образует участок ветвления
благодаря α1,6-связи. Так вот, α(1,4)-α(1,4)-Глюкантрансфераза переносит всего
3 из 4х остатков глюкозы на соседнюю цепь гликогена. При этом на прежнем месте
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
остаётся всего один остаток глюкозы, соединённый α1,6-связью.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Постарайся акцентировать своё внимание на названиях ферментов, они практически
кричат о своём действии на молекулы. Из названия , α(1,4)-α(1,4)Глюкантрансфераза мы можем понять, что она действует только на участки с α-1,4
связями, а раз трансфераза, значит он куда-то переносит эти участки.
3) Амило-α1,6-глюкозидаза, ("деветвящий" фермент) – гидролизует α1,6гликозидную связь с высвобождением свободной (нефосфорилированной) глюкозы.
В результате образуется цепь без ветвлений, вновь служащая субстратом для
фосфорилазы.
Т.е, как ты, надеюсь, ещё не забыл, у нас остался всего один остаток (извините за
тавтологию) глюкозы, который образует участок ветвления, т.е. соединён с соседней
цепью α1,6-гликозидной связью. Амило-α1,6-глюкозидаза, как мы можем увидеть
даже из названия, эту связь гидролизует и устраняет участок ветвления.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ГЛИКОГЕНА В ПЕЧЕНИ И МЫШЦАХ ПРИ
НЕКОТОРЫХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ (ПОТРЕБЛЕНИЕ ПИЩИ,
ГОЛОДАНИЕ, МЫШЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ). УЧАСТИЕ ГОРМОНОВ В ЭТИХ
ПРОЦЕССАХ
При потреблении пищи, особенно высокоуглеводной, когда повышается уровень глюкозы в
крови и активируется глюкокиназа печени (обладающая высокой Km, т.е. работающая
только при высоких концентрациях глюкозы в крови), запускаются процессы
гликогеногенеза.
Запасание гликогена характерно и для других клеток, особенно для миоцитов, которым
необходима энергия для осуществления мышечного сокращения.
При голодании запасы гликогена истощаются. Это обычный процесс, даже во время ночного
голодания (сна) запасы гликогена могут снизиться с 200-300 г до 80г. Т.е. запускаются
процессы гликогенолизиса.
При мышечной активности миоциты расходуют свои запасы глюкогена, т.к. для мышечного
сокращения необходима энергия. А главный источник энергии – глюкоза, мономер огромного
полисахарида гликогена.
Для того чтобы получить эту глюкозу, запускаются, опять же, процессы гликогенолизиса.
Мы уже знаем, что запасается гликоген во всех клетках, но особенно – в печени и в мышцах, эти
процессы обеспечиваются ферментами гликогеногенеза. Ключевой фермент – гликогенсинтаза.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Гликогенолизис же происходит во время голодания, падения уровня глюкозы в крови и
при активной мышечной работе.
Ключевой фермент – гликогенфосфорилаза.
Но как клетки понимают, когда им стоить молекулы гликогена, а когда их разбирать на молекулки
глюкозы?
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ ФЕРМЕНТОВ ОБМЕНА ГЛИКОГЕНА –
ГЛИКОГЕНСИНТАЗЫ И ГЛИКОГЕНФОСФОРИЛАЗЫ
Аллостерическая регуляция активности гликогенфосфорилазы при участии АМФ
Активность ключевых ферментов метаболизма гликогена гликогенфосфорилазы и
гликогенсинтазы изменяется в зависимости наличия в составе фермента фосфорной кислоты
– они активны либо в фосфорилированной, либо в дефосфорилированной форме.
Так, ты уже всё это знаешь, но повторение – мать учения
Присоединение фосфатов к ферменту производят протеинкиназы (фосфат берётся из АТФ)
Гликогенфосфорилаза – фермент, активный в фосфорилированной форме (активируется
протеинкиназами)
Гликогенсинтаза – фермент, активный в дефосфорилированной форме (активируется
фосфорилазами)
То есть если мы повесим фосфат на гликогенфосфорилазу, она активируется, а если на
гликогенсинтазу – она инактивируется и не сможет работать.
Скорость фосфорилирования указанных ферментов повышается после воздействия на клетку
адреналина, глюкагона и некоторых других гормонов.
В результате адреналин и глюкагон вызывают гликогенолиз, активируя
гликогенфосфорилазу.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
У нас есть два противоположных состояния:
1) Потребность в энергии
2) Избыток энергии
При потребности в энергии, например, при мышечном сокращении, адреналин вызывает
фосфорилирование внутримышечных ферментов обмена гликогена. В результате
гликогенфосфорилаза активируется, синтаза инактивируется. В мышце происходит
распад гликогена, образуется глюкоза для обеспечения энергией мышечного сокращения.
Так же при голодании в ответ на снижение глюкозы крови из поджелудочной железы
секретируется глюкагон. Он воздействует на гепатоциты и вызывает фосфорилирование
ферментов обмена гликогена, что приводит к гликогенолизу и повышению глюкозы в крови.
При избытке энергии, когда кто-то очень хорошо покушал, на клетку действуют гормоны
инсулин, глюкокортикоиды - запускаются процессы гликогенеза, активируется
гликогенсинтаза, активная только дефосфорилированном виде, т.е. тут работают
фосфорилазы, убирающие фосфат с гликогенсинтазы и активирующие её.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Ковалентная модификация - аденилатциклазный механизм, роль цАМФ и
протеинкиназы А); роль инсулина и участие фосфодиэстеразы в снижении
концентрации цАМФ в клетке
При действии гормонов происходят активация
ферментов (глюкагона в частности) через
аденилатциклазный механизм.
Мы уже проходили это в самом начале, тебе
стоит лишь вспомнить-
1) Молекула гормона присоединяется к
рецептору на поверхности клетки
2) Активный
гормон-рецепторный
комплекс
воздействует
на
мембранный G-белок, состоящий
из 3х субъединиц – альфа, бета и гамма.
Под влиянием активированного рецептора,
альфа- субъединица отсоединяется от белка
и подходит к Аденилатциклазе, ГТФ при
этом расщепляется до ГДФ.
3) G-белок, а точнее его альфа-субъединица,
активирует аденилатциклазу
4) Аденилатциклаза превращает АТФ в
циклический АМФ – цАМФ –
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
вторичный посредник (мессенджер)
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
5) цАМФ, присоединяясь к неактивной протеинкиназе А, а точнее к её регуляторным
субъединицам, вызывает диссоциацию протеинкиназы А на субъединицы и её
активацию – освобождение каталитических субъединиц - она теперь может
фосфорилировать различные внутриклеточные белки, но нам наиболее интересны
сейчас:
Гликогенсинтаза – при фосфорилировании инативируется
Гликогенфосфорилаза – при фосфорилировании активируется.
6) Протеинкиназа фосфорилирует киназу
фосфорилазы, а та фосфорилирует фосфорилазу
«b» гликогена, активирует её.
7) Фосфорилаза «b» активирует фосфорилазу «а»,
и вот она уже может расщеплять α-1,4гликозидные связи в гликогене с образованием
глюкозо-1-фосфата.
Надеюсь, ты не запутался в этих фосфорилазах, а если всётаки да, то посмотри на схему.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Антагонистом глюкагона является инсулин. Он активирует процессы гликогеногенеза, то
есть обеспечивает дефосфорилирование ключевых ферментов.
Делает он это благодаря ферменту ФОСФОДИЭСТЕРАЗЕ, которая, при воздействии
инсулина на рецепторы клеточной мембраны, гидролизует цАМФ, необходимой для
активации Протеинкиназы А, и, следовательно, снижает активность гликогенфосфорилазы
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Кальций-зависимая активация киназы фосфорилазы гликогена
Некоторые гормоны влияют на углеводный обмен посредством кальций-фосфолипидного
механизма.
В прошлый раз мы активировали киназу фосфорилазы при помощи протеинкиназы, а теперь
мы будет активировать её при помощи ионов Ca2+ и кальмодулина (гистологические
флешбеки).
Здесь имеет место кальций-фосфолипидный
механизм - вместо аденилатциклазы
мишеневым ферментом для α-субъединицы Gбелка
служит фосфолипаза С.
Фосфолипаза С превращает
фосфатидилилинозитол- дифосфат в
диацилглицерол, а тот в свою очередь
активирует Протинкиназу С.
ротеинкиназа А, обеспечивает фосфорилирование белков в присутствии ионов Ca2+.
Такой способ оправдывает себя, например, при
мышечной нагрузке, если гормональные
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
влияния через аденилатциклазу недостаточны,
но в цитоплазму под влиянием нервных
импульсов поступают ионы Ca2+
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ СИНТЕЗА (АГЛИКОГЕНОЗ) И РАСПАДА
ГЛИКОГЕНА (ПЕЧЕНОЧНЫЕ, МЫШЕЧНЫЕ И СМЕШАННЫЕ
ГЛИКОГЕНОЗЫ)
У человека известен ряд генетически болезней, связанных с нарушением синтеза или распада
гликогена.
Один из первых был описан случай хронического увеличения печени – у 8-летней девочки, у которой
наблюдались также различного рода нарушения обмена. Девочка в итоге умерла от гриппа, а вскрытие
показало, что её печень была в 3 раза больше нормы – в ней содержалось огромное количество гликогена, на
его долю приходилось до 40% сухого веса органа.
Исследователи пришли к выводу, что у больной был нарушен процесс расщепления гликогена (эту болезнь
часто называют болезнью Гирке). Сначала предполагалось, что дефектным ферментом была глюкозо-6фосфатаза, однако позднее было доказано, что виной всему был дефект амило-α1,6-глюкозидазы. Из-за
дефекта в этом ферменте могли расщепляться только внешние боковые цепи, и наапливалось много молекул
гликогена, которые уже не могли расщепляться дальше. В сущности, от молекулы осталась только её
«сердцевина» (или остаточный дектрин), но в этом случае необычно крупная.
К настоящему времени известно не менее 12 различных видов врождённых нарушений синтеза
или расщепления гликогена, в каждом из таких случае затронут определённый фермент. В
общем они называются гликогеновыми болезнями.
ГЛИКОГЕНОВЫЕ БОЛЕЗНИ – группа наследственных нарушений в основе которых лежит
снижение или отсутствие активности ферментов, катализирующих реакции синтеза или
распада гликогена. К данным нарушениям относятся гликогенозы и агликогеноз.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Гликогенозы – заболевания, обусловленные дефектом ферментов участвующих в распаде
гликогена. Они проявляются или необычной структурой гликогена, или его избыточным
накоплением в печени, мышцах и других органах.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
В настоящее время предлагается деление гликогенозов на 2 группы: печеночные и мышечные.
Печеночные формы гликогенозов проявляются в нарушении использования гликогена для
поддержания уровня глюкозы в крови. Общий симптом этих форм – гипогликемия в
постабсорбтивный период. К этой группе относятся гликогенозы I, III, IV, VI, IX и X типов по
нумерации Кори.
Мышечные формы гликогенозов характеризуются нарушениями в энергоснабжении скелетных
мышц. Эти болезни проявляются при физических нагрузках и сопровождаются болями и
судорогами в мышцах, слабостью и тыстрой утомляемостью. К ним относятся гликогенозы V и
VII типов.
Агликогеноз (гликогеноз О по классификации) – заболевание, возникающее в результате
дефекта гликогенсинтазы. В печени и других тканях наблюдается очень низкое содержание
гликогена. Это проявляется резко выраженной гипогликемией в постабсорбтивном периоде.
Характерным симптомом являются судороги, особенно по утрам. Болезнь совместима с
жизнью, но больные дети нуждаются в частом кормлении.
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
Дорогие друзья, всё…
Напоминаю, что все иллюстрации и даже этот
прекрасный стикер – дело волшебных рук Светы
https://vk.com/ssvv201
2.2.15 кишит прекрасными людьми<3
Курина Таня,
2.2.15 Инст @tanissimoo,
Вк - https://vk.com/tanissimooo
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
РНИМУ им.Пирогова(а то разошлись методы, лол)
Поблагодарить меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛИКОЛИЗ. ГЛЮОНЕОГЕНЕЗ.
блин даже не буду писать на чём основано, куча самых разных источников, от
Ленинджера до видосов с ютуба
П: где находятся камбиальные клетки в железах
желудка С: на дне...?
П: НА ДНЕ - ЭТО ТО, ГДЕ ВЫ НАХОДИТЕСЬ! И НАШЕ ВЫСШЕЕ
ОБРАЗОВАНИЕ
*небольшая пауза*
П:Вы же сейчас еще про просвет желез говорили..Так вот: НЕТ У ВАС
НИКАКОГО ПРОСВЕТА!!
#Ельчанинов
Иллюстрации от прекрасной Светы @ssvtlnl
Курина Таня, 2.2.15
Инст - @tanissimoo,
Вк - https://vk.com/tanissimooo
РНИМУ им.Пирогова
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
интродакшн.
Каким образом химическая энергия, заключенная в структуре молекулы глюкозы, высвобождается в полезной форме,
пригодно для выполнения разнообразной биологической работы клетки?
Напомню, что глюкоза служит основным «топливом» у большинства организмов, она богата энергией и её запасы,
хранящиеся в виде гликогена, легко могут быть мобилизованы, как только у организма возникнет таковая
потребность.
Гликолиз – процесс, в ходе которого молекула глюкозы, построенная из шести углеродных атомов,
расщепляется ферментативным путём в десяти последовательных реакциях до двух молекул пирувата,
содержащих по три углеродных атома. На протяжении этой последовательности реакций значительная часть
энергии, высвободившейся из глюкозы, запасается в форме АТФ.
Продукт гликолиза – пируват – может использоваться тремя способами:
1) Идти в ЦТК – после гликолиза пируват претерпевает
окислительное декарбоксилирование (тот самый
пируватдегидрогеназный комплекс, о котором мы уже говорили)
2)Восстановиться до лактата – некоторые животные ткани
вынуждены функционировать в условиях анаэробиоза, а это особенно
характерно, например, для напряжённо работающей скелетной
мышцы. Т.е. пируват не может быть дальше подвергнут окислению
просто из-за отсутствия кислорода. Путь восстановление пирувата до
лактата ещё называют анаэробным гликолизом, служащим важным
источником АТФ при напряжённой работе.
3)Образовать этанол путём спиртового брожения (тоже
анаэробный процесс)
При гликолизе высвобождается только небольшая часть всей
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
энергии, заключенной в молекуле глюкозы.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Оглавление
1)ГЛИКОЛИЗ. ГЛИКОЛИТИЧЕСКАЯ ОКСИДОРЕДУКЦИЯ
2) АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ. СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В
АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ И
ГЛИКОГЕНА В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
3) СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ. ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНАЯ И
МАЛАТАСПАРТАТНАЯ ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД АЭРОБНОГО
ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ.
4) ЭТАПЫ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ. СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ АЭРОБНОГО
РАСПАДА ГЛЮКОЗЫ. ПРЕИМУЩЕСТВА АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ. ЭФФЕКТ ПАСТЕРА.
5) ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ, СУБСТРАТЫ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ФЕРМЕНТЫ.
6) РОЛЬ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В МЕТАБОЛИЗМЕ ПЛОДА И НОВОРОЖДЕННЫХ.
7) РЕЦИПРОКНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА.
8) ГЛЮКОЗО-ЛАКТАТНЫЙ ЦИКЛ (ЦИКЛ КОРИ), ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ
РАБОТЕ. ИСТОЧНИКИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В ОРГАНИЗМЕ.
9) ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ И ГОЛОДАНИИ
10)ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ, МОЗГЕ, СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ,
ЖИРОВОЙ ТКАНИ, ЭРИТРОЦИТАХ.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛИКОЛИЗ. ГЛИКОЛИТИЧЕСКАЯ ОКСИДОРЕДУКЦИЯ
Локализация: цитоплазма
Первые пять этапов – подготовительная стадия гликолиза. В этих реакциях глюкоза фосфорилируется за счёт
АТФ сначала в положении 6, зачем в положении 1 с образованием фруктозо-1,6,-дифосфата, который затем
расщепляется на две молекулы трёхуглеродного соединения – глицеральдегид-3-фосфата.
Таким образом, продукт первой стадии гликолиза – глицеральдегид-3-фосфат.
Затрачивается на этот этап 2 молекулы АТФ, впоследствии этот
«вклад» принесёт весьма солидную прибыль)
Другие гексозы, в частности, фруктоза, галактоза, манноза, тоже могут
вовлекаться в подготовительную стадию гликолиза после того, как они
подвергнутся фосфорилированию.
ТО ЕСТЬ: подготовительная стадия гликолиза служит для того, чтобы все
углеродные цепочки гексоз превратились в один общий продукт –
глицеральдегид-3-фосфат.
Вторая стадия гликолиза так же состоит из 5 реакций и представляет
собой, образно говоря, выплату процентов. Мы потратили драгоценное АТФ
в подготовительном этапе, настал час расплаты
Во второй стадии гликолиза энергия, высвобождающаяся при превращении двух молекул пирувата, запасается в виде
четырёх молекул АТФ.
!!! Однако, общий выход АТФ в процессе гликолиза равен двум, т.к. две мы потратили в подготовительном
этапе.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Важно знать, что все девять промежуточных продуктов гликолиза являются фосфорилированными
соединениями. Фосфатные группы выполняют, по видимому, три функции:
1) При pH=7 фосфатные группы полностью ионизированы и поэтому придают суммарный отрицательный заряд, а
т.к. клеточные мембраны обычно непроницаемы для молекул, несущих электрический заряд, метаболиты гликолиза не
могут покинуть клетку. Ловушка, ха.
2)Фосфатные группы являются необходимыми компонентами в процессе ферментативного запасания метаболической
энергии,
поскольку они в конце концов передаются на АДФ с образованием АТФ
3)Выполняют функцию узнавания - занимают правильное положение относительно активных центров соответствующих ферментов.
ПЕРВАЯ СТАДИЯ ГЛИКОЛИЗА:
1. Фосфорилирование глюкозы (необратима)
Происходит активация глюкозы путём фосфорилирования засчёт АТФ. «Пусковая реакция»
Субстрат: D-глюкоза
Фермент: ГЕКСОКИНАЗА (ГЛЮКОКИНАЗА)
Продукт: глюкозо-6фосфат Необходимы: ионы
Mg2+ и АТФ
2. Превращение глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат
Субтрат: глюкозо-6-фосфат(альдоза)
Фермент: ФОСФОГЛЮКОИЗОМЕРАЗА
Продукт: фруктозо-6-фосфат
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
(кетоза) Необходимы: ионы Mg2+.
Карбонильная группа перемещается при этом из положения 1 в положение 2
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
3. Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата
Перенос фосфатной группы от АТФ в положение 1 фруктозо-6-фосфата, в результате
чего образуется фруктозо-1,6-дифосфат.
Субстрат: фруктозо-6-фосфат
Фермент: ФОСФОФРУТОКИНАЗА
Продукт: фруктозо-1,6дифосфат Необходимы: АТФ и
Mg2+
Реакция практически необратима, является важным «контрольным пунктом гликолиза».
Фосфофруктокиназа является главным регуляторным ферментом в гликолизе мышц.
Каждый раз, когда у клетки иссякает запас АТФ или накапливается АДФ и АМФ, активность
фосфофруктокиназы возрастает. И
напротив, ингибируется, когда в клетке достаточно АТФ и другого клеточного «топлива» - цитрата или жирных кислот
4. Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата
Субстрат: фруктозо-1,6-дифосфат
Фермент: фруктозодифосфатальдолаза или просто
АЛЬДОЛАЗА Продукты: глицеральдегид-3-фосфат
(альдозы) и
дигидроксиацентонфосфат (кетозы)
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Т.е. грубо говоря, молекулу фруктозы мы поделили пополам.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
5. Взаимопревращения триозофосфатов
Из прошлой реакции только глицеральдегид-3-фосфат способен подвергаться
расщеплению в последующих реакциях гликолиза. Второй продукт прошлой реакции
– дигидроксиацетон-фосфат может легко и обратимо превращаться в нужный
глицеральдегид—3-фосфат.
Субстрат: дигилроксиацетонфосфат Фермент:
триозофосфатизомераза
Продукт: глицеральдегид-3фосфат
Этой реакцией завершается первая стадия гликолиза.
Таким образом, на первой стадии гликолиза молекула гексозы (глюкозы) :
1) Фосфорилируется по положениям 1 и 6
2) Расщепляется с образованием в конечном счете двух молекул глицеральдегид-3-фосфата.
Поддержи меня: 5469 3900 1275 3412
ВТОРАЯ СТАДИЯ ГЛИКОЛИЗА – ЗАПАСАНИЕ ЭНЕРГИИ
Вторая стадия гликолиза включает реакции фосфорилирования, в ходе которых свободная энергия, содержавшаяся в
исходной молекуле глюкозы, высвобождается и запасается в форме АТР.
Превращение двух молекул глицеральдегид-3-фосфата в две молекулы пирувата сопровождается образованием четырех молекул
АТФ из
ADP.
6. Окисление глицеральдегид-3-фосфата
до 3- фосфоглицероилфосфата
Ведёт к запасанию АТФ. Альдегидная группа глицеральдегид-3-фосфата
окисляется, но при этом образуется не карбоновая кислота, а смешанный
ангидрид фосфорной и 3- фосфоглицериновой кислоты – 3фосфоглицероилфосфат (ацилфосфат)
Субстрат: глицеральдегид-3-фосфат
Фермент: ГЛИЦЕРОЛФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗА
Акцептор водорода: НАД+, восстанавливается до НАДН+Н+
Продукт: 3-фосфоглицероилфосфат или 1,3-дифосфоглицерат
(ацилфосфат) – сверхвысокоэнергетическое фосфорилированное
соединение, т.е. макроэрг.
Механизм действия глицеральдегидфосфатдегидрогеназы довольно сложен. Сначала субстрат взаимодей ствует с SH-группой остатка цистеина,
играющего важную роль в активном центре фермента. Затем фермент катализирует перенос гидрид-иона от ковалентно связанного субстрата на
NAD + , также прочно связанный с его активным центром. В ходе этого процесса возникает высокоэнергетический ковалентный ацилферментный
комплекс. Этот комплекс взаимодействует с неорганическим фосфатом, в результате чего образуется свободный 3-фосфоглицероилфосфат и
регенерирует свободный фермент. NADH, образовавшийся в этой реакции, затем снова переходит в окисленную форму (NAD +), так что он может
участвовать в расщеплении многих молекул глюкозы до пирувата. Если бы такого реокисления NADH не происходило, то гликолиз быстро
прекращался бы из-за исчерпания запаса NAD + , поскольку его количество в клетке невелико.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
7.Перенос фосфатной группы от 3-фосфоглицероилфосфата на АДФ
Перенос высокоэнергетической фосфатной группы от карбоксильной группы 3фосфоглицероилфосфата на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфоглицерата
Субстрат: 3-фосфоглицероил-фосфат
Фермент: ФОСФОГЛИЦЕРАТКИНАЗА
Продукт: 3-фосфоглицерат + АТФ
6ая и 7ая реакция сопряжены – видно, что 3-фосфоглицероилфосфат, образующийся в 6ой
реакции и являющийся макроэргическим соединением, отдаёт свою фосфатную группу на АДФ
с образованием АТФ.
!!! Конечный результат этих двух реакций, обратимых в условиях клетки,
заключается в том, что энергия, высвободившаяся при окислении альдегидной
группы до карбоксильной, оказывается запасенной благодаря сопряженному
образованию АТФ из AДФ и фосфата. Такое образование АТР называется
субстратным фосфорилированием.
Напомню, что субстратное фосфорилирование – это способ фосфорилирования, связанный с передачей
макроэргического фосфата или энергии макроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ
8. Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат
Субстрат: 3-фосфоглицерат
Фермент: ФОСФОГЛИЦЕРАТМУТАЗА
Продукт: 2фосфоглицерат
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Необходим: Mg2+
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
9. Дегидратация 2-фосфоглицерата с
образованием фосфоенолпирувата
Вторая реакция гликолиза, в которой образуется
высокоэнергетическое (фосфорилированное) соединение –
фосфоенолпируват
Субстрат: 2-фосфоглицерат
Фермент: ЕНОЛАЗА
Продукт:
фосфоенолпируват
Необходимы: Mg2+
10.ПЕРЕНОС ФОСФАТНОЙ ГРУППЫ ОТ
ФОСФОЕНОЛПИРУВАТА НА АДФ
Ещё одна реакция субстратного
фосфорилирования. Субстрат: фосфоенолпируват
Фермент: ПИРУВАТКИНАЗА
Продукт: пируват (пировиноградная кислота, ПВК)+АТФ
Причём образуется пируват в енольной форме, однако енольная форма быстро переходит неферментативным путём в кето-форму,
доминирующую при
pH=7,0.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
11.
Восстановление пирувата до лактата (только при отсутствии кислорода)
Важная роль пирувата в катаболизме углеводов определяется тем, что это
соединение лежит в точке пересечения различных катаболических путей.
При аэробных условиях в животных тканях продуктом гликолиза
является пируват, a НАДН, образовавшийся в ходе окисления
глицеральдегид-3-фосфата, реокисляется (т. е. снова превращается в NAD
+ ) за счет молекулярного кислорода (в дыхательной цепи)
Иначе обстоит дело в анаэробных условиях(например, в напряжённо работающих скелетных мышцах или в клетках
молочнокислых бактерий). В этих условиях образовавшийся при гликолизе НАДН реокисляется НЕ за счет кислорода
(который отсутствует), а за счет пирувата, восстанавливающегося при этом в лактат при действии
ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ.
ТО ЕСТЬ, при анаэробных условиях, НАДН, который мы
образовали в шестой реакции гликолиза, используется в
одиннадцатой реакции для восстановления пирувата до
лактата. При этом образуется НАД, и он образуется не просто
так, он возвращается в шестую реакцию.
Таким образом, клетке не нужны дополнительные
источники НАД и дополнительные способы уборки НАДН.
Процесс поддерживается самостоятельно.
Получается цикл, так ведь?
Процесс циклического восстановления и окисления НАД в
реакциях анаэробного окисления глюкозы получил название
гликолитическая оксидоредукция.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
В присутствии же кислорода (аэробных условиях), гликолитической
оксидоредукции не происходит, НАДН отдаёт свои атомы водорода на челночные системы, о которых мы позже поболтаем
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
За всю цепь гликолиза у нас
есть:
2 реакции, требующие АТФ
2 реакции, образующие
АТФ Они же реакции
субстратного
фосфорилирования
1 реакция с участием НАД
и восстановлением его до
НАДН
1 реакция с использованием
Первая – превращение Summary:
глюкозы в глюкозо-6-фосфат
Гликолиз является одним из
(гексокиназа)
центральных метаболических путей у
Третья – превращение
большинства организмов
фруктозо-6- фосфата в
С гликолизом сопряжён синтез АТФ
фруктозо-1,6-дифосфат
В продуктах гликолиза
(фосфофруктокиназа)
сохраняется ещё много свободной
энергии
Седьмая – превращение 1,3В ходе гликолиза образуются
фосфоглицерата в 3фосфорилированные промежуточные
фосфоглицерат
(фосфоглицераткиназа)
продукты
Первая стадия гликолиза
Десятая – превращение
завершается расщеплением
фосфоенолпируват в
углеродного скелета глюкозы
пируват
На второй стадии гликолиза
(пируваткиназа)
запасается энергия
Шестая – глицеральдегидИтого:
3- фосфат в 1,3дифосфоглицерат
Тратим на гликолиз – 2 молекулы
(глицеральдегид-3АТФ (первый этап)
фосфатдегидрогеназа)
Одиннадцатая –
Получаем из гликолиза – 4 молекулы
АТФ, по 2 из каждого 3-глицеральдегидфосфат
Общий выход: 2 молекулы АТФ
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Поддержи меня: 5469 3900 1275 3412
АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ. СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АНАЭРОБНЫХ
УСЛОВИЯХ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ И ГЛИКОГЕНА В
АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ
Мы знаем, что в аэробном процессе пировиноградная кислота
превращается в ацетил-SКоА (реакции пируватдегидрогеназы) и
далее сгорает в реакциях цикла трикарбоновых кислот до СО2
(реакции ЦТК).
В анаэробном процессе пировиноградная кислота превращается не
в Ацетил- SКоА, а восстанавливается до молочной кислоты
(лактата).
Фермент : ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА
Лактат является метаболическим тупиком и далее ни во что не
превращается, единственная возможность утилизовать лактат – это
окислить его обратно в пируват. В микробиологии анаэробный
гликолиз называют молочнокислым брожением.
То есть это уже изученная нами одиннадцатая реакция гликолиза.
И хоть мы не извлекаем из этого процесса АТФ, при анаэробном
гликолизе какая- то часть энергии, заключенной в молекуле глюкозы,
все же извлекается. Этой энергии достаточно для того, чтобы
обеспечить суммарный выход двуэнергх молекул АТР в расчете на
каждую расщепленную молекулу глюкозы.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ АНАЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ:
(мы его уже считали, конечно, но чтобы наверняка…)
Первый этап
гликолиза
(первая
реакция)
-1 АТФ
-1 АТФ
Первый этап
гликолиза
(третья реакция)
-1 АТФ
-1 АТФ
На второмВторой
этапе мы
всё умножаем+1
наНАДН
два! Кто помнит, почему,
тот молодец. Кто забыл, пусть вспомнит.
этап
+2,5 АТФ
гликолиза
(Из одного
НАДН можно
получить 2,5 АТФ)
(Шестая
реакция)
Второй этап
гликолиза
(Седьмая реакция)
+1 АТФ
+1 АТФ
Второй этап
гликолиза
(Десятая реакция)
+1 АТФ
+1 АТФ
Второй этап
гликолиза
(Одиннадцатая
реакция)
-1 НАДН
- 2,5 АТФ
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Итого: -2 + 2х(2,5 + 1 + 1 - 2,5) = 2 АТФ
СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ. ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНАЯ
И МАЛАТАСПАРТАТНАЯ ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД
АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ.
Если в клетке присутствует кислород, то НАДН из гликолиза направляется в митохондрию через челночную
систему. В митохондрии НАДН подвергается окислительному фосфорилированию, как мы помним, из одного
НАДН мы можем получить 2,5 АТФ.
Вспоминай путь, который мы же прошли:
В аэробных условиях, пируват, образовавшийся в гликолизе, благодаря пируватдегидрогеназному комплексу
(ну помнишь там был такой из трёх субъединиц, ТДФ, липоевая кислота, всё такое) превратился в ацетилSКоА. При этом мы образовали одну молекулу НАДН.
Куда дальше должен попасть НАДН? Правильно, в митохондрию! Он должен попасть на первый комплекс
дыхательной цепи, чтобы отдать свои электроны и синтезировать АТФ.
Но есть проблема. НАДН сам по себе не может проникнуть через мембрану митохондрии, для него просто нет
транспортёра. Поэтому наш организм придумал очень крутую штуку – челночную систему.
Челночные системы – это системы, принимающие атомы водорода от НАДН в цитоплазме и отдающие их в
матрикс митохондрии.
Существуют два основных челнока:
1) Глицеролфосфатный челнок
2) Малат-аспартатный челнок
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНЫЙ ЧЕЛНОК
В цитоплазме метаболиты гликолиза – диоксиацетонфосфат и НАДН образуют глицерол-3-фосфат при помощи фермента ГЛИЦЕРИН-3ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ.
Глицерол-3-фосфат, в отличии от НАДН, может проникнуть через
мембрану митохондрии и попасть внутрь.
Внутри митохондрии глицерол-3-фосфат снова подвергается действию
того же фермента – ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ, только уже
её митохондриальной изоформе, которая в качестве кофермента
использует на НАДН, а ФАД, восстанавливая его до ФАДН2 и получая
диоксиацентонфосфат.
ФАДН2 идёт в дыхательную цепь переноса электронов. Мы получили то, что
хотели.
(Фермент митохондриальная глицерол-3-фосфатдегидрогеназа
располагается на внешней стороне внутренней мембраны митохондрии)
В цитозоли диоксиацетон-фосфат снова подхватывает НАДН и цитозольной глицерол-3-фосфатдегидрогеназой и
цикл повторяется.
Говоря простым языком, глицерол-3-фосфат является своего рода посредником. Если мы не можем
перенести НАДН из цитоплазмы в митохондрию напрямую, то мы воспользуемся именно глицерол-3-фосфатом,
который спокойно может пройти через мембрану и, благодаря своему ферменту, глицерол-3фосфатдегидрогеназе, синтезировать ФАДН2.
Таким образом, в результате действий челнока цитозольный НАДН как бы "превращается" в митохондриальный ФАДН2.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Где представлен? Этот челнок активен в печени, в белых скелетных мышцах и в бурой жировой ткани. Однако
в гепатоците в состоянии покоя и после еды часть глицерол-3 фосфата в митохондрию не пойдет, а будет
использоваться в цитозоле для синтеза фосфолипидов и триацилглицеролов.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
МАЛАТ-АСПАРТАТНЫЙ ЧЕЛНОК
Тут схема посложнее, но принцип, поверь мне, тот же.
В цитоплазме постоянно протекают реакции трансаминирования АСПАРТАТА и превращения его в
оксалоацетат при помощи фермента аминотрансферазы.
Если фермент аминотрансфераза, то значит, переносится аминогруппа. В данном случае аминогруппа с
аспартата переносится на α-кетоглутарат, который превращается в глутамат. Эти два вещества играют
важную роль в транспорте веществ через митохондриальную мембрану.
Образовавшийся оксалоацетат под действием цитозольного фермента МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ, который
использует в качестве кофермента НАДН (что для нас ключевой момент) превращается в МАЛАТ.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Малат уже имеет свой белок переносчик в митохондриальной мембране и
спокойно проникает в матрикс антипортом с α-кетоглутаратом.
Т.е. этот белок переносчик работает следующим образом: мы из цитозоли
транспортируем малат, а из митохондрии - α-кетоглутарат.
В матриксе малат при действии уже митохондриальной малатдегидрогеназы
снова превращается в оксалоацетат.
!!! При этомНАД, находящийся в матриксе, принимает на себя атом водорода и восстанавливается до
НАДН. Мы снова получили то, что хотели – НАДН, который может спокойно пойти в дыхательную цепь
переноса электронов.
Так как оксалоацетат у нас не может покинуть митохондрию из-за отсутствия специфического переносчика, он
снова подвергается действию аминотрансферазы и превращается в аспартат. То есть аминотрансфераза
«повесила» на оксалоацетат аминогруппу, создав аспартат. Аминогруппу она взяла от глутамата, который
превратился в α-кетоглутарат.
Аспартат уже может покинуть митохондрию, опять же, антипортом, в обмен на глутамат из цитозоли.
Таким образом, через такую сложную челночную систему, мы превратили НАДН, полученный в реакциях
гликолиза в цитозоли, в митохондриальный НАДН, который может пойти в дыхательную цепь.
Закрепим:
Для чего нам нужны челноки? Для переноса НАДН, синтезированного в гликолизе, в митохондрию, чтобы
они могли пойти в дыхательную цепь, т.к. напрямую НАДН не может проникнуть через мембрану митохондрии.
В
чём
суть
их
работы?
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Через
систему
«посредников»
они
превращают
цитозольный
НАДН
в
митохондриальный НАДН (малат-аспартатный челнок) либо в ФАДН2 (глицерол-3-фосфатный челнок).
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ
Снова эти цифры…
32 АТФ
-2 + 2 х ( 2,5+1+1+2,5+7,5+1,5+1) =
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
В аэробных условиях НАДН из гликолиза
направляется в
- 1 на
АТФ
1 этап
гликолиза
митохондрию
(челночные
системы),
процессы
окислительного фосфорилирования, и там его
окисление
приносит
дивиденды в -1
виде
2,5 молей
АТФ
1 этап
гликолиза
АТФ.
+1 НАДН
2 этап гликолиза
Образовавшийся
в гликолизе пируват
в
аэробных условиях превращается в
пируватдегидрогеназном
комплексе
+1 в
АТФ
2 этап гликолиза
ацетил-S-КоА, при этом образуется 1
молекула НАДН.
+1 АТФ
2 этап гликолиза
Ацетил-SКоА вовлекается в ЦТК и,
окисляясь,
дает 3 молекулы
НАДН, 1
+1 НАДН
Пируватдегидрогена
молекулу
ФАДН2, 1 молекулу ГТФ.
за
Молекулы НАДН и ФАДН2 движутся в
+3их
НАДН
ЦТК
дыхательную
цепь, где при
окислении
в сумме образуется 9 молекул АТФ. В
целом
+1ацетогруппы
ФАДН2
ЦТК при сгорании одной
в ЦТК образуется 10 молекул АТФ.
ЦТК
ГТФ этапа
Напомню,
что начиная со+1
второго
гликолиза мы всё УМНОЖАЕМ НА ДВА,
потому что у нас образовалось 2
глицеральдегид-3-фосфата,
следовательно, два пирувата, два
ацетил-SКоА. Расчёт в таблице – на одну
молекулу, но в формуле мы умножим всё
на два.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ИТОГО МЫ ПОЛУЧАЕМ:
- 1 АТФ
-1 АТФ
+2,5 АТФ
+1 АТФ
+1 АТФ
+2,5 АТФ
+7,5 АТФ
+1,5 АТФ
+1 АТФ
ЭТАПЫ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ. СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ
АЭРОБНОГО РАСПАДА ГЛЮКОЗЫ. ПРЕИМУЩЕСТВА АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ.
ЭФФЕКТ ПАСТЕРА.
Мы уже это знаем, при аэробном окислении глюкозы этапы:
1) Гликолиз
a. Подготовительный (где мы теряем 2 АТФ)
b. Этап синтеза АТФ
2) Реакции пирувадегидрогеназы - синтез из пирувата ацетил-SКоа
3) Сгорание в ЦТК до CO2
ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ:
Преимущества аэробного окисления очевидны – синтез огромного количества АТФ, целых 32 штуки из
одной молекулы глюкозы. В процессах анаэробного метаболизма полное окисление органики до СО2 и Н2О
невозможно, так как для этого нет достаточно хорошего окислителя. Поэтому в результате анаэробных
процессов катаболизма — брожений — всегда получаются какие-то недоокисленные органические
продукты (молочная кислота, масляная кислота, этиловый спирт и т.д.). Наличие же в окружающей среде
кислорода позволяет разорвать все С-С-связи в органическом субстрате, окислить его до СО2 и Н2О и получить
максимальное количество энергии.
В присутствии кислорода НАДН не отдаёт атомы водорода на продукты гликолиза, как это происходит при
брожении. Вместо этого имеет место дальнейшее окисление пировиноградной кислоты до СО2 и Н2О (полное
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
окисление органики). При этом выделяется гораздо больше энергии, чем в процессе анаэробного
(бескислородного) окисления. Так происходит потому, что молекулярный кислород является хорошим
окислителем, поэтому в реакциях кислородного окисления выделяется много энергии.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ЭФФЕКТ ПАСТЕРА - это снижение потребления глюкозы и
прекращение продукции молочной кислоты клеткой в присутствии
кислорода.
Происходит это из-за конкуренции между двумя ферментными
комплексами – пируватдегидрогеназой, превращаюшей пируват в
ацетил- SКоА, и лактатдегидрогеназой, превращающей пируват в
лактат.
У пируватдегидрогеназы сродство к пирувату гораздо выше и в
обычных аэробных условиях она окисляет большую часть
пировиноградной кислоты. Как только поступление кислорода
уменьшается (анемии, нарушение кровообращения, спазм сосудов,
тромбозы и т.п.) происходит следующее:
внутримитохондриальные
процессы дыхания не идут
и
НАДН в дыхательной цепи не
окисляется.
моментально накапливающийся в митохондриях НАДН
тормозит цикл трикарбоновых кислот, из-за аллостерической
регуляции.
ацетил-S-КоА не входит в ЦТК и вместе с НАДН ингибирует пируватдегидрогеназу.
В этой ситуации пировиноградной кислоте не остается ничего иного как превращаться в молочную.
При наличии кислорода ингибирование пируватдегидрогеназы прекращается и она, обладая большим сродством к
пирувату, выигрывает конкуренцию.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Дополнительный интересный материал.
Отличной иллюстрацией к сказанному служит чувствительность миокарда и нейронов к недостатку кислорода:
Роль лактатдегидрогеназы в клетке
В норме работу клеток нервной системы и миокарда при аэробных условиях обеспечивает
большое количество митохондрий и поступление из крови субстратов для окисления –
глюкозы, кетоновых тел, жирных кислот (только для миокарда), лактата, превращегося в
пируват.
В основе высокой чувствительности этих органов к отсутствию кислорода лежит отличие
изоферментов лактатдегидрогеназы друг от друга. Рассмотрим это на примере ЛДГ-1 и
ЛДГ-5.
Сердечный изофермент ЛДГ-1, обладая высоким сродством к молочной кислоте,
переводит ее в пировиноградную, "стремясь" поднять концентрацию пирувата с целью его
включения в цикл трикарбоновых кислот (только в аэробных условиях) и получения энергии
для сокращения миокардиоцита. Поэтому миокард не образует лактат, но зато может
использовать его для получения энергии, захватывая из крови, но только в аэробных
условиях. Аналогично лактат используется нервной системой.
При нехватке кислорода свойства изофермента ЛДГ-1 не изменятся, он по-прежнему будет сдвигать реакцию в сторону продукции
пировиноградной кислоты (на схеме "справа-налево"). Однако без кислорода "сгореть" в ЦТК пируват не может и выйти из клетки
тоже не может, т.к. клеточные мембраны непроницаемы для него. Являясь кислотой, он закисляет цитозоль, изменяя активность
ферментов и, возможно, как-то еще проявляет токсичность. Таким образом, происходят необратимые повреждения кардиомиоцита и
нейрона – развивается инфаркт миокарда. или ишемический инсульт.
В тоже время изофермент скелетной мышцы ЛДГ-5 обладает высоким сродством к пирувату, при отсутствии кислорода в клетке
быстро и эффективно превращает его в молочную кислоту, обратная же реакция практически не идет. Закисление саркоплазмы
снижает работоспособность миоцита. Мышца, хоть и не в состоянии работать в таких условиях, все-таки сохраняет жизнеспособность.
Но в клетке молочная кислота не накапливается – она легко проходит через клеточные мембраны и быстро удаляется из мышцы.
После "отключки" скелетная мышца вновь становится работоспособной через несколько минут.
Таким образом, в анаэробных условиях сильнее всего будут страдать сердечная мышца и нервная система, что, собственно говоря, и наблю
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
дается в медицинской практике.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Мемный перерыв
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ, СУБСТРАТЫ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ФЕРМЕНТЫ.
Небольшое вступление…
До сих пор мы знакомились с тем, как главные типы питательных веществ - углеводы, жирные кислоты и
аминокислоты,- расщепляясь, включаются по сходящимся катаболическим путям в цикл лимонной кислоты,
чтобы передать свои богатые энергией электроны в дыхательную цепь. Перемещаясь по дыхательной цепи к
кислороду, эти электроны поставляют энергию для синтеза АТФ. Теперь нам предстоит рассмотреть
анаболические пути. На этих путях химическая энергия в форме АТФ и НАДН используется для синтеза
клеточных компонентов из простых предшественников.
Катаболизм и анаболизм протекают одновременно; при этом поддерживается динамическое стационарное
состояние, так что расщепление клеточных компонентов, обеспечивающее клетки энергией, уравновешивается
биосинтетическими процессами, которые создают и поддерживают в живых клетках присущую им
упорядоченность.
Здесь уместно вспомнить некоторые организационные принципы биосинтеза:
1. Пути биосинтеза и пути катаболизма расщепления тех или иных биомолекул, как правило, не
идентичны. Эти пути могут включать какую-нибудь общую обратимую реакцию или даже несколько
таких реакций, но у них всегда имеется хотя бы одна ферментативная стадия, по которой они
различаются.
2. Биосинтетические пути и соответствующие им катаболические пути контролируются разными
регуляторными ферментами.
3. Требующие затраты энергии биосинтетические процессы обязательно сопряжены с поставляющим
энергию расщеплением АТФ, вследствие чего весь процесс в целом является практически
необратимым, точно так же как в целом необратим катаболизм.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Первый анаболический путь, который мы с вами рассмотрим, это
путь ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА – центрального биологического пути,
который в животных тканях приводит к образованию различных
углеводов из неуглеводных предшественников.
У всех высших животных биосинтез глюкозы – абсолютно
необратимый процесс, потому что она служит единственным или
главным источников топлива для нервной системы (в том числе
для мозга), а так же для почек, семенников, эритроцитов и для
всех тканей эмбриона.
Важными предшественниками D-глюкозы являются лактат,
пируват, глицерол, большинство аминокислот(кроме кетогенных
лейцина и лизина) и промежуточные продукты цикла лимонной
кислоты.
Кроме получения глюкозы, глюконеогенез обеспечивает и уборку
лактата, постоянно образуемого в
эритроцитах
или
при
мышечной
работе, и глицерола, являющегося продуктом
липолиза в жировой ткани
Из неуглеводных предшественников образуются так же и другие
важные углеводы – гликопротеины, дисахариды, прочие
моносахариды. Особенно важное значение имеет биосинтез
гликогена, протекающий в печени и мышцах. Как мы помним,
гликоген – это резервуар глюкозы.
Глюконеогенез протекает у животных главным образом в печени
и значительно менее интенсивно – в корковом веществе почек.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ПУТЬ ГЛЮКОНЕОЗЕНЕЗА.
Казалось бы, если мы синтезируем из глюкозы пируват там, лактат, почему бы нам просто не пройтись
по этой цепочке гликолиза, которую мы уже знаем, в обратном направлении? Не всё так просто.
Гликолиз и глюконеогенез не идентичны, хотя и включают ряд общих этапов.
Семь ферментативных реакций гликолиза свойственны также и глюконеогенезу, все они легко обратимы.
Однако мы помним, что в гликолизе были три необратимые реакции, которые по этой причине не могут
использоваться в глюконеогенезе.
Поэтому глюконеогенез как бы обходит эти этапы. У него есть свои собственные реакции с другими ферментами.
Таким образом, и гликолиз, и глюконеогенез – процессы необратимые. Более того, эти процессы
регулируются независимо друг от друга, т.е. их регуляция осуществляется через те ферментативные этапы,
которые не являются общими для двух путей, те самые «обходные» реакции глюконеогенеза и необратимые
реакции гликолиза.
Как известно, в гликолизе существуют три необратимые реакции: пируваткиназная (десятая),
фосфофруктокиназная (третья) и гексокиназная (первая). В этих реакциях происходит высвобождение энергии
для синтеза АТФ. Поэтому в обратном процессе возникают энергетические барьеры, которые клетка обходит с
помощью дополнительных реакций.
Глюконеогенез включает все обратимые реакции гликолиза, и особые обходные пути, т.е. он не
полностью повторяет реакции окисления глюкозы. Его реакции способны идти во всех тканях, кроме
последней глюкозо-6-фосфатазной реакции, которая идет только в печени и почках. Поэтому, строго
говоря, глюконеогенез идет только в этих двух органах.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
I обходной путь
Превращение пирувата в фосфоенолпируват
Итак вспоминаем, последняя реакция гликолиза – образование пирувата из
фосфоенолпирувата. Соответственно, обратная реакция должна быть первой реакцией
глюконеогенеза.
НО мы не можем преобразовать пируват в фосфоенолпируват просто присоединив к нему АТФ. Вместо этого
фосфорилирования пирувата достигается обходным путём.
Первый этап этого обходного пути катализируется митохондриальной
пируваткарбоксилазой – ферментом, содержащим биотин, катализирующий образование
оксалоацетата из пирувата – основной анаплеротической(пополняющей) реакции Цикла
Кребса.
Второй этап – оксалоацетат, образовавшийся в митохондрии из пирувата, восстанавливается за счёт
НАДН в МАЛАТ под действием малатдегидрогеназы. Ничего не напоминает?))
Мы помним даже не знаю откуда)0)0 что малат, в отличии от
оксалоацетата, может спокойно покидать митохондрию антипортом и
поступать в цитоплазму.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Здесь, в цитоплазме, он окисляется под действием НАД-зависимой малатдегидрогеназы с образованием
оксалоацетата,
только теперь уже внемитохондриального.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Получается, что так как мы не могли перенести оксалоацетат из митохондрии в цитоплазму, мы одной
реакцией превратили его в малат, который может проникать через митохондриальную мембрану, и когда уже
он попал в цитоплазму, снова превратили его в оксалоацете.
Повернуть малатдегидрогеназную реакцию ЦТК вспять позволяет избыток НАДН в митохондриях.
НАДН поступает из β-окисления жирных кислот, активируемого в гепатоците при голодании.
Третий этап – на образовавшийся оксалоацет действует фосфоенолпируваткарбоксилаза,
требующая ионы Mg2+. Продуктом реакции является фосфоенолпируват, а источником
фосфата – ГТФ.
ИТАК, на образование фосфоенолпирувата из пирувата мы потратили энергию двух макроэргических
соединений – 1 АТФ и 1
Поддержи меня: 5469 3900
ГТФ.
1275 3412
II обходной путь
Превращение фруктозо-1,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат.
Здесь принимает участие фермент
фруктозодифосфатаза, которая катализирует
практически необратимый гидролиз фруктозо1,6- дифосфата с отщеплением фосфатной
группы в положении 1, что приводит к
образование фруктозо-6- фосфата.
Этот фермент есть в почках, печени, поперечно-полосатых мышцах. Таким образом, эти ткани способны
синтезировать фруктозо-6-фосфат и глюкозо-6-фосфат.
III обходной путь
Образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата
Это последняя реакция глюконеогенеза – синтез глюкозы из
глюкозо- 6-фосфата. Это осуществляет глюкозо-6-фосфатаза,
катализирующая эту необратимую гидролитическую реакцию.
Это Mg2+ зависимый фермент, обнаруживающийся в той фракции клеток
печени, которая содержит эндоплазматический ретикулум.
ВАЖНО: глюкозо-6-фосфатаза отсутствует в таких тканях
как мозг и мышцы, так что они не поставляют в кровь
свободную глюкозу.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
После еды, содержащей углевод, уровень глюкозы в крови повышается.
Часть глюкозы из рациона откладывается в печени в виде гликогена. Через
2-3 часа голодания гликоген начинает распадаться в процессе
гликогенолиза, и глюкоза поступает в кровь. Когда запасы гликогена
уменьшаются, триацилглицерины жировой ткани так же распадаются,
обеспечивая организм жирными кислотами как альтернативным топливом и
глицерином для синтеза глюкозы путём глюконеогенеза. Аминокислоты
также высвобождаются из мышц и являются «глюконеогенами».
Во время ночного голодания уровень глюкозы в крови поддерживается и
гликогенолизом, и глюконеогенезом. Однако, примерно через 30 часов
голодания, запасы гликогена в печени в основном истощаются.
Получается,чтоглюконеогенезпридлительномголодании–единственный источник глюкозы в крови
Напомню, что мышцы не используют гликоген для поддержания уровня
глюкозы в крови, т.к. у них нет фермента – глюкозо-6-фосфатазы, поэтому не
образуется свободная глюкоза. Мышцы могут только запасать, но не
делиться.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ
Глюконеогенез необходим, но сопряжён с большими энергетическими затратами.
Реакции биосинтеза, ведущие от пирувата к глюкозе, можно выразить
суммарным уравнением:
Итак, для образования из пирувата одной молекулы глюкозы израсходовать шесть
высокоэнергетических фосфатных групп:
4 из АТФ
2 из ГТФ
Глюконеогенез – энергозатратный процесс.
Кроме
того,
для
восстановления
двух
молекул
1,3дифосфоглицерата необходимы 2 молекулы НAДH. В то же время
для гликолиза нужны лишь 2 молекулы ATФ. По этой причине
синтез глюкозы из пирувата является затратным процессом.
Большая часть энергитических затрат связаны с необходимостью обеспечить
необратимость процесса глюконеогенеза.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
РОЛЬ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В МЕТАБОЛИЗМЕ ПЛОДА И НОВОРОЖДЕННЫХ
В поддержании гомеостаза плода важную роль играет поступление к нему глюкозы через плаценту.
Количество глюкозы, поступающей через плаценту к плоду, непостоянно, т.к. ее концентрация в крови матери
может неоднократно меняться в течение дня. Изменение соотношения инсулин/глюкоза у плода может вызвать
у него острые или длительные нарушения обмена веществ.
В последнюю треть внутриутробного периода у плода значительно увеличиваются запасы гликогена в
печени и мышцах, в этот период глюкогенолиз и глюконеогенез уже имеют для плода существенное значение и
как источник глюкозы.
Таким образом, плод практически целиком зависит от уровня глюкозы в крови матери, так как сам активно ее
образовывать не может.
Если же потребности тканей плода не могут быть обеспечены из-за гипогликемии у матери или плацентарной
недостаточности, то плод может использовать альтернативные источники энергии, такие как кетоновые
тела, полученные при окислении жирных кислот.
При длительно сохраняющемся низком поступлении глюкозы ткани плода начинают продукцию глюкозы,
сначала путем гликогенолиза, а затем и глюконеогенеза. Кроме того, происходят комплексные изменения в
метаболизме глюкозы, влияющие на рост и развития плода и имеющие непредсказуемые метаболические
изменения в последующем
Особенностью углеводного обмена у плода и новорожденного является высокая активность процессов
гликолиза, позволяющая лучше адаптироваться к условиям гипоксии. Интенсивность гликолиза у
новорожденных на 30—35% выше, чем у взрослых; в первые месяцы после рождения она постепенно снижается.
О высокой интенсивности гликолиза у новорожденных свидетельствуют высокое содержание лактата в крови и
моче и более высокая, чем у взрослых, активность лактатдегидрогеназы в крови. Значительная часть
глюкозы у плода окисляется по пентозофосфатному пути.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Родовой стресс у новорожденных, связанный с изменение температуры окружающей среды, появлением
самостоятельного дыхания, возрастанием мышечной активности и усилением деятельности мозга,
увеличивает расход энергии во время родов и в первые дни жизни, приводя к быстрому снижению
содержания глюкозы в крови. Через 4—6 ч после рождения ее
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
содержание снижается до минимума (2,2—3,3 ммоль/л), оставаясь на таком уровне в течение последующих 3—4
дней. Повышенное потребление глюкозы тканями у новорожденных и период голодания после родов приводят к
усилению гликогенолиза и использованию резервного гликогена и жира.
Запас гликогена в печени у новорожденного в первые 6 ч жизни резко (примерно в 10 раз) сокращается,
особенно при асфиксии и голодании. В кишечнике новорожденных ферментативный гидролиз лактозы
(основного углевода пищи в этот период) несколько снижен и увеличивается в грудном возрасте. Обмен
галактозы у новорожденных интенсивнее, чем у взрослых.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
РЕЦИПРОКНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
ГОРМОНАЛЬНАЯ – РОЛЬ ИНСУЛИНА, АДРЕНАЛИНА, КОРТИЗОЛА, ГЛЮКАГОНА
ГЛИКОЛИЗ: В печени стимулируется инсулином,
повышающим количество ключевых ферментов
гликолиза (гексокиназы, фосфофруктокиназы,
пируваткиназы).
Адреналин ингибирует гликолиз в печени, подобно
глюкагону. Однако он оказывает слабовыраженное
активирующее действие на гликолиз в мышцах. Кроме
этого, адреналин активирует распад жиров (липолиз),
гликогена и глюконеогенез.
Кортизол ингибирует гликолиз и активирует
катаболические процессы в организме: распад
гликогена, жиров, белков.
В
печени активность глюкокиназы,
кроме
инсулина, регулируется другими гормонами:
активацию вызывает андрогены,
подавляют ее
активность глюкокортикоиды и эстрогены.
В других тканях активность гексокиназ
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
повышается тиреоидными гормонами,
снижается – глюкокортикоидами и соматотропином
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ: Гормональная активация осуществляется глюкокортикоидами, которые
увеличивают синтез пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6дифосфатазы.
Глюкагон стимулирует те же самые ферменты через аденилатциклазный механизм путем фосфорилирования
(через протеинкиназу А)
АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ – РОЛЬ АТФ, АДФ, АМФ, ЦИТРАТА, ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ГЛЮКОЗО-6- ФОСФАТА,
ФРУКТОЗО-6- ФОСФАТА, ФРУКТОЗО-1,6-ДИФОСФАТА, АЦЕТИЛ-SКОА
(я тут очень сильно намучилась, потому что инфа везде разная и её мало, но в итоге вышло очень здорово я собой довольна хочу чтобы
вы это заценили кхкхкхкххк)
Важный момент: гликолиз и глюконеогенез – процессы, которые должны регулироваться независимо. То есть
мы должны иметь возможность, в зависимости от того, чем сейчас занимается наш организм – работает или
отдыхает, включить и выключать эти два процесса соответственно. Но мы должны делать это согласованно,
чтобы не было ситуации, когда и гликолиз, и глюконеогенез включены, или наоборот, выключены.
Должна быть согласованная, но независимая регуляция.
Вот так вот согласованный механизм регуляции гликолиза и глюконеогенеза называется реципроктным. То
есть эффекторы для ферментов разные, но берутся из общего пула. Например, не может у нас быть в клетке
много и АТФ, и АМФ одновременно. У нас один, единственный пул адениловых нуклеотидов.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА
Как я уже говорила, регуляцию мы производим на тех стадиях, которые являются необратимыми. То есть
регуляцию гликолиза мы будем осуществлять путём аллостерического взаимодействия с ферментами,
катализирующими необратимые реакции. Всего таких три:
ПЕРВЫЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – первая реакция гликолиза.
Тут всё достаточно просто: продукт – глюкозо-6-фосфат – аллостерически ингибирует фермент гексокиназу
(или глюкокиназу, если в печени)
ВТОРОЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – третья реакция гликолиза.
Фермент – фосфофруктокиназа, и для неё мощным ингибитором будет АТФ, цитрат (который образуется в
цикле Кребса), жирные кислоты. А вот мощный активатор – АМФ, и несложно догадаться почему. Если в
клетке накапливается много АМФ, значит очень активно расщепляется АТФ, а это говорит нам о том, что в
клетке идёт какой-то энергозатратный процесс, поэтому необходимо пополнять энергетические запасы –
расщеплять глюкозу, то бишь, запускать гликолиз.
ТРЕТИЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – последняя, десятая реакцию гликолиза.
Превращение фосфоенолапирувата в пируват. Фермент: пируваткиназа. Его ингибиторы: ацетил-КоА,
жирные кислоты (если много эфиров жирных кислот, значит у клетки много энергии, надо приостановить
катаболические процессы).
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
Первая реакция глюконеогенеза – это реакция, катализируемая пируваткарбоксилазой – превращение
пирувата в оксалоацетат.
Положительный аллостерический модулятор для пируваткарбоксилазы – Ацетил-SКоА.
Биосинтез глюкозы из пирувата усиливается каждый раз, когда в клетке накапливается Ацетил-SКоА
– больше, чем требуется в данный момент для ЦТК.
Ацетил-SКоА служит так же отрицательным модулятором пируватдегидрогеназного комплекса, т.е. его накопление угнетает
окисление пирувата до ацетил-КоА и способствует биосинтетическому превращению пирувата в глюкозу.
Второй регуляторный пункт: реакция, катализируемая фруктозо-1,6-дифосфатазой.
Эта реакция ингибируется АМФ и активируется АТФ. При низкой концентрации АМФ и высоком уровне
АТФ происходит стимуляция глюконеогенеза. И наоборот, когда отношение концентрации АТФ к АМФ мало, в
клетке происходит расщепление глюкозы.
Таким образом, количество глюкозы в крови, оттекающей от печени, зависит в основном от двух
взаимосвязанных процессов: гликолиза и глюконеогенеза, которые в свою очередь регулируются ключевыми
ферментами.
Следует отметить, что между гликолизом, интенсивно протекающим в мышечной ткани при ее активной
деятельности, и глюконеогенезом, особенно характерным для печени, существует тесная взаимосвязь. При
максимальной активности мышц в результате усиления гликолиза образуется избыток лактата,
диффундирующий в кровь, а в печени значительная его часть превращается в глюкозу (глюконеогенез). Такая
глюкоза затем может быть использована как энергетический субстрат, необходимый для деятельности
мышечной ткани.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
С днём таблиц!!!
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В ПЕЧЕНИ:
Фермент
Механизм
А. Ферменты гликолиза
Глюкокиназа
Активируется инсулином
Ингибируется глюкозо-6-фосфатом
Фосфофруктокиназа
Активируется фруктозо-1,6-дифосфатом, АМФ
Ингибируется АТФ, цитратом, жирными кислотами
Пируваткиназа
Активируется фруктозо-1,6-дифосфатом
Ингибируется АТФ, аланином, Ацетил-КоА,
жирными кислотами
Ингибируется фосфорилированием протеинкиназой
А(глюкагон, адреналин)
Б. Ферменты глюконеогенеза
Пируват-карбоксилаза
Активируется Ацетил-Коа
Фосфоенолпируваткарбоксилаза
Активируется глюкагоном, адреналином, кортизолом
Глюкозо-6-фосфатаза
Активируется при голодании
Фруктозо-1,6-дифосфатаза
Ингибируется фруктозо-1,6-дифосфатом, АМФ
Активируется при голодании
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ГЛЮКОЗО-ЛАКТАТНЫЙ ЦИКЛ (ЦИКЛ КОРИ), ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ
РАБОТЕ. ИСТОЧНИКИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В ОРГАНИЗМЕ.
Глюкозо-лактатный цикл – это циклический процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и
реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы
является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани.
Глюкозо-лактазный цикл или Цикл Кори открыла чешская ученая, лауреат Нобелевской премии Тереза Кори.
Он представляет собой биохимический транспорт лактата из мышц в печень и дальнейший синтез глюкозы из
лактата, катализируемый ферментами глюконеогенеза.
ИСТОЧНИКИ ЛАКТАТА:
1) ЭРИТРОЦИТЫ
У эритроцитов анаэробный гликолиз – единственный способ образования энергии(т.к. нет
митохондрий), поэтому там непрерывно образуется молочная кислота.
2) СКЕЛЕТНЫЕ МЫШЦЫ
В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты (лактата) является следствием
гликолиза при очень интенсивной работе, при этом внутриклеточный рН снижается до 6,3-6,5. Но
даже при работе низкой и средней интенсивности в скелетной мышце всегда образуется некоторое
количество лактата.
При накоплении лактата в мышцах возникает лакто-ацидоз, раздражаются чувствительные нервные окончания,
что вызывает боль в мышцах.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Большая часть лактата крови захватывается гепатоцитами,
окисляется в пировиноградную кислоту и вступает на путь
глюконеогенеза. Глюкоза, образованная в печени, используется
самим гепатоцитом или возвращается обратно в мышцы,
восстанавливая во время отдыха запасы гликогена. Также она может
распределиться по другим органам.
Итак, по порядку:
При дефиците кислорода у миоцитов (при высокой физической
нагрузке, например), пируват идёт не в ЦТК, а превращается в
лактат – уже известный нам анаэробный гликолиз. Чтобы
предотвратить лактоацидоз, лактату необходимо эвакуироваться
из клетки.
На
поверхности
миоцита
есть
особый
белок
–
монокарбоксилатный транспортёр, который транспортирует
лактат из клетки в кровоток. Это происходит довольно быстро,
примерно за час лактат удаляется из мышечной ткани.
Из кровотока лактат захватывается клетками печени, которые тоже имеют на своей поверхности
монокарбоксилатный транспортёр (вау), лактат преобразуется в пируват, а тот – в глюкозу. То есть происходит
процесс глюконеогенеза.
Далее эта глюкоза попадает в кровоток и потребляется скелетными мышцами для генерации молекул АТФ.
Цикл замкнулся.
Значение Цикла Кори:
1) Утилизация лактата из мышечной ткани для предотвращения лактоацидоза
Поддержи меня: 5469 3900
1275 34122) При длительных нагрузках и недостатке кислорода, продолжать получение энергии в виде двух
молекул АТФ для продолжения работы.
ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ
И ГОЛОДАНИИ
ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
Функции Глюкозо-аланинового цикла или
Цикла Кэхилла:
1) Утилизация токсичных азотных
отходов из мышцы в печень
2) Получение небольшого количества глюкозы
(по сравнению с циклом Кори)
Во время интенсивной мышечной работы
(на самом деле и при голодании) в
миоците распадаются белки, при этом
вполне ожидаемо образуются
аминокислоты.
Аминокислоты подвергаются
окислительному дезаминированию с
образованием аммиака (аминокислоты
обычно - валин, изолейцин, лейцин).
Аммиак очень опасен, поэтому необходимо как-то его обезвредить. В мышцах ферментов для утилизации
аммиака нет, зато печень в этом специалист.
Для этого нам необходимо доставить аммиак в печень, и делать мы это будем через аланин. Вопрос – как?
При гликолизе в мышце образуется пируват, который вступает в реакцию трансаминирования с глутаматом,
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
т.е. происходит перенос аминогруппы с глутамата на пируват. Фермент – аланинаминотрансфераза (АЛТ).
При этом глутамат превратился в α-Кетоглутарат, а пируват – в аланин.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
Аланин является транспортной формой аминного (аминокислотного) азота и пирувата из мышцы в печень.
В гепатоците уже идёт обратная реакция трансаминирования, и аминогруппа через глутамат передаётся на
синтез мочевины, а пируват, конечно, используется для синтеза глюкозы в процессах глюконеогенеза.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ, МОЗГЕ, СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ,
ЖИРОВОЙ ТКАНИ, ЭРИТРОЦИТАХ
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ
Основная роль печени в углеводном обмене – обеспечение постоянства концентрации глюкозы в крови.
Это обеспечивается регуляцией между синтезом и распадом гликогена, активно депонируемого в печени.
Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает (в норме) временный резерв углеводов, необходимый для
поддержания концентрации глюкозы в крови
– это происходит при гипергликемии.
Когда же наступает ужасный момент (вы не поели) и возникает гипогликемия (пониженная концентрация
глюкозы в крови), происходит распад гликогена до глюкозы, и только печень может образовать глюкозу и
выпустить её обратно в кровоток, чтобы контролировать концентрацию глюкозы в крови, ведь только у неё есть
фермент глюкозо-6-фосфатаза, который превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозу.
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В МОЗГЕ
Основной субстрат для питания клеток мозга – это глюкоза. Только глюкоза проникает через
гематоэнцефалический барьер с помощью не требующей энергии системы облегченного транспорта, которая
при физиологической концентрации глюкозы в крови ускоряет ее проникновение, по сравнению с другими
гексозами, примерно в 16 раз.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
В связи с ее быстрым поступлением в головной мозг глюкоза в физиологических условиях является
практически почти единственным субстратом. Однако в головной мозг могут диффундировать и
транспортироваться через гемато- энцефалический барьер также и кетоновые тела, обеспечивающие
увеличение резерва топлива для мозга при повышении
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
содержания в крови бета-гидроксибутирата, ацетоацетата и других кетонов при таких состояниях, как
голодание, высокое содержание жиров в пище или кетоацидоз. Во время голодания выработка глюкозы
печенью, действительно, может уменьшиться ниже уровня, необходимого для удовлетворения
потребностей мозга в субстрате; в таких случаях утилизация кетонов может обеспечить мозгу до 30%
топлива, необходимого для окислительного метаболизма.
Гипогликемия лишает головной мозг субстрата, необходимого для дыхания, и можно было бы полагать,
что она нарушает церебральный метаболизм, снижая, как и гипоксия, снабжение головного мозга энергией.
Это оказалось справедливым для очень тяжелой или продолжительной гипогликемии.
Однако при менее серьезном или преходящем ограничении поступления глюкозы функции и метаболизм
головного мозга угнетаются прежде, чем можно обнаружить уменьшение уровня АТФ в ткани мозга.
Вскоре после открытия инсулина стало ясно, что гипогликемическая кома может длиться примерно в течение
часа, не приводя к каким-либо остаточным неврологическим последствиям пли структурным поражениям
головного мозга.
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В МЫШЦАХ
При работе умеренной интенсивности мышца может покрывать свои энергетические затраты за счет
аэробного распада глюкозы. Однако при больших нагрузках, когда возможность снабжения кислородом
отстает от потребности в нем, мышца вынуждена использовать гликолитический путь снабжения энергией.
При интенсивной мышечной работе скорость расщепления гликогена или глюкозы с образованием
молочной кислоты увеличивается в сотни раз. Соответственно содержание молочной кислоты в мышечной
ткани может повышаться до 1,0–1,2 г/кг и более. С током крови значительное количество молочной кислоты
поступает в печень (Цикл Кори), где ресинтезируется в глюкозу и гликоген(глюконеогенез) за счет энергии
окислительных процессов.
Что ещё хочу заметить: мышцы, хоть и менее активно, в отличии от печени, но всё же запасают гликоген. От
печени их отличает то, что распад этого гликогена идёт только на покрытие собственных нужд, в то время как
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
печень регулирует уровень глюкозы в крови во всём организме.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ
В адипоцитах для обеспечения реакций синтеза жира распад глюкозы идёт по двум путям: гликолиз,
обеспечивающий образование глицерол-3-фосфата и ацетил-КоА, и пентозофосфатный путь,
окислительные реакции которого обеспечивают образование НАДФН, служащего донором водорода в
реакциях синтеза жирных кислот.
МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ЭРИТРОЦИТАХ
Единственный источник энергии для эритроцитов – глюкоза. В эритроцитах катаболизм глюкозы
обеспечивает сохранение структуры и функции гемоглобина, целостность мембран и образование энергии
для работы ионных насосов. Глюкоза поступает в эритроциты путём облегчённой диффузии с помощью
ГлюТ2.
И так как в эритроцитах нет митохондрий, гликолиз так может протекать только анаэробный, т.е. с образованием
лактата. Лактат выходит в кровяное русло и используется в других клетках, прежде всего в гепатоцитах (цикл Кори).
Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками - присутствие
в них фермента бисфосфоглицератмутазы. Бисфосфоглицератмутаза катализирует образование 2,3бисфосфоглицерата из 1,3- бисфосфоглицерата.
Образующийся только в эритроцитах 2,3-бисфосфоглицерат служит важным аллостерическим
регулятором связывания кислорода гемоглобином. Глюкоза в эритроцитах используется и в
пентозофосфатном пути, окислительный этап которого обеспечивает образование кофермента НАДФН,
необходимого для восстановления глутатиона.
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ ВСЁ!
Напоминаю, что все прекрасные иллюстрации – дело рук Светы Логуновой
https://vk.com/ssvv201
Курина Таня,
2.2.15 Инст @tanissimoo,
Вк - https://vk.com/tanissimooo
РНИМУ им.Пирогова
Поддержи меня: 5469 3900
1275 3412
ЭТАПЫ
ГЛИКОЛИЗА
Реакция
Субстрат и продукт
Фермен
т
Первая стадия гликолиза (расход АТФ)
1 (необр)
Глюкоза+АТФГлюкозо-6-фосфат
ГЕКСОКИНАЗА
(глюкокиназа в печени)
2
Глюкозо-6-фосфатФруктозо-6-фосфат
ФОСФОФРУКТОИЗОМЕРАЗА
3 (необр)
Фруктозо-6-фосфат+АТФФруктозо1,6- дифосфат
ФОСФОФРУКТОКИНАЗА
4
Фруктозо-1,6дифосфатГлицеральдегид- 3фосфат+дигидроксиацетонфосфат
АЛЬДОЛАЗА
5
ДигидроксиацетонфосфатГлицераль
деги д-3-фосфат
ТРИОЗОИЗОМЕРАЗА
Вторая стадия гликолиза (синтез АТФ и НАДН)
6
Глицеральдегид-3фосфат1,3дифосфоглицерат
(НАДНАДН)
ГЛИЦЕРОЛФОСФАТДЕГИДРОГЕНА
ЗА
7
1,3-дифосфоглицерат3фосфоглицерат+АТФ
ФОСФОГЛИЦЕРАТИНАЗА
8
3-фосфоглицерат2-фосфоглицерат
ФОСФОГЛИЦЕРАТМУТАЗА
9
2-фосфоглицератфосфоенолпируват
ЕНОЛАЗА
10
(необр)
ФосфоенолпируватПИРУВАТ+АТФ
ПИРУВАТКИНАЗА
11
(анаэро
б
условия
)
ПируватЛактат
(НАДННАД)
ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА
ГЛИКОЛИЗ
ГЛИКОЛИЗ
РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ. МЕТАБОЛИЗМ
ГАЛАКТОЗЫ И ФРУКТОЗЫ. РЕГУЛЯЦИЯ УРОВНЯ
ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина,
Северине,Ленинжере, Википедии, куче других источников и моих
псевдознаниях.
Последняя тема безумно увлекательного модуля (хватит так смотреть
на меня) Всем удачи на предстоящем колке )0)0)))))
p.s.: по методе разбросаны любимые мемы Dd SS (мы со Светой очень
тебя любим) Есть тут ещё фанаты БДСМ?...
Иллюстрации, как обычно, моя любимая https://vk.com/ssvv201
Курина Таня, 2.2.15
РНИМУ им.Пирогова
Инст: @tanissimoo,
вк:- https://vk.com/tanissimooo (Здесь вы можете
не только полайкать меня, но и найти остальные
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
методички на стене)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Оглавление
1. ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ. МЕТАБОЛИЗМ ГАЛАКТОЗЫ И ФРУКТОЗЫ. РЕГУЛЯЦИЯ УРОВНЯ
ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
1
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕНТОЗОФОСФАТНОГО ПУТИ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ...............................................................3
3. НАСЛЕДСТВЕННАЯ ЭНЗИМОПАТИЯ ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ-ДЕГИДРОГЕНАЗЫ. ФАКТОРЫ,
ПРОВОЦИРУЮЩИЕ ПРОЯВЛЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ФЕРМЕНТА. ПОСЛЕДСТВИЯ
13
4. ПРЕВРАЩЕНИЕ ФРУКТОЗЫ В ГЛЮКОЗУ. ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ. НАРУШЕНИЯ
МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ. РАЗЛИЧИЯ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ В ПЕЧЕНИ И В МЫШЦАХ.
ПОЛИОЛОВЫЙ ПУТЬ.
16
5. РОЛЬ ГАЛАКТОЗЫ В ОРГАНИЗМЕ. ПРЕВРАЩЕНИЕ ГАЛАКТОЗЫ В ГЛЮКОЗУ. ГАЛАКТОЗЕМИЯ,
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРИЧИНЫ, КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ И ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
22
6. ОСОБЕННОСТИ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ЭРИТРОЦИТЕ – ГЛИКОЛИЗ, ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ШУНТ,
2,3- ДИФОСФОГЛИЦЕРАТНЫЙ ШУНТ.
26
7. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ. ИНСУЛИН-ЗАВИСИМЫЕ ТКАНИ. ГОРМОНЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ, СПОСОБЫ ИХ РЕГУЛЯЦИИ. НЕРВНАЯ
РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ. РОЛЬ СИМПАТИЧЕСКОЙ И ПАРАСИМПАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМ
28
8. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕР- И ГИПОГЛИКЕМИИ: ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ..............................................32
9. ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕР- И ГИПОГЛИКЕМИИ.......................................................................................................................34
10...................................................................................................................................................................................О
БЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА САХАРНОГО ДИАБЕТА 1 И 2 ТИПА. НАРУШЕННЫЕ ПУТИ ОБМЕНА
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
УГЛЕВОДОВ. В ЧЕМ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ БИОХИМИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ САХАРНОГО ДИАБЕТА?
35
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕНТОЗОФОСФАТНОГО ПУТИ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ
Никаких прелюдий, сразу к делу, пирожочек.
Пентозофосфатный путь или фосфоглюконатный или гексозомонофосфатный путь – это биохимический
процесс альтернативного окисления глюкозо-6-фосфата, который происходит в цитоплазме.
Он имеет очень большое значение:
1) Обеспечивает клетку важным восстановителем – НАДФН – никотинамидадениндинуклеотидфосфатом.
В отличии от уже знакомого нам НАДФ, у НАДФН фосфорилирована вторая гидроксильная группа на
одном из остатков рибозы.
Напомню, что НАД и НАДФ (невосстановленные
формы НАДН и НАДФН) являются коферментными
формами Витамина В3 – никотинамида.
НАДФН используется в качестве
восстановительного агента в синтезе:
 жирных кислот
 нуклеотидов
 холестерола
 стероидных гормонов
 кучи других веществ
А так же участвует в антиоксидантной
защите
–
восстанавливает
глутатион,
защищающий, например, гемоглобин от
окисления.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
2) Обеспечивает синтез пентоз (рибозы), которые необходимы для синтеза важных молекул – ДНК, РНК,
АТФ, НАДН, ФАД и КоэнзимА
Пентозофосфатный путь делится на два этапа:
окислительный и неокислительный
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП – превращение глюкозы-6-фосфата в
рибозо-5-фосфат, НАДФН и CO2.
НЕОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП – эти реакции превращают
пентозофосфаты, содержащие 5 атомов углерода,
в
гексозофосфаты
(6С)
и
триозофосфаты
(3С)
–
промежуточные продукты гликолиза.
Ткани с высокой активностью пентозофосфатного пути:
Орган
Для чего там нужен пентозофосфатный путь
Надпочечники
Синтез стероидов
Печень
Синтез холестерола и жирных кислот
Половые железы
Синтез стероидов, половых гормонов
Жировая ткань
Синтез жирных кислот
Молочные железы
Синтез жирных кислот
Эритроциты
Восстановление окисленного глутатиона (защита от
АФК)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
НА ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ЭТАПЕ ОБРАЗУЮТСЯ ПЕНТОЗОФОСФАТЫ И НАДФН
Первые две реакции окислительного этапа необратимы во внутриклеточных условиях.
I.
Окисление глюкозо-6-фосфата до внутримолекулярного
фосфоглюконо-σ-лактона
сложного эфира –
6-
Фермент: ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗА (Г6ФДГ)
Акцептором электронов является НАДФ, при этом образуется НАДФН
II.
Лактон гидролизуется до 6-фосфоглюконата
Фермент: ЛАКТОНАЗА
III.
6-фосфоглюконат окисляется и декарбоксилируется до кетопентозы рибулозо-5- фосфата.
Эта реакция является по сути окислительным декарбоксилированием.
Фермент: 6-ФОСФОГЛЮКОНАТДЕГИДРОГЕНАЗА
Акцептор электронов: НАДФ, при этом образуется вторая молекула НАДФН.
В некоторых тканях пентозофосфатный путь на этом завершается, в результате образуется:
1) 2 НАДФН – восстановителей в реакциях биосинтеза
2) Рибулозо-5-фосфат – предшественник для синтеза нуклеотидов
Таким образом, в окислительном этапе глюкозо-6-фосфат превращается в рибулозо-6- фосфат, а две реакции приводя
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Получается, что из молекулы глюкозы мы синтезируем 2
молекулы НАДФН.
ИТОГОВОЕ УРАВНЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ЭТАПА:
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
НА НЕОКИСЛИТЕЛЬНОМ ЭТАПЕ ПЕНТОЗОФОСФАТЫ ПРЕВРАЩАЮТСЯ В ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ
Ну насинтезировали мы с вами рибозо-5-фосфат. А что, если он нам не так нужен? Вдруг клетке сейчас намного
ценнее молекулы НАДФН, чем пентоза, которая пойдёт на синтез нуклеотидов?
Когда клетка больше нуждается в НАДФН, чем в рибозо-5-фосфате,
рибозо-5-фосфат
превращаться
в
промежуточные продукты гликолиза в ходе неокислительного этапа пентозофосфатного пути.
может
Грубо говоря, пентоза, образующаяся в ПФП (пентозофосфатном пути), для таких клеток является побочным
продуктом, им нужно было только НАДФН. Но чтоб добру не пропадать, они пускают эту образующуюся
пентозу в гликолиз. Только чтобы в него попасть, рибозо-5-фосфату необходимо превратиться в его
промежуточные продукты. Это и происходит на неокислительном этапе – превращение пентоз и
интермедиаты гликолиза.
Неокислительный этап – это этап структурных перестроек.
Реакции неокислительного этапа легко обратимы, и, следовательно, предоставляют возможность для
превращения гексозофосфатов(6С) в пентозофосфаты (5С)
Некоторые вещи прежде чем мы начнём:
Транскетолаза – переносит 2х углеродные фрагменты
Трансальдолаза – переносит 3х углеродные фрагменты
(я не шучу)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ИТАК:
Рибулозо-5-фосфат, полученный в окислительном этапе, может превратиться
либо в рибозо-5-фосфат (ИЗОМЕРАЗА), либо в ксилулозо-5-фосфат (РИБОЗО-5ФОСФАТЭПИМЕРАЗА)
I)
Рибулозо-5-фосфат превращается в свой эпимер – ксилулозо-5-фосфат
Фермент: РИБОЗО-5-ФОСФАТЭПИМЕРАЗА
II)
Перенос 2 атомов углерода от ксилулозо-5-Ф на рибозо-5-Ф
Фермент: ТРАНСКЕТОЛАЗА
Кофермент: тиаминпирофосфат
Перенос атомов С1 и С2 от ксилулозо-5-фосфата на рибозо-5-фосфат, в результате
чего образуется семиуглеродный продукт – седогептулозо-7-фосфат и
трёхуглеродный продукт – глицеральдегид-3-фосфат.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
III)
Перенос 3 атомов углерода с седогептулозо-7-Ф на глицеральдегид-3-Ф
Фермент: ТРАНСАЛЬДОЛАЗА
Перенос трёхуглеродного фрагмента
от
седогептулозо-7-фосфата
на
глицеральдегид-3-фосфат,
результате
образуется
гексоза
фруктозо-6-фосфат и тетроза
эритрозо-4-фосфат.
IV)
в
–
Перенос 2 атомов углерода с ксилулозо-5-Ф на эритрозо-4-Ф
Фермент: ТРАНСКЕТОЛАЗА (не опять, а снова)
Кофермент: Тиаминдифосфат
Из эритрозо-4-фосфата и ксилулозо-5-фосфата образуется фруктозо-6-фосфат и
глицеральдегид-3-фосфат – метаболиты гликолиза!
ЧТО ДАЛЬШЕ?
Две молекулы глицеральдегид-3-фосфата, образовавшиеся при повторении этих реакций, превращаются в
молекулу
фруктозо-1,6-дифосфата, как в процессе глюконеогенеза.
И, наконец, фруктозодифосфатаза и глюкозофосфатизомераза превращают фруктозо-1,6-дифосфат в глюкозоСпасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
6-фосфат, т.е. реализуются процесс глюконеогенеза. Фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат так же
могут идти в реакции гликолиза, синтеза глицерола.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Если кому-то проще текстом:
Сначала рибулозо-5-фосфат подвергается реакциям изомеризации и
эпимеризации с образованием ксилулозо-5-фосфата и рибозо-5-фосфата
соответственно. Далее транскетолаза переносит двухуглеродный фрагмент
с ксилулозо-5-фосфата на рибулозо-5-фосфат.
Так
как
и
ксилулозо-5-фосфат,
и
рибулозо-5-фосфат
являются
пятиуглеродными сахарами, то при переносе двух углеродов с одного сахара
на другой образуются триоза – глицеральдегид-фосфат (3С) и гептоза –
седогептулозо-7-фосфат (7С)
Далее трансальдолаза перебрасывает трёхуглеродный фрагмент с
седогептулозы-7- фосфата (7С) на глицеральдегид-3-фосфат(3С) и образуются
гексоза – фруктозо-6- фосфат (6С) и тетроза – эритрозо-4-фосфат(4С).
И, наконец, снова транскетолаза переносит двухуглеродный фрагмент с
ксилулозы, образовавшейся ещё в самом начале при реакции эпимеризации
рибулозо-5-фосфата, на эритрозо-4-фосфат. Ксилулоза – пентоза (5С),
эритроза – тетроза (4С), если перенести 2 атома углерода с ксилулозы, то
получим триозу – глицеральдегид-фосфат и гексозу – снова фруктозо-6фосфат.
В результате структурных перестроек происходит изомеризация, взаимопревращения моносахаридов, а интермедиаты пен
Эти вещества используются в глюконеогенезе, самом гликолизе, в синтезе триацилглицеролов.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПФП В АДИПОЦИТЕ – обеспечение субстратами для синтеза жирных кислот
Функция адипоцитов – депонирование жиров в виде триацилглицеридов. При этом основной
источников атомов углеродов для синтеза жирных кислот – глюкоза. Поэтому около 70% глюкозы в
адипоцитах окисляется до Ацетил- SКоа, который является донором для синтеза ЖК. А около 20%
глюкозы в адипоцитах окисляется по пентозофосфатному пути – при этом образуется НАДФН,
являющийся донором водорода для синтеза жирных кислот.
Ну так как адипоцитам не очень то и нужны пентозы, образующиеся в пентозофосфатном пути, они в ходе
неокислительного этапа преобразуют их в интермедиаты гликолиза (фрутозо-6-фосфат и глицеральдегидфосфат), из которых в последствии образуется Ацетил-SКоа, нужный для синтеза ЖК.
ПФП В ЭРИТРОЦИТЕ
В эритроците единственный источник энергии – гликолиз, т.к. митохондрий там
попросту нет. Пируват восстанавливается в анаэробных условиях в лактат. На
эритроците лежит большая ответственность – ему необходимо транспортировать
кислород с помощью белка – гемоглобина.
Ему важно сохранить гемоглобин от:
1) окисления в метгемоглобин (что приводит к нарушению транспорта кислорода)
2) образования супероксид-анион радикала с последующим развитием окислительного стресса
Поэтому в эритроците так важна глутатионовая антиоксиданстная защита, для этого нужно большое
количество восстановленного НАДФН.
Поэтому ПФП протекает в эритроцитах довольно активно, им очень важен образующийся в этом пути НАДФН.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПФП В АКТИВНО ДЕЛЯЩЕЙСЯ КЛЕТКЕ
Если в адипоцитах и эритроцитах нам намного было важнее получить НАДФН, то активно делящейся клетке
нужны пентозы, которые пойдут на синтез нуклеотидов, для дупликации, для синтеза белков веретена
деления, в общем для всего, что нужно для осуществления процесса митоза.
РЕГУЛЯЦИЯ ПФП (ПЕНТОЗОФОСФАТНОГО ПУТИ)
Ключевые ферменты:



глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа
6-фосфоглюконатдегидрогеназа
Транскетолаза
Активность ферментов ПФП увеличивается:

При повышении отношения НАДФ/НАДФН
Выраженное действие концентрации НАДФ на скорость превращений по окислительной ветви
пентозофосфатного пути подтверждает, что генерирование НАДФН тесно сопряжено с его
использованием в восстановительных биосинтезах. Вопрос о регуляции неокислительной ветви
пентозофосфатного пути до сих пор остается открытым.

Под влиянием инсулина и йодтиронина
Активность ферментов ПФП ингибируют:

Глюкокортикостероиды
ИТОГОВОЕ УРАВНЕНИЕ ПФП
Спасти автора ебкама: 5469 3900
от в
НАСЛЕДСТВЕННАЯ
ЭНЗИМОПАТИЯ
ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТ-ДЕГИДРОГЕНАЗЫ.
ФАКТОРЫ, ПРОВОЦИРУЮЩИЕ ПРОЯВЛЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ФЕРМЕНТА.
ПОСЛЕДСТВИЯ
Рассмотрим генетический дефект глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), фермента пентозофосфатного
пути, катализирующего превращение глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконолактон – самую первую реакцию
окислительного этапа.
Ген, отвечающий за синтез Г6ФДГ, расположен на Х-хромосоме и имеет большое количество вариаций. Это
значит, что
диапазон активности Г6ФДГ может варьироваться от нормального до выраженной недостаточности.
Дефицит Г6ФДГ является наиболее распространенным нарушением метаболизма эритроцитов (частота
1:60). Чрезвычайно распространён в Африке (до 20% населения), в странах Средиземного моря (4-30%) и ЮгоВосточной Азии.
Дефицит Г6ФДГ ведёт прежде всего к дефициту восстановленного НАДФН и соответственно ведёт к
нарушению метгемоглобин-редуктазной системы и глутатионовой антиоксидантной системы. В эритроцитах
развивается окислительный стресс (т.к. антиоксидантная система в нём сказала «аривидрочи»), в результате
чего наблюдается гемолиз эритроцитов – АФК безбожно атакуют бедную клетку постклеточную структуру.
При этом гемолиз наступает приступообразно – во
время каких либо инфекций или при приёме
лекарственных препаратов, попадании токсических
веществ.
Симптомы:
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412




внезапное повышение температуры
желтуха, потемнение мочи
бледность, слабость
тяжёлое учащённое дыхание
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412

слабы, учащённый пульс
Лекарства и бытовые в-ва, которые могут привести к развитию гемолитического криза у людей с дефектом Г6ФДГ:








сульфаниламиды
хинин, хинидин, примахин
парацетамол, аспирин
метиленовый синий
метилдофа
высокие дозы аскорбиновой кислоты
красители для тату и окраски волос (хна)
бобовые, красное вино (о нет)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Мемный перерыв…
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
ПРЕВРАЩЕНИЕ ФРУКТОЗЫ В ГЛЮКОЗУ. ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ.
НАРУШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ. РАЗЛИЧИЯ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ В
ПЕЧЕНИ И В МЫШЦАХ. ПОЛИОЛОВЫЙ ПУТЬ.
Фруктоза, как и глюкоза, является моносахаридом, который так же транспортируется из просвета кишечника
в кровь, а затем к клеткам.
После попадания в клетку, фруктозе (как и глюкозе) необходимо активироваться. Происходит это по двум
направлениям:
1) Гексокиназа фосфорилирует 6ой атом углерода
Гексокиназы I-III типов, но не глюкокиназа
2) Фруктокиназа фосфорилирует 1ый атом
углерода Фруктокиназа-С – печень, поджелудочная
железа, почки, кишечник Фруктокиназа-А – скелетные
мышцы (не активна)
В печени имеются оба фермента, однако гексокиназа имеет гораздо более низкое сродство к фруктозе и в ней
этот путь слабо выражен. То есть работает с фруктозой в основном только фруктокиназа.
В мышцах имеется только гексокиназа, поэтому фруктоза сразу превращается в фруктозо-6-фосфат.
При действии гексокиназы (мышце):
Образованный фруктозо-6-фосфат подвергается действию изомеразы, превращаясь в глюкозо-6-фосфат, а
затем глюкозо-6- фосфатаза отщепляет от него фосфат и образуется глюкоза (тадааам).
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
При действии фруктокиназы (печень):
В током крови через транспортёр ГлюТ-5, переносящий как глюкозу, так и фруктозу, фруктоза попадает в гепатоцит.
В печени активна в основном только фруктокиназа-С, поэтому она взаимодействует с поступившей молекулой
фруктозы и фосфорилирует её по первому атому углерода, а не по шестому, как гексокиназа.
Образованный фруктозо-1-фосфат в отличии от фруктозо-6-фосфата не является интермедиатом гликолиза, поэтому
должна произойти ещё одна реакция, которая катализируется альдолазой.
Существует три изоформы альдолазы:
Альдолаза А – большинство тканей – субстрат – фруктозо- 1,6-дифосфат
Альдолаза В – печень, почки, тонкий кишечник – субстрат
– фруктозо-1-Ф
Альдолаза С - мозг
МЕТАБОЛИЗМ ФРУКТОЗЫ В ПЕЧЕНИ. Так вот, в печени,
образованный
фруктозо-1-фосфат
под
действием
альдолазы В подвергается альдольному расщеплению на
глицеральдегид (3С) и диоксиацетон-фосфат (3С).
Глицеральдегид
фосфорилируется
при
участии
АТФ
глицеральдегид-фосфата (фермент – ТРИОЗОКИНАЗА).
И далее глицеральдегид-фосфат с диоксиацетон-фосфатом
используются либо в гликолизе, либо в реакциях
глюконеогенеза, превращаясь в интермедит гликолиза –
фруктозо-6-фосфат и далее в глюкозу.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
до
Таким образом, если в мышцах фруктоза включалась в процесс гликолиза в один шаг, всего в одну реакцию,
то в печени требуется три шага, три реакции: фосфорилировать фруктозу, затем осущесвить реакцию
альдольного расщепления фруктозо-1- фосфата с образованием глицеральдегида, а тем фосфофорилировать его.
ВАЖНО: в печени фруктоза вступает в гликолиз минуя фосфофруктокиназную реакцию, которая является
главным пунктом регуляции всего метаболизма глюкозы. Это значит, что метаболизм фруктозы в печени не
подвергается регуляции и весь поток фруктозы вне зависимости от метаболического состояния гепатоцита
включается в гликолиз и окисляется
Поэтому при избытке фруктозы в печени накапливается Ацетил-КоА, который далее идёт на синтез жирных
жировому гепатозу.
НАРУШЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ
Эссенциальная фруктозурия
Генетический дефект фруктокиназы приводит к
протекающей безо всяких отрицательных симптомов.
доброкачественной
эссенциальной
фруктозурии,
Наследственная фруктозурия
Заболевание формируется вследствие наследственных аутосомно-рецессивных дефектов других ферментов
обмена фруктозы. Частота 1:20000.
Дефект фруктозо-1-фосфатальдолазы, которая в норме присутствует в печени, кишечнике и корковом
веществе почек, проявляется после введения в рацион младенца соков и фруктов, содержащих фруктозу.
Патогенез связан со снижением мобилизации гликогена из-за ингибирования гликогенфосфорилазы фруктозо1-фосфатом и ослаблением глюконеогенеза, т.к. дефектный фермент способен участвовать в реакциях
аналогично фруктозо-1,6-дифосфат- альдолазе. Проявляется заболевание снижением концентрации фосфатов в
крови, гиперфруктоземией, тяжелой гипогликемией. Отмечается вялость, нарушения сознания, почечный
канальцевый ацидоз.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Диагноз ставится исходя из "непонятного" заболевания печени, гипофосфатемии, гиперурикемии,
гипогликемии и фруктозурии. Для подтверждения проводят тест толерантности к фруктозе. Лечение включает
диету с ограничением сладостей, фруктов, овощей.
Дефект фруктозо-1,6-дифосфатазы проявляется сходно с предыдущим, но не так тяжело.
Неактивный фермент
Блокируемая реакция
Локализация
фермента
Фруктокиназа
Фруктоза+АТФФруктозо-1- Печен
фосфат + АДФ
ь
Почки
Энтероциты
Фруктозем
ия
Фруктозури
я
Фруктозо-1фосфатальдола
за
Фруктозо-1фосфатДигидроксиацет
он- 3-фосфат +
Глицеральдегид
Рвота, боли в
гипогликемия,
Печень
Клинические проявления
животе,
диарея,
гипофосфатемия, фруктоземия,
гиперурикемия,
хроническая
недостаточность функций
печени, почек
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПОЛИОЛОВЫЙ ПУТЬ МЕТАБОЛИЗМА ФРУКТОЗЫ
Полиоловый путь – по сути дела это реакции взаимопревращения глюкозы в фруктозу и фруктозы в глюкозу.
Эти взаимопревращения достигаются образованием промежуточного соединения - многоатомного спирта сорбитола.
При избытке фруктозы:
1) Фруктоза восстанавливается сорбитол-дегидрогеназой в сорбитол (при этом расходуется НАДН)
2)Сорбитол подвергается дегидрированию (окислению) под действием альдозоредуктазы(НАДФ-зависимой) с
образованием
глюкозы
При избытке глюкозы:
1) Глюкоза восстанавливается в сорбитол (альдозоредуктаза) – нужен НАДФН
2)Сорбитол далее окисляется во фруктозу (сорбитол-дегидрогеназа) – синтезируется НАДН
НО и при избытке глюкозы, и при избытке фруктозы в клетках накапливается сорбитол, который может
повышать осмотическое давление, нарушать оптические свойства белков хрусталика и вести к развитию
катаракты.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ТАКИМ ОБРАЗОМ
Полиоловый путь – это путь взаимопревращения
глюкозы
фруктозы,
который катализируется двумя ферментами:
и
1) Альдозоредуктазой – НАДФ-зависимая
2) Сорбитолредуктазой
НАДзависимая Физиологическое значение:
+
синтез фруктозы в семенных пузырьках, т.к. фруктоза - основной
энергетический
субстрат
для
сперматозоидов.
Кстати,
переход
сперматозоидов с метаболизма фруктозы на метаболизм глюкозы является
признаком акросомальной реакции.
- активируется при гипергликемии – повышение осмотического давления,
истощение НАДФН, гликирование белков (из-за накопления сорбитола)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РОЛЬ ГАЛАКТОЗЫ В ОРГАНИЗМЕ. ПРЕВРАЩЕНИЕ ГАЛАКТОЗЫ В
ГЛЮКОЗУ.
ГАЛАКТОЗЕМИЯ,
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРИЧИНЫ, КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ И ОСНОВЫ
ЛЕЧЕНИЯ
Включение галактозы в процессы гликолиза должно сопровождаться реакцией эпимеризации (т.к.
галактоза является эпимером глюкозы).
Галактоза является моносахаридом, существующим только в составе дисахарида, уже давно нам известного –
лактозы
(глюкоза+галактоза).
Метаболизм галактозы протекает в основном в печени и состоит из трёх этапов:
1) Активация
2) Эпимеризация
3) Вхождение в метаболизм глюкозы
АКТИВАЦИЯ
Протекает в общем как и у остальных моносахаридов–
фосфорилирования.
путём
Фермент – ГАЛАКТОКИНАЗА, фосфорилирование по ПЕРВОМУ атому
углерода
Донор фосфатной группы: АТФ
Продукт: галатозо-1-фосфат +АДФ
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ЭПИМЕРИЗАЦИЯ («классический путь»)
Галактозо-1-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат
Фермент: ГАЛАКТОЗО-1-ФОСФАТ-УРИДИЛТРАНСФЕРАЗА (ГАЛТ) –
печёночный фермент
ГАЛТ катализируетвзаимодействие
галактозо-1-фосфата
с
УДФглюкозой, УДФ-глюкоза при этом превращается в УДФгалактозу
Образующийся глюкозо-1-фосфат вступает либо в гликолиз, либо в
глюконеогенез с образованием глюкозы.
УДФ-галактоза
далее тоже
подвергается
реакции
(уридилфосфат-4-эпимераза) и снова превращается в УДФ-глюкозу.
эпимеризации
Судьба УДФ-глюкозы различна, она может:

участвовать в реакции переноса УМФ на галактозо-1-фосфат,

превращаться в свободную глюкозу и выходить в кровь,

отправляться на синтез гликогена.
Таким образом благодаря реакциям активации и эпимеризации из галактозы образуется УДФ-глюкоза,
способная отправляться на синтез гликогена главным образом, а так же глюкозо-1-фосфат, который вступает
либо в гликолиз, либо в глюконеогенез
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
«АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПУТЬ»
Заключается в восстановлении галактозы в многоатомный шестиатомный
спирт галактитол. При его накоплении в организме может возникнуть
катаракта (читай ниже).
Фермент: АЛЬДОЗОРЕДУКТАЗА
Донор: НАДФН  НАДФ
ГАЛАКТОЗЕМИИ
Галактоземия является нарушением углеводного метаболизма, обусловленным врожденной недостаточностью
ферментов, которые преобразовывают галактозу в глюкозу. Симптомы и признаки включают печеночную и
почечную дисфункции, когнитивные расстройства, катаракту, и преждевременное угасание яичников.
Диагностика включает определение активности ферментов эритроцитов и анализ ДНК.
Лечение состоит в отказе от потребления галактозы. Физический прогноз при лечении хороший, но
когнитивные и функциональные параметры часто субнормальные.
Существует 3 основные генетические причины галактоземий, связанных с дефектом или дефицитом ферментов:
1) Галактокиназы
Т.е. дефицит фермента, катализирующего реакцию активации галактозы, её фосфорилирования и
превращения в галактозо-1-фосфат.
Дефицит ведёт к повышению уровня галактозы и развитию катаракты из-за того, что при накоплении
галактозы запускается «альтернативный путь» метаболизма галактозы и накапливается галактиол. А
при накоплении многоатомных спиртов в хрусталике развивается катаракта (повышение осмотического
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
давления в хрусталике).
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
2) Галактозо-1-Ф-уридилтрансфераза
Фермент, катализирующий реакцию превращения галактозо-1-фосфата в УДФ-галактозу.
Дефицит галактозо-1-Ф-уридилтрансферазы (классическая галактоземия) ведёт к повышению уровня
галактозы в крови (катаракта) и повышению концентрации галактозы-1-Фосфата (нарушение
роста, задержка нервно- психического развития, повреждение печени)
3) Эпимеразы
УДФ-галактозаУДФ-глюкоза.
Дефицит ведёт к повышению уровня галактозы и протекает легче классической.
Дефектный фермент (частота)
Катализируемая реакция
Клинические проявления
Галактокиназа (1:500 000)
Галактоза
+АТФГалактозо-1фосфат+АДФ
Галактоземия, галактозурия,
катаракта.
Активность фермента в
эритроцитах нормальная
Галактозо-1фосфатуридилтрансфераз
а (1:40 000(
Галактозо-1-фосфат+УДФглюкозаУДФгалактоза+глюкозо-1- фосфат
Галактоземия, галактозурия,
галактозо- 1-фосфатемия,
катаракта.
Тенденция к гипогликемии,
компесаторная мобилизация
жиров, цирроз печени,
нарушение функции почек.
Гепатомегалия, задержка
психического развития.
Активность фермента в
эритроцитах снижена.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Уридилфосфат-4-эпимераза
(1:1 000 000)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
УДФ-глюкозаУДФ-Галактоза
Галактоземия,галактозурия.
Тяжёлых
клинических проявлений нет
ОСОБЕННОСТИ
ОКИСЛЕНИЯ
ГЛЮКОЗЫ
В
ЭРИТРОЦИТЕ
ГЛИКОЛИЗ,
ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ
ШУНТ, 2,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРАТНЫЙ ШУНТ.
–
Энергетическое обеспечение эритроцита осуществляется за счет утилизации глюкозы в реакциях анаэробного
гликолиза, в силу отсутствия митохондрий.
Эритроциту не очень нужен рибозо-5-фосфат, зато очень нужен НАДФН, потому что он активно используется
для восстановления актиоксиданта глутатиона ферментом глутатионредуктазой (для защиты гемоглобина).
Последовательно идут оба этапа пензофосфатного пути. Глюкозо-6-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат и
далее во фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат, которые "проваливаются" в гликолиз с образованием
лактата. В конечном результате происходит одновременное генерирование НАДФН и АТФ.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
2,3-Дифосфоглицерат образуется в эритроцитах из 1,3дифосфоглицерата, промежуточного метаболита гликолиза, в
реакциях, получивших название шунт Раппопорта.
Отличительной
особенностью
гликолиза
в эритроцитах
по
сравнению с другими клетками является выработка значительного
количества 2,3- дифосфоглицериновой
кислоты,
регулирующей
кислородосвязывающую функцию гемоглобина.
2,3-Дифосфоглицерат располагается в центральной полости
тетрамера дезоксигемоглобина и связывается с β-цепями. Функция
2,3- дифосфоглицерата заключается в снижении сродства
гемоглобина к кислороду, что имеет особенное значение при
подъеме на высоту и при нехватке кислорода во вдыхаемом воздухе.
В этих условиях связывание кислорода с гемоглобином в легких не
нарушается, так как концентрация его относительно высока. Однако
в тканях за счет 2,3-дифосфоглицерата отдача кислорода
возрастает в 2 раза.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ. ИНСУЛИН-ЗАВИСИМЫЕ
ТКАНИ.
ГОРМОН-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ
ФЕРМЕНТЫ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ, СПОСОБЫ ИХ
РЕГУЛЯЦИИ. НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ. РОЛЬ СИМПАТИЧЕСКОЙ
И ПАРАСИМПАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМ.
Регуляция углеводного обмена осуществляется на всех его этапах нервной системой и гормонами. Помимо
этого, активность ферментов отдельный путей метаболизма углеводов регулируется по принципу «обратной
связи», в основе которого лежит аллостерический механизм взаимодействия фермента с эффектором. К
аллостерическим эффекторам можно отнести конечные продукты реакции, субстраты, некоторые метаболиты,
адениловые мононуклеотиды. Важнейшую роль в направленности углеводного обмена (синтез или распад
углеводов) играет соотношение коферментов НАД+ / НАДН∙Н+ и энергетический потенциал клетки.
Постоянство уровня глюкозы в крови – важнейшее условие поддержания нормальной жизнедеятельности
организма.
Нормогликемия является результатом слаженной работы нервной системы, гормонов и печени.
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Печень – единственный орган, депонирующий глюкозу (в виде гликогена) для нужд всего организма.
Благодаря активной фосфатазе
глюкозо-6-фосфата
гепатоциты
способны
образовывать свободную
глюкозу,
которая,
в
отличие
от её фосфорилированных форм, может проникать через мембрану
клеток в общий круг кровообращения.
ИНСУЛИН
Из гормонов выдающуюся роль играет инсулин. Инсулин оказывает свое действие только на
инсулинзависимые ткани, прежде всего, на мышечную и жировую. Мозг, лимфатическая ткань, эритроциты
относятся к инсулиннезависимым. В отличие от других органов, действие инсулина не связано с
рецепторными механизмами его влияния на метаболизм гепатоцитов. Хотя глюкоза свободно проникает в
печёночные клетки, но это возможно только при условии повышенной её концентрации в крови. При
гипогликемии, напротив, печень отдаёт глюкозу в кровь (даже несмотря на высокий уровень инсулина в
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
сыворотке).
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Наиболее существенным действием инсулина на организм является снижение нормального или
повышенного уровня глюкозы в крови – вплоть до развития гипогликемического шока при введении
высоких доз инсулина.
Уровень глюкозы в крови снижается в результате:
1.Ускорения поступления глюкозы в клетки.
2. Повышения использования глюкозы клетками.
1. Инсулин ускоряет поступление моносахаридов в инсулинзависимые ткани, особенно глюкозы (а также
сахаров схожей конфигурации в положении С1-С3), но не фруктозы. Связывание инсулина со своим
рецептором на плазматической мембране приводит к перемещению запасных белков-переносчиков
глюкозы (глют 4) из внутриклеточных депо и включению их в мембрану.
2. Инсулин активирует использование клетками глюкозы путём:

активирования и индукции синтеза ключевых ферментов гликолиза (глюкокиназы, фосфофруктокиназы,
пируваткиназы).

Увеличения включения глюкозы в пентозофосфатный путь (активирование дегидрогеназ глюкозо-6фосфата и 6- фосфоглюконата).

Повышения синтеза гликогена за счёт стимуляции образования глюкозо-6-фосфата и активирования
гликогенсинтазы (одновременно инсулин ингибирует гликогенфосфорилазу).

Торможения активности ключевых ферментов глюконеогенеза (пируваткарбоксилазы, фосфоенол-ПВКкарбоксикиназы, бифосфатазы, глюкозо-6-фосфатазы) и репрессии их синтеза (уставлен факт репрессии
гена фосфоенолПВКкарбоксикиназы).
Другие гормоны, как правило, способствуют увеличению содержания глюкозы в крови.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ГЛЮКАГОН И АДРЕНАЛИН
Приводят к росту гликемии путём активации гликогенолиза в печени (активирование гликогенфосфорилазы),
однако в отличие от адреналина глюкагон не влияет на гликогенфосфорилазу мышц. Кроме того, глюкагон
активирует глюконеогенез в печени, следствием чего также является увеличение концентрации глюкозы в
крови.
ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
Способствуют повышению уровня глюкозы в крови за счёт стимуляции глюконеогенеза (ускоряя катаболизм
белков в мышечной и лимфоидной тканях, эти гормоны увеличивают содержание в крови аминокислот,
которые, поступая в печень, становятся субстратами глюконеогенеза). Кроме того, глюкокортикоиды
препятствуют утилизации глюкозы клетками организма.
СОМАТОТРОПИН
Гормон роста вызывает увеличение гликемии опосредованно: стимулируя распад липидов, он приводит
увеличению уровня жирных кислот в крови и клетках, снижая тем самым потребность последних в глюкозе
(жирные кислоты – ингибиторы использования глюкозы клетками).
ТИРОКСИН
Тироксин, особенно вырабатываемый в избыточных количествах при гиперфункции щитовидной железы,
также способствует повышению уровня глюкозы в крови (за счёт увеличения гликогенолиза).
С днём таблиц…
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Снижение уровня глюкозы в
крови
ИНСУЛИН
 Повышение ГлюТ-4-зависимого транспорта глюкозы
 Усиление синтеза гликогена
 Активация ПФП
 Активация гликолиза и ЦТК
Повышение глюкозы в крови
АДРЕНАЛИН
 Активация гликогенолиза в печени
ГЛЮКАГОН
 Активация гликогенолиза в печени
 Стимуляция ГНГ
ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
 Усиление ГНГ
 Уменьшение проницаемости мембран
РЕГУЛЯЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМОЙ
Депонирование углеводов, использование углеводных запасов печени и другие процессы углеводного обмена
регулируются центральной нервной системой. Большое значение в регуляции углеводного обмена имеет кора
больших полушарий. Одним из примеров этого может служить условнорефлекторное увеличение концентрации
глюкозы в крови у спортсменов в предстартовом состоянии.
Эфферентные нервные пути, обеспечивающие регуляцию углеводного обмена, относятся к вегетативной нервной
системе.
Симпатические нервы усиливают процессы расщепления и выход гликогена из печени.
Парасимпатические нервы, наоборот, стимулируют депонирование гликогена.
Нервные импульсы могут воздействовать либо прямо на клетки печени, либо косвенным путем, через железы
внутренней секреции. Гормон мозгового слоя надпочечника адреналин способствует выходу углеводов из депо.
Гормон поджелудочной железы инсулин обеспечивает их депонирование. Кроме этих гормонов в регуляции
углеводного обмена участвуют гормоны коркового слоя надпочечников, щитовидной железы и передней доли
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
гипофиза.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕР- И ГИПОГЛИКЕМИИ: ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Гипергликемия – концентрация глюкозы в крови более 5,5 ммоль/л
Гипогликемия – концентрация глюкозы в крови менее 3,3 ммоль/л
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ГИПОГЛИКЕМИЯ.
Выявляется при тяжелой и длительной физической нагрузке; длительном умственном напряжении; у женщин
в период лактации; развивается вслед за алиментарной гипергликемией благодаря компенсаторному выбросу в
кровь инсулина.
Патогенез гипогликемий связан:
-недостаточное поступление глюкозы в кровь,
-ускоренным выведением глюкозы из крови
-комбинация этих факторов.
Коррекция гипогликемии:
Снижение уровня глюкозы в крови альфа-клетки поджелудочной железы вырабатывают
ГЛЮКАГОН. Глюкагон стимулирует гликогенолиз, активацию глюконеогенеза, распад
триацилглицеридов Повышение глюкозы в крови, прекращение секреции глюкагона
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕРГЛИКЕМИИ. Это быстрообратимые состояния. Нормализация уровня глюкозы в
крови происходит без внешних корригирующих воздействий.
Гипергликемия способствует повышению осмотического давления крови, нарушению распределения
воды между вне – и внутрисосудистыми бассейнами. Вода устремляется в сосудистое русло, происходит
обезвоживание, дегидратация тканей.
Так же при повышении концентрации глюкозы в крови происходит неферментативное гликозилирование
белков, они теряют свои функции.
Физиологические гипергликемии бывают двух видов:
1. Алиментарная гипергликемия. Обусловлена приемом пищи, содержащей углеводы. Концентрация глюкозы
в крови нарастает вследствие ее быстрого всасывания из кишечника. Активация секреции гормона βклетками островков Лангерганса поджелудочной железы начинается рефлекторно, после попадания пищи в
полость рта и достигает максимума при продвижении пищи в двенадцатиперстную кишку и тонкий кишечник.
Пики концентраций инсулина и глюкозы в крови совпадают по времени. Таким образом, инсулин не только
обеспечивает доступность углеводов пищи к клеткам организма, но и ограничивает повышение концентрации
глюкозы в крови, не допуская потерю ее с мочой.
2. Нейрогенная гипергликемия. Развивается в ответ на эмоциональный стресс и обусловлена выбросом в кровь
катехоламинов, образующихся в мозговом веществе надпочечников (АДРЕНАЛИН) и реализующих свои
гипергликемические эффекты.
Освобождающаяся глюкоза быстро выходит в кровь, вызывая
гипергликемию. 3.Гипергликемия беременных
Коррекция гипергликемии:
Повышение уровня глюкозы в крови β-клетки поджелудочной железы вырабатывают
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ИНСУЛИН Инсулин стимулирует синтез гликогена, активацию ПФП, гликолиз и синтез
триацилглицеридов  Снижение глюкозы в крови до нормы, секреция инсулина
прекращается.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕР- И ГИПОГЛИКЕМИИ
ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ГИПОГЛИКЕМИЯ

Гиперинсулинизм. Возникает у больных сахарным диабетом в связи с передозировкой инсулина при
лечении. Причины: аденома островковых клеток поджелудочной железы (инсулома); синдром
Золлингера- Эллисона (аденома или карцинома поджелудочной железы, которая, развивается из αклеток островков Лангерганса, ответственных за выделение глюкагона и гастрина).

Без гиперинсулинизма. Выявляется: при патологии почек, сопровождающейся снижением порога для
глюкозы, что приводит к потере глюкозы с мочой; нарушении всасывания углеводов; заболеваниях
печени, сопровождающихся торможением синтеза гликогена и глюконеогенеза (острые и хронические
гепатиты); недостаточности надпочечников (дефицит глюкокортикоидов); гипоавитаминозе В1,
галактоземиях и при печеночных формах гликогенозов; голодании или недостаточном питании
(алиментарная гипогликемия); недостаточности механизмов регуляции углеводного обмена у
новорожденных.
ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ГИПЕРГЛИКЕМИИ. Причины:
1)нейроэндокринные расстройства- нарушение соотношения уровня гормонов гипо- и гипергликемического
действия( при заболеваниях гипофиза, опухолях коры надпочечников; при недостаточной продукции
инсулина, глюкагономе);
2) органические поражения центральной нервной системы, расстройства мозгового кровообращения;
3) нарушения функций печени при циррозе;
4) судорожные состояния, когда происходит расщепление гликогена мышц и образование лактата, из
которого в печени синтезируется глюкоза;
5) действие наркотических веществ (морфин, эфир), возбуждающих симпатическую нервную систему
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
способствующих развитию гипергликемии.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА САХАРНОГО ДИАБЕТА 1 И 2 ТИПА. НАРУШЕННЫЕ ПУТИ
ОБМЕНА
УГЛЕВОДОВ.
В
ЧЕМ
ЗАКЛЮЧАЕТСЯ
БИОХИМИЯ
ОСЛОЖНЕНИЙ
САХАРНОГО ДИАБЕТА?
Сахарный диабет (Diabetes mellitus) — широко распространённое заболевание, которое наблюдается при
абсолютном или относительном дефиците инсулина. Нехватка этого пептидного гормона отражается главным
образом на обмене углеводов и липидов.
У любого диабета есть 4 главных симптома:




Гипергликемия (повышенный сахар в крови)
Глюкозурия (наличие глюкозы в моче)
Полиурия (увеличенное образование мочи)
Полидипсия (повышенная жажда)
Небольшая договорённость. Почти во всех учебниках, в том числе и в нашей лекции диабет делят на
инсулинзависимый (первый) и инсулиннезависимый (второй) тип. Но такая классификация уже давно
устарела, диабет в современном мире (но видимо не в России) делится просто на первый и второй тип,
плюс некоторые выделяют диабет «не второго типа» (почему
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Сахарный диабет делится на два типа:
1. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ I ТИПА – недостаточный синтез инсулина в β-клетках островков
Лангерганса поджелудочной железы. Среди причин этого в настоящее время на первый план
выдвигаются аутоиммунные поражения и инфицирование β-тропными вирусами
(краснуха, оспа, вирусы Коксаки, Эпштейна-Бар, эпидемического паротита).
Развивается как правило в детском или подростковом возрасте и сопровождается снижением
количеством β-клеток поджелудочной железы.
При поражении β-клеток поджелудочной железы снижается
концентрация инсулина, а значит преобладают эффекты глюкагона. К
ним относятся:
1. Повышение активности глюконеогенеза  гипергликемия
А так же повышение активности глюконеогенеза ведёт к снижению
концентрации оксалоацетата, следовательно, к снижению скорость
ЦТК и повышению концентрации Ацетил-SКоа. Ацетил-SКоа
накапливается в клетке и в итоге это приводит к синтезу кетоновых
тел – кетогенезу.
Именно поэтому для больных СД I типа характерна кетоацидотическая кома.
2. Снижение гликогеногенеза гипогликемия ТОЛЬКО натощак(!)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
2. САХАРНЫЙ ДИАБЕТ II ТИПА – диабет взрослых, около 80% от всех случаев СД.
Грубо говоря, инсулин при этом типе СД нормально вырабатывается, только всем клеткам на него пофиг, у них
бе ды с рецепторами. Хоть тонну инсулина им подай, они на него не отреагируют (прямо как на сообщения
бывшего)
В общем, инсулин для всех какая-то шутка….
Сахарный диабет II типа не берётся из воздуха. Он возникает, когда складываются несколько факторов,
которые могут привести к его возникновению. Они называются «факторы риска».
Факторы риска:
1. Ожирение
2. Недостаток физической нагрузки
3. Генетическая предрасположенность
Для СД 2 типа ведущей причиной
является инсулинорезистентность из-за снижения
чувствительности клеток-мишеней к гормону. Здесь
выделяют две глобальные причины:


снижение активности рецепторов
(рецепторные механизмы),
нарушение проведения сигнала от рецептора к
внутриклеточным ферментам (пострецепторные
механизмы).
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕЦЕПТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ




При ожирении увеличивается диаметр адипоцитов, их площадь. А количество инсулиновых
рецепторов то остаётся прежним, оно не увеличивается. Увеличение размера адипоцита приведёт к
снижению эффекта инсулина на жировую ткань.
повышенная вязкость мембран (снижение доли ненасыщенных жирных кислот в
фосфолипидах, увеличение содержания холестерина),
блокирование инсулиновых рецепторов антителами,
нарушение мембран в результате активации процесов ПОЛ (перекисного окисления липидов)
Структурные нарушения рецепторов - не позволяют связываться с гормоном или отвечать на его
сигнал (например при действии АФК)
ПОСТРЕЦЕПТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Пострецепторные механизмы сопровождаются ослаблением проведения сигнала через фосфатидилинозитол4,5- дифосфат-3-киназный путь (ФИ-3-киназный).
Немного забежим вперёд:
При активации фосфатидилинозитол-3-киназного механизма результатом являются быстрые эффекты –
активация ГлюТ-4 и поступление глюкозы в клетку, изменение активности "метаболических" ферментов – ТАГлипазы, гликогенсинтазы, гликогенфосфорилазы, киназы гликогенфосфорилазы, ацетил-SКоА-карбоксилазы и
других.
В настоящеевремя ослабление проведения сигнала через IRS-ФИ-3-киназный путь считают главной
причиной инсулинорезистентности.
В результате развиваются снижение активации белков этого сигнального пути, отсутствие быстрых эффектов
инсулина, а именно активации трансмембранных переносчиков глюкозы (ГлюТ4) и метаболических
ферментов утилизации глюкозы.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Сахарный диабет I типа
Сахарный диабет II типа
Возраст
Дети, подростки
Средний, пожилой
Начало
Острое (несколько дней)
Постепенное (годы)
Внешний вид (до
лечения)
Обычно худощавое
Ожирение у 80%
Снижение массы тела
(до лечения)
Обычно есть
Не характерно
Снижена в 2-10 раз
В норме или повышена
Концентрация
инсулина в
крови
Концентрация Спептида
Резко снижена или
отсутствует
В норме или повышена
Семейный анамнез
Отягощён редко
Отягощён часто
Зависимость от
инсулина
Полная
Только у 20%
Склонность к
кетоацидозу
Высокая
Нет
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ДОРОГИЕ, ДРУЗЬЯ, ВСЁ!
Курина Таня,
2.2.15 РНИМУ
им.Пирогова
Инст:
@tanissimoo,
вк:- https://vk.com/tanissimooo
(Здесь вы можете не только полайкать меня, но и найти остальные
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
методички на стене)
Иллюстрации и моя причина просыпаться каждое утро: https://vk.com/ssvv201
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Переваривание и всасывание липидов. Синтез жирных кислот. Липогенез.
Привет, сексуалка… Ну что, посексим?...
Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина,
Северине,Ленинжере, Википедии, куче других источников и моих
псевдознаниях.
Надеюсь, все успешно сдали пищевар, коллок по углеводам и готовы
приступить к новой теме!
Тема очень приятная, если не трогать синтез жирных
кислот)) Удачи!:3
Иллюстрации, как всегда, прекрасная Светочка Логунова
https://vk.com/ssvv201<3
Курина Таня,
2.2.15 РНИМУ
им.Пирогова Инст:
@tanissimoo,
вк:- https://vk.com/tanissimooo (Здесь вы можете не
только полайкать меня, но и найти остальные
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
методички на стене)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Оглавление
1)ПРОСТО ВСЁ ПРО ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ
- ЖЕЛЧЬ
-ПЕРЕВАРИВАНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ
-ХИЛОМИКРОНЫ
2) ОСОБЕННОСТИ У ДЕТЕЙ
3) НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ ПИЩЕВОГО ЖИРА. ГИПОВИТАМИНОЗЫ И СТЕАТОРЕЯ
ПРИ НАРУШЕНИИ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ЛИПИДОВ.
4) РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ В ЭНТЕРОЦИТАХ. РЕАКЦИИ РЕСИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ, ЭФИРОВ
ХОЛЕСТЕРИНА И ФОСФОЛИПИДОВ В СТЕНКЕ КИШЕЧНИКА. ТРАНСПОРТ РЕСИНТЕЗИРОВАННЫХ
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ОРГАНИЗМЕ
5) ХАРАКТЕРИСТИКА СИНТЕЗА ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ ГЛЮКОЗЫ
-СТРОЕНИЕ МУЛЬТИФЕРМЕНТНОГО СИНТАЗНОГО КОМПЛЕКСА, ХИМИЗМ РЕАКЦИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В КОМПЛЕКСЕ
6) РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТА ИЗ ГЛЮКОЗЫ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ И РОЛЬ ПРОЦЕССА.
7) РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ФОСФАТИДНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТА
8)
ЖИРНО-КИСЛОТНЫЙ СОСТАВ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ. РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ
(ЛИПОГЕНЕЗ). СВЯЗЬ СИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ С ОБМЕНОМ УГЛЕВОДОВ. СХОДСТВО И ОТЛИЧИЕ
БИОСИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ И ПЕЧЕНИ.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
интродакшн
Биологические липиды – химически разнородная группа соединений, общим определяющим свойством которых
является
нерастворимость в воде.
Функции их разнообразны: жиры и масла – запасаемые формы энергии, фосфолипиды и стерины – основные
структурные элементы мембран. Некоторые липиды, хоть и присутствуют в относительном малых количествах,
играют ключевую роль в качестве кофакторов ферментов, переносчиков электронов, светопоглощающих
пигментов, гидрофобных якорей для белков
«шаперонов», способствующих укладке (фолдингу) мембранных белков, эмульгаторов в ЖКТ, гормонов и
внутриклеточных мессенджеров.
Жирные кислоты – это карбоновые кислоты с углеводородными цепями длиной от 4 до 36 углеродных атомов.
Наиболее распространённые жирные кислоты имеют четное число углеродных атомов из 12-24 углеродов.
Существует так же общее правило локализации двойных связей: в большинстве мононенасыщенных (одна
двойная связь) жирных кислот двойная связь располагается между С9 и С10 атомом, а в полиненасыщенных
жирных кислотах последующие двойные связи обычно находятся при С12 и С15 (искл. арахидоновая кислота).
Почти у всех встречающихся в природе жирных кислот двойные связи находятся в цис-конфигурации. Трансжирные кислоты образуются под действием ферментов в рубце жвачных животных. Они так же могут поступать
и в наш организм (маргарин, спред).
Для человека особо важную роль играют полиненасыщенные
жирные кислоты (ПНЖК) с двойной связью между третьим и
четвертым атомами углерода, считая от концевой метильной
группы. Углерод метильной группы (т.е. наиболее удалённый от
карбоксильной
группы)
обозначают
буквой
ОМЕГА
ω
и
присваивают ему номер 1. В таком случае, жирные кислоты с
двойной связью между атомами С3 и С4 называют омега-3Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
жирными кислотами, а если двойная связь между С6 и С7 – омега6-жирными кислотами.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Большинство жирных кислот синтезируется в организме человека, однако, полиеновые кислоты (линолевая и
альфа- линоленовая) не синтезируются и должны поступать с пищей. Эти жирные кислоты называют
незаменимыми, или эссенциальными.
АЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ (или ацилглицерИДЫ)– сложные эфиры трёхатомного спирта глицерола и жирных кислот.
Глицерол (глицерин) может быть связан с одной, двумя или тремя жирными кислотами, образуя
моно-,ди- или
триацилглицеролы (МАГ, ДАГ, ТАГ). МАГ и ДАГ образуются в промежуточных этапах распада и синтеза
триацилглицеролов. То есть, к каждой группе OH глицерина присоединяется жирная кислота. ЖК могут быть
разными.
А основную массу в организме составляют триацилглицеролы (ну или триацилглицерины) – жиры.
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДЫ – эфиры жирных кислот и глицерина. В состав триацилглицеридов входят жирные
кислоты, каждая из которых образует эфирную связь с глицерином. Большинство природных
триацилглицеридов смешанные – содержат две или больше разных жирных кислот.
В большинстве клеток триацилглицериды обеспечивают аккумулирование энергии и теплоизоляцию. Они
образуют особую фазу микроскопических капелек в водном цитозоле, работая хранилищем метаболического
«топлива» (жировое депо).
Прекрасно известные нам адипоциты содержат большие количества триацилглицеридов, которые почти
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
целиком заполняют клетку.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Окисление длинноцепочечных жирных кислот до Ацетил-КоА – главный источник получения энергии для
многих организмов и тканей. Например, в сердце и печени млекопитающих этот путь обеспечивает примерно
80% энергетических потребностей при любых физиологических условиях.
Несмотря на то, что биологическая роль окисления жирных кислот у разных организмов различна, его
механизм практически одинаков.
Твёрдые жиры = преимущественно насыщенные жиры (говяжий, бараний жир)
Жидкие жиры = много ненасыщенных жирных кислот (обычно растительное происхождение)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПРОСТО ВСЁ ПРО ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ
Способы получения богатых энергией жирных кислот:
1) Из жиров, содержащихся в пище
2) Из жиров, запасённых в клетке в виде липидных капель (адипоциты)
3) Из жиров, синтезированных в одном органе для экспорта в другой (избыток углеводов в печени
превращается в жиры для экспорта в другие ткани).
Насыщенные жирные
кислоты
Мононенасыщенные
жирные кислоты
Полиненасыщенные
жирные кислоты Омега-3
Полиненасыщенные
Сливочное масло,
сыр, мясо, мясные
продукты (сосиски, сардельки,
гамбургеры), молоко и йогурт
(высокой
жирности),
кондитерские
изделия,
твердые маргарины,
сало,
пальмовое
и
кокосовое масло
Оливки, семена рапса,
орехи (фисташки,
миндаль, фундук, орехи
пекан), арахис и его масло,
авокадо
Лосось, сельдь, форель;
семена рапса,
соевые бобы, семена льна и их
масло
Семена
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Физиологическая потребность в жирах - от 70
до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки
для женщин. Физиологическая потребность в
жирах - для детей до года 6 - 6,5 г/кг массы тела,
для детей старше года - от 40 до 97 г/сутки.
Основной путь переваривания триацилглицеридов – гидролиз до жирных кислот и 2-моноацилглицерина.
Однако путь в некоторой степени зависит от длины цепи жирных кислот.
Лингвальные и желудочные липазы вырабатываются клетками языка и желудка соотвественно. Эти липазы
гидролизуют лишь короткие жирные кислоты или со средней длиной цепи (меньше 12 атомов углерода).
Поэтому они наиболее активны у младенцев и детей младшего возраста, которые пьют относительно большое
количество молока, содержащего триацилглицерины с высоким содержанием среднецепочечных жирных
кислот.
Итак, пищевой жир покидает желудок и попадает в тонкий кишечник. Прежде чем всосаться стенками
кишечника, жиры необходимо перевести из нерастворимых макроскопических жировых капель в
мелкодисперсные мицеллы. Это осуществляют соли желчных кислот, например, таурохолевой кислоты.
ЖЕЛЧЬ
Желчь представляет собой сложную жидкость со щелочной реакцией. В ней выделяют сухой остаток – около 3%
и воду – 97%. В сухом остатке обнаруживается две группы веществ:
попавшие сюда путем фильтрации из крови натрий, калий, бикарбонат-ионы (HCO3¯), креатинин,
холестерол (ХС), фосфатидилхолин (ФХ),
активно секретируемые гепатоцитами билирубин и желчные кислоты.
В сутки образуется около 10 мл желчи на кг массы тела, таким образом, у взрослого человека это составляет
500-700 мл. Желчеобразование идет непрерывно, хотя интенсивность на протяжении суток резко колеблется.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Роль желчи:
1) Нейтрализация кислого химуса, поступающего из желудка. Ионы HCO3- реагируют с соляной кислотой,
выделяется CO2
и это способствует РАЗРЫХЛЕНИЮ химуса. Это значительно облегчает его переваивание.
2) Обеспечивает переваривание жиров:
 Эмульгирование для последующего воздействия липазой, необходима комбинация [желчные
кислоты+жирные кислоты+моноацилглицеролы]
 уменьшает поверхностное натяжение, что препятствует сливанию капель жира,
 уменьшает поверхностное натяжение, что препятствует сливанию капель жира,
3) Всасывание жирорастворимых витаминов (A,D,K,E).
4) Усиливает перистальтику кишечника.
5) Экскреция избытка ХС, желчных пигментов, креатинина, металлов Zn, Cu, Hg, лекарств. Для
холестерина желчь – единственный путь выведения, с ней может выводиться 1-2 г/сут.
Желчные кислоты – амфипатические соединения (содержат
как гидрофобные, так и гидрофильные компоненты),
синтезированные в печени.
!!! Они образуются в печени из холестерина, накопленного в желчном пузыре. Они выводятся в тонкую кишку после погло
Сокращение
желчного
пузыря
и
секреция
ферментов
поджелудочной железы стимулируется гормоном кишечника
холецистокинином, который секретируется клетками кишечника
при попадании содержимого желудка в кишеничник.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Какие могут быть НАРУШЕНИЯ.
1. Снижение
желчеобразования
в
результате
недостаточного синтеза желчных кислот и фосфолипидов
при болезнях печени, гиповитаминозах.
2. Снижение желчевыделения (обтурационная желтуха,
билиарный цирроз, желчнокаменная болезнь). У детей
часто причиной может быть перегиб желчного пузыря,
который сохраняется и во взрослом состоянии.
Нарушения желчеобразования и
желчевыделения чаще
всего
связаны с хроническим избытком холестерола в
организме и
вообще в частности, так как желчь является единственным способом его выведения.
Избыток ХС в печени возникает при увеличении количества исходного материала для его синтеза (ацетилSКоА) и при недостаточном синтезе желчных кислот из-за снижения активности 7α-гидроксилазы
(гиповитаминозы С и РР). Избыток ХС в желчи может быть абсолютным в результате избыточного синтеза
и потребления или относительным. Так как соотношение желчных кислот, фосфолипидов и холестерола
при
должно составлять 65:12:5, то относительный избыток возникает
недостаточном
синтезе
желчных
кислот (гиповитаминозы С,
В3,
В5) и/или фосфатидилхолина (недостаток полиненасыщенных жирных кислот, витаминов В6,
В9, В12). В результате нарушения соотношения образуется желчь, из которой холестерол, как плохо
растворимое соединение, кристаллизуется. Далее к кристаллам присоединяются ионы кальция и
билирубин, что сопровождается образованием желчных камней.
Застой в желчном пузыре, возникающий при неправильном питании, приводит к сгущению желчи из-за
реабсорбции воды. Недостаточное потребление воды или длительный прием мочегонных средств
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
(лекарства, кофеин-содержащие напитки, этанол) существенно усугубляет эту проблему.
Итак, под действием желчи, жиры эмульгировались и превратились в мицеллы. При этом значительно
увеличивается липидных молекул, доступных для действия водорастворимых липаз в кишечнике, которые
превращаются триацилглицерины в моноацилглицерины, диацилглицерины, свободные жирные кислоты и
глицерин. Об этом подробнее!
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПЕРЕВАРИВАНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЖИРОВ. Основной фермент, переваривающий
триацилглицерины – липаза, вырабатываемая в поджелудочной
железе. Липаза поджелудочной железы секретируется вместе с
колипазой,
в
ответ
на
выброс
другим
белком
–
холицистокинина из кишечника.
Пептидный гормон секретин также выделяется кишечником в
ответ на кислый химус (из-за HCL, содержащейся в желудке),
поступающий в 12- перстную кишку. Секретин сигнализирует
печени, поджелудочной железе и некоторым клеткам кишечника
(давай, ты сдавал пищевар по гисте, какие это клетки???), что
поры бы выделять бикарбонаты HCO3-. Именно бикарбонат
повышает pH содержимого просвета кишечника примерно до 6,
который оптимален для действия всех пищеварительных
ферментов кишечника.
Соли
желчных
кислот
ингибируют
активность
липазы
поджелудочной железы, не позволяя ей получить доступ к жирам.
Колипаза же (которая активируется трипсином) связывается с
жирами и липазой, снимая ингибирование солей желчных
кислот и позволяя триглицериду связываться с активным
сайтом(центром)
липазы.
Это
значительно
увеличивает
активность панкреатической липазы.
Панкреатическая
липаза
отщепляет
жирные
кислоты,
связанные с С1 и С3 атомами углерода глицерола. В результате ее
работы остаются 2- моноацилглицеролы (2-МАГ), которые
всасываются или превращаются моноглицерол-изомеразой в 1Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
МАГ. То есть ЖК переносится от второй OH-группы глицерина на
первую.
Последний гидролизуется до глицерола и жирной кислоты.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Примерно 3/4 ТАГ после гидролиза остаются в форме 2-МАГ и только 1/4
часть ТАГ гидролизуется полностью.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ГЛИЦЕРОЛФОСФОЛИПИДОВ. В панкреатическом соке
также имеется активируемая трипсином фосфолипаза А2, отщепляющая в
фосфолипидах жирную кислоту от С2, также обнаружена активность
фосфолипазы С и лизофосфолипазы.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРОЛА. Гидролиз эфиров холестерола
осуществляет холестерол-эстераза панкреатического сока.
В результате воздействия на эмульгированные жиры ферментов панкреатического и кишечного соков
образуются 2- моноацилглицеролы, свободные жирные кислоты и свободный холестерол, формирующие
структуры мицеллярного типа (размер уже около 5 нм). Свободный глицерол всасывается напрямую в кровь.
Это продукты диффундируют в клетки эпителия, выстилающего кишечник, и попадают в гладкую ЭПС, где они
вновь превращаются в триацилглицерины, а соединяясь с холестерином пищи и специфическими белками,
образуют липопротеиновые комплексы – хиломикроны.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ХИЛОМИКРОНЫ
Строение. На поверхности слой фосфолипидов с «головками»,
обращёнными к водной фазе. Триацилглицерины изолированы и
находятся внутри,
составляют 80% массы частицы. Несколько
аполипопротеинов, выступающих на повехности (В-46, С-III, С-II) – это
сигналы при поглощении и метаболизме содержимого хиломикрона.
Диаметр хиломикрона от 100 до 500нм.
Что такое аполипопротеины? (выговори хотя бы пару раз и нормально будет)
Липиды в водной среде (а значит, и в крови) нерастворимы, поэтому для
транспорта липидов кровью в организме образуются комплексы с
белками. Так вот, аполипопротеины - это белки крови, связывающие
липиды и отвечающие за транспорт триацилглицеринов, фосфолипидов,
холестерина и его эфиров между органами.
Ну если белки связались с липидами, значит получились липопротеины,
правильно? Ну и о них уж на всякий случай поговорим…
Липопротеины имеют сходное строение – гидрофобное ядро и гидрофильный слой на поверхности.
Гидрофильный слой образован теми самыми аполипопротеинами и амфифильными молекулами липидов –
фосфолипидами и холестеролом.
В организме существуют следующие типы липопротеинов:
Хиломикроны (ХМ) – о них мы только что говорили.
Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП)
Липопротеины промежуточной плотности (ЛППП)
Липопротеины низкой плотности (ЛПНП)
Липопротеины высокой плотности (ЛПВП)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Каждый из типов ЛП образуется в разных тканях и транспортирует определённые липиды. Например,
хиломикроны транспортируют экзогенные (пищевые) жиры из кишечника в ткани, поэтому триацилглицеролы
составляют до 85% массы этих частиц.
ЛП хорошо растворимы в крови, не коалесцируют (не сливаются), т.к. имеют небольшой размер и
отрицательный заряд на поверхности. Некоторые ЛП легко проходят через стенки капилляров и доставляют
липиды к клеткам.
А вот большой размер хиломикронов не позволяет им проникать через стенки сосудов, поэтому из клеток
кишечника они сначала попадают в лимфатическую систему и потом через главный грудной проток
вливаются в кровь вместе с лимфой.
О чём это я говорила….
Так вот, белковые фрагменты липопротеинов (аполипопротеины) распознаются рецепторами на поверхности
клеток. При всасывании липидов из кишечника хиломикроны, содержащие аполипопротеин С-II, направляются
в лимфатическую систему, после чего поступают в кровь, которая доставляет их к мышцам и жировым тканям.
В капиллярах этих тканей внеклеточный фермент липопротеинлипаза, активируемая тем самым
алолипопротеином C-II, гидролизует триацилглицерины до жирных кислот и глицерина, которые
поглощаются клетками тканей.
В МЫШЦАХ: для получение энергии жирные кислоты окисляются
В АДИПОЦИТАХ: жирные кислоты вновь превращаются в сложные эфиры и хранятся в виде триацилглицеролов.
То, что осталось от хиломикрона, лишённого большинства своих триацилглицеринов, но пока содержащего
холестерин и аполипопротеины, поступает через кровь в печень, где поглощаются в процессе эндоцитоза при
содействии рецепторов и аполипопротеинов. Там триацилглицерины могут быть окислены для получения
энергии или предоставления исходных молекул для синтеза кетоновых тел.
Если человек потребляет слишком много жиров, в печени они превращаются в триацилглицерины,
которые со специфическими аполипопротеинами упаковываются в липопротеины очень низкой плотности. Они
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
достигают жировых тканей, где в адипоцитах трриацилглицерины извлекаются и собираются в липидные
(жировые) капли.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ОСОБЕННОСТИ У ДЕТЕЙ
Тимин прекрасно об этом написал
У младенцев при сосании клетками корня языка и глотки секретируется лингвальная липаза, которая так же
продолжает своё действие в желудке.
У грудных младенцев и детей младшего возраста липаза желудка более активна, чем у взрослых, так как
кислотность в желудке детей около 5,0. Помогает и то, что жиры молока эмульгированы. Жиры у младенцев
дополнительно перевариваются за счет липазы женского молока, в коровьем молоке липаза отсутствует.
Благодаря таким преимуществам у детей грудного возраста в желудке происходит 25-50% всего липолиза.
В двенадцатиперстной кишке гидролиз жира дополнительно осуществляется панкреатической липазой. До 7
лет активность панкреатической липазы невысока, что ограничивает способности ребенка к перевариванию
пищевого жира, ее активность достигает максимума только к 8-9 годам. Но, тем не менее, это не мешает
ребенку уже в первые месяцы жизни гидролизовать почти 100% пищевого жира и иметь 95% всасывания.
В грудном возрасте содержание желчных кислот в желчи постепенно увеличивается примерно в три раза,
позднее этот рост замедляется.
И немножко от меня:
Молочная железа производит молоко, которое является основным источником питательных веществ для
грудного ребёнка. Конечно, состав грудного молока варьируется в зависимости от рациона матери, однако,
преобладают длинноцепочечные жирные кислоты, особенно пальмитиновая, олеиновая и линолевая
кислоты. И хотя количество жира, содержащегося в грудном и коровьем молоке примерно одинаково, коровье
молоко содержит больше коротко- и среднецепочечных жирных кислот и не содержит длинноцепочечных
полиненасыщенных жирных кислот, которые очень важны для развития мозга.
Стоит отметить, что хоть и концентрации липазы поджелудочной железы и солей желчных кислот сравнительно
низкие, жиры грудного молока всё ещё прекрасно усваиваются младенцами. Это связано с тем, что
лингвальная и желудочная липаза, активно работающие у младенцев, компенсируют недостаток липазы.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ ПИЩЕВОГО ЖИРА. ГИПОВИТАМИНОЗЫ И
СТЕАТОРЕЯ ПРИ НАРУШЕНИИ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ЛИПИДОВ.
1) НЕДОСТАТОК ПАНКРЕАТИЧЕСКОЙ ЛИПАЗЫ
Возникает при заболеваниях поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит, острый некроз,
склероз). Может возникать относительная недостаточность фермента при сниженном выделении желчи.
2) ИЗБЫТОК КАТИОНОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ПИЩЕ
Ионы Ca2+ и Mg2+ связывают жирные кислоты переводят их в нерастворимое состояние и препятствуют
их всасыванию. Эти ионы также связывают желчные кислоты, нарушая их работу.
3) СНИЖЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ
Происходит при повреждении стенки кишечника токсинами, антибиотиками (неомицин, хлортетрациклин)
4) НЕДОСТАТОЧНОСТЬ СИНТЕЗА ФЕРМЕНТОВ
Нарушение секреции сока поджелудочной железы и, следовательно, недостаточная секреция
панкреатической липазы также приводит к снижению скорости гидролиза жиров. В обоих случаях
нарушение переваривания и всасывания жиров приводит к увеличению количества жиров в фекалиях –
возникает стеаторея (жирный стул хорошо что не ты ХА). В норме содержание жиров в фекалиях – 5%.
При стеаторее нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, K, E) и незаменимых
жирных кислот, поэтому при длительно текущей стеаторее развивается недостаточность этих
незаменимых факторов питания с соответствующими клиническими симптомами. При нарушении
переваривания жиров плохо перевариваются и вещества нелипидной природы, так как жир обволакивает
частицы пищи и препятствует действию на них ферментов.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ В ЭНТЕРОЦИТАХ. РЕАКЦИИ РЕСИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ, ЭФИРОВ
ХОЛЕСТЕРИНА И ФОСФОЛИПИДОВ В СТЕНКЕ КИШЕЧНИКА. ТРАНСПОРТ РЕСИНТЕЗИРОВАННЫХ
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ОРГАНИЗМЕ
Ресинтез липидов – это синтез липидов в стенке кишечника из поступающих сюда экзогенных жиров (из
пищи), одновременно могут использоваться и эндогенные жирные кислоты, которые мы синтезировали сами.
Поэтому ресинтезированные жиры отличаются от пищевых и более близки по составу к «своим» жирам.
Основная задача: связать поступившие с пищей средне- и длинноцепочечные жирные кислоты со спиртом –
глицеролом или холестеролом. Это ликвидирует их детергентное действие на мембраны и создаёт
транспортные формы для переноса по крови в ткани.
АКТИВАЦИЯ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ
Жирная кислота, поступая в энетроцит (или любую другую клетку) активируется, присоединяя к себе
Коэнзим-А. Образуется ацил-SКоА, который далее участвует в реакциях синтеза эфиров холестерола,
триацилглицеролов и фосфолипидов. Короче, нужная штука очень.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕСИНТЕЗ ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРОЛА
Холестерол
этерифицируется
с
использованием
ацил-SКоА
и
фермента
ацил-SКоА:холестеролацилтрансферазы (АХАТ). Этерификация холестерола напрямую влияет на его всасывание в кровь. В
настоящее время ищутся возможности подавления этой реакции для снижения концентрации ХС в крови.
РЕСИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ
Для этого есть 2 пути:
1) 2-моноцилглицеридный – при участии 2-моноацилглицеринов (2-МАГ) и жирных кислот в гладкой
ЭПС энтероцитов: мультиферментный комплекс триацилглицерол-синтазы формирует ТАГ
(триацилглицерины).
Ну то есть достаточно логичный путь. У меня есть моноацилглицерин с одной ЖК, и есть две жирные кислоты. Я
просто присоединю их к МАГ и получится ТАГ.
НО так как ¼ ТАГ в кишечнике полностью гидролизуется, а глицерол в энтероцитах не задерживается и
быстро переходит в кровь, то возникает относительный избыток жирных кислот для которых не хватает
глицерола.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Для этого существует…
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
2) Глицеролфосфатный путь – путь в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме. Источником
глицерол-3- фосфата служит окисление глюкозы. Здесь можно выделить следующие реакции:
Образование глицерол-3-фосфата из глюкозы (через гликолиз)
Превращение глицерол-3-фосфата в фосфатидную кислоту.
Превращение фосфатидной кислоты в 1,2-ДАГ.
Синтез ТАГ
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕСИНТЕЗ ФОСФОЛИПИДОВ
Тут тоже два пути:
1) Ресинтез с использование 1,2-диацилглицерола и активных форм
холина и
этаноламина
для
синтеза
фосфотидилхолина или
фосфотидилэтаноламина.
2) Ресинтез на основе
фосфатидной кислоты.
синтезируемой
in
situ
(на
месте)
ТРАНСПОРТ РЕСИНТЕЗИРОВАННЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ
Ты это уже знаешь)
После ресинтеза фосфолипиды, триацилглицеролы, холестерол и его эфиры упаковываются в особые
транспортные формы липидов – липопротеины и только в такой форме они способны покинуть энтероцит и
транспортироваться в крови. В кишечнике формируются два вида липопротеинов – хиломикроны и
липопротеины высокой плотности (ЛПВП), другие типы липопротеинов здесь не образуются.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА СИНТЕЗА ЖИРНЫХ КИСЛОТ ИЗ ГЛЮКОЗЫ
То, что мы уже знаем:
Во время адсорбтивного периода (когда мы покушоли), возрастает уровень глюкозы в крови, а вместе с ним
– и уровень инсулина (если вы конечно не диабетик) , глюкоза затем попадает в клетки, запасается в форме
гликогена, превращается в пентозы или окисляется до ПВК.
Когда глюкозы избыточное количество, а клетка и так вся уже
заполнена гликогеном, глюкоза «проваливается» в гликолиз и
превращается в пируват либо напрямую, либо через пентозофосфатный
путь. А в пентозофосфатном пути мы получим НАДФН, который
необходим для синтеза жирных кислот.
Пируват по классике попадает в митохондрию и декарбоксилируется в
ацетил- SКоа (пируватдегидрогеназный комплекс), а затем вступает в
Цикл Кребса.
ОДНАКО! Когда клетка находится в состоянии покоя, когда мы отдыхаем, но пр
АТФ
ингибирует
действие
фермента
Цикла
Кребса
–
изоцитратдегидрогеназы, которая катализировала окислительное
декарбоксилирование изоцитрата с образованием α-кетоглутарата и
CO2.
Таким образом растёт концентрация изоцитрата с митохондриях. А
изоцитрат
спокойно
может
преобразоваться
в
ЦИТРАТ,
следовательно, его концентрация тоже растёт.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Цитрат может проникать через мембраны митохондрии и попадает в
цитозоль. Тут, в цитозоли, его поджидает фермент – цитратлиаза,
которая разрушает цитрат на оксалоацетат и ацетил-CoA, используя
энергию одной АТФ.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
!ЧТО ПРОИСХОДИТ С ОКСАЛОАЦЕТАТОМ!
Он восстанавливается малатдегидрогеназой до яблочной кислоты(малата)
и возвращается в митохондрию двумя путями:
1) Посредством малат-аспартатного челнока
2) Декарбоксилируется до пирувата МАЛИК-ФЕРМЕНТОМ. Это
очень важный фермент, потому что он использует в качестве
акцептора НАДФ. Таким образом мы получаем пируват,
который попадает в митохондрию и НАДФН (что самое
важное), который необходим для синтеза жирных кислот или
холестерина (ну ты же учил ПФП, ты это и так прекрасно
знаешь)
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
!ЧТО ПРОИСХОДИТ С АЦЕТИЛ-КоА!
Ацетил-КоА затем подвергается действию особого
фермента – АЦЕТИЛ-КОА-КАРБОКСИЛАЗЫ, которой
необходим биотин (витамин H).
Это же карбоксилаза, значит она присоединяет CO2 к
Ацетилу-КоА (2 атома углерода), и продуктом реакции
будет МАЛОНИЛ-КоА (3 атома углерода), который
затем идёт на синтез жирных кислот (с участием
НАДФН) и триацилглицеролов.
Действие этого фермента регулируется:
1) Аллостерически
 Цитрат +
 КоА-производные длинноцепочечные жирные кислоты –
2) Гормонально
Инсулин +
Кортизол –
Глюкагон –
Адреналин –
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Как это происходит?
Ацетил-КоА-карбоксилаза в неактивной форме состоит из димеров. Как только на неё действуют активаторы в
виде цитрата, инсулина, ацетил-КоА-карбоксилаза полимеризуется и превращается в свою активную форму.
Зато глюкагон, адреналин, взаимодействуя с рецепторами на поверхности клетки, связываются с G-белком,
активируют синтез цАМФ и активацию Протеинкиназы А. Протеинкиназа А фосфорилирует и тем самым
подавляет ацетил-Коа- карбоксилазу - она снова распадается на димеры и становится неактивной.
А вот фосфопротеинфосфатазы, синтезирующиеся при
действии на клетку инсулина, наоборот – дефосфорилируют
ацетил-Коа- карбоксилазу и снова активируют её.
Достаточно простая регуляция, по сравнению с регуляцией
метаболизма гликогена, правда? 
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Перерыв на мемы. Чувак, поверь, он тут неспроста.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
СТРОЕНИЕ МУЛЬТИФЕРМЕНТНОГО СИНТАЗНОГО КОМПЛЕКСА, ХИМИЗМ РЕАКЦИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В
КОМПЛЕКСЕ
О нет, мы добрались до синтеза жирных кислот….
ВАЖНЫЙ ДИСКЛЕЙМЕР.
Короче, ребята, такое дело.. Тема была очень приятной, пока я не увидела, что забыла написать про синтез жирных кислот. Ну, думаю,
ща допишу и метода готова. Ага, конечно. В Тимине один непонятный абзац, а просто скопировать, ничего не поняв и толком не
объяснив – это не моя стратегия. Посмотрела в Северине – тоже инфы почти нет и толком не расписано. И я решила расписать синтез
ЖК достаточно подробно, поэтапно, но более кратко и проще, чем в учебниках (ну потому что это пиздец, извините меня). Пришлось
обратиться к Ленинджеру, который посвятил синтезу жирных кислот чуть ли не целую главу, и к зарубежной литературе…. Я не буду
вам сейчас рассказывать, сколько матных слов летало в моей голове, пока я пыталась это разобрать и преподнести вам в более
понятной форме, и получилось то, что получилось. Я не могу знать, в каком объёме будут с вас это спрашивать, может вас просто
попросят рассказать, что нужно 6 циклов присоединения малонил-КоА, может вас попросят рассказать это поэтапно. Поэтому хз, надо
было ли мне так париться с этим или нет. Но я запарилась)))))) В любом случае, если вы разберетесь в этом говне, я буду вами
гордиться. Так что получите, распишитесь. Удачи…
DIRECTED BY ROBERT B.WEIDE
Первое, о чём бы мне хотелось сказать, так это то, что малонил-КоА является ингибитором для
транспортёра, встроенного в мембрану митохондрии, который транспортирует жирные кислоты из
цитоплазмы для их дальнейшего окисления. Так как у нас есть малонил-КоА, то транспортёр не работает,
поэтому мы можем спокойно синтезировать себе жирные кислоты.
Итак…
СИНТАЗА ЖИРНЫХ КИСЛОТ (пальмитоилсинтаза) - ферментный комплекс, катализирующий реакции
синтеза пальмитиновой кислоты. После образования малонил-КоА синтез жирных кислот продолжается на этом
мультиферментном комплексе из 2х доменов, состоящем из 6 ферментов и ацил-переносящего белка
(АПБ), то есть всего 7 белков.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Особое значение для нас имеют АЦИЛ-ПЕРЕНОСЯЩИЙ БЕЛОК(АПБ),
включающий
в
себя
производное
пантотеновой
кислоты
–
4’фосфопантетеин (ФП), имеющий SH группу, а так же 3-КЕТОАЦИЛСИНТАЗА, которая, как и АПБ, содержит SH группу (благодаря цистеину,
я так и буду писать на схеме – «цис»).
ТО ЕСТЬ: у синтазы жирных кислот есть два белка – ацил-переносящий белок и 3- кетоацилсинтаза, которые содержа
!!! Взаимодействие тиольных групп этих белков обусловливает начало и продолжение биосинтеза жирной кислоты, а
именно пальмитиновой кислоты. Для реакций синтеза жирных кислот так же необходим НАДФН.
Тиольные группы синтазы жирных кислот вначале взаимодействуют с ацильными группами.
Для построения цепи жирной кислоты необходимо, чтобы обе тиольные группы были «нагружены»
ацильными группами. Это происходит в результате двух последовательных ферментативных реакций.
1) Первая реакция – фермент ацетилтрансфераза.
Ацетильная группа с ацетил-SКоА переносится на
SH-группу остатка цистеина
синтазы жирных кислот. То есть к первой тиольной группе мы присоединили ацил.
2) Вторая реакция – фермент АПБ-малонилтрансфераза
Малонильная группа от того самого Малонил-КоА переносится на тиольную
группу фосфопантетеина ацил-переносящего белка.
Итак, мы «нагрузили» две тиольные группы синтазы жирных кислот ацилом (присоединившимся к цистеину) и
малонилом(присоединившимся к SH-группе фосфопантетеина). Теперь синтаза готова к процессу
наращивания цепи жирной кислоты. Важно запомнить, что малонильная группа связывается только с SHгруппой пантатеина, то есть с ацил- переносящим белком.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Присоединение каждого двухуглеродного фрагмента происходит в 4 этапа
1. КОНДЕНСАЦИЯ
Ацетильная и малонильная группы, связанные с SH-группами синтазы жирных кислот, подвергаются
конденсации с образованием ацетоацетильной группы, ковалентно связанной с SH-группой фосфопантетеина
(принадлежащего АПБ): одновременно с этим выделяется CO2.
ФЕРМЕНТ: 3-кетоацил-АПБ-синтаза
Что
происходит:
ацетильная
группа
переносится с SH-группы цистеина на
малонильную группу, которая связана с
SH-группой
фосфопантетеина
(АПБ).
Таким образом она становится концевым
двухуглеродным
звеном
вновь
образованной ацетоацетильной группы.
То есть мы с белка, содержащего цистеин, перенесли ацетильную группу на малонильную группу, которую мы в
прошлом этапе присоединили к АПБ. Белок с цистеином как бы освобождает свою тиольную группу. Теперь у
нас нагружен только АПБ.
При этом ацетильная группа вытесняет свободную карбоксильную группу остатка малоната в виде СО2. В ходе
этой реакции образуется та самая СО2, которая исходно включилась в молекулу малонил-СоА путем описанной
выше ацетил-СоА- карбоксилазной реакции.
Таким образом, в ходе биосинтеза жирной кислоты двуокись углерода не используется для построения
молекулы жирной кислоты, а играет роль катализатора, поскольку каждый раз при присоединении новой
двухуглеродной единицы она регенерирует, отщепляясь от растущей цепи жирной кислоты.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Вопрос! Зачем клеткам понадобилось вообще создавать эту малонильную группу, если она потом всё равно
отщепляется при образовании ацетоацетата?
Ответ: при отщеплении СО2 от малонильной группы резко возрастает реакционная способность оставшегося
двухуглеродного фрагмента и благодаря этому он может быстро взаимодействовать с ацетильной группой.
2. 3-КЕТОВОССТАНОВЛЕНИЕ
Ацетоацетил-S-АПБ
подвергается
далее
восстановлению по карбонильной группе с
образованием D-3-гидроксибутирил-S-АПБ.
ФЕРМЕНТ: 3-кетоацил-АПБредуктаза В этой реакции
необходим НАДФН.
3. ДЕГИДРАТАЦИЯ
D-3-гидроксибутирил-S-АПБ
дегидратируется с образованием
Δ^2(дельта)-бутеноил-S- АПБ
транс-
ФЕРМЕНТ: 3-гидроксиацил-АПБ-дегидратазы
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
4. НАСЫЩЕНИЕ
Этап, завершающий один цикл реакций,
осуществляемых синтазным комплексом для
жирных кислот.
Двойная связь транс- Δ-бутеноил-S-АПБ
восстанавливается(насыщается)
под
действием
еноил-АПБ-редуктазы
с
образованием бутирил- S-АПБ.
Здесь снова необходим НАДФН!
Итак, образование АПБ, содержащего насыщенный жирный ацил (бутирил), завершает один подход через комплекс синт
Смотрим что дальше:
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Бутирильная группа после этого переносится с SH-группы АПБ
(фосфопантетеина) на SH-группу цистеина. Короче, бутирил
перескочил с АПБ на цистеин.
Затем к нашей теперь уже свободной SH-группе, принадлежащей
фосфопантетеину (АПБ на схеме), снова переносится малонил-КоА.
Бутирильная группа затем покидает SH-группу
замещает СОO в малонильной группе на HS-АПБ.
цистеина
и
В результате мы получили шестиуглеродную ацильную группу, коваленно связанную с HS-группой фосфопантатеина АПБ
Цикл этих реакций повторяется ещё 6 раз, и каждый новый остаток
малоната встраивается в углеводную цепь до тех пор, пока не
образуется насыщенный 16- углеродый ацилрадикал – пальмитоил.
То есть с каждым таким циклом мы присоединяем 2 атома
углерода – именно поэтому практически все жирные кислоты
нашего организма имеют чётное количество атомов.
Я надеюсь, логика понятна – у нас есть синтаза жирных кислот, к
тиольным
группам которой присоединяются ацил, малонил, и потом там
происходит
несколько перестановок, в результате которых цистеин оказывается
связан с
бутирилом, а АПБ свободен. АПБ затем присоединяет к себе
малонильную
группу от малонил-КоА, бутирил с цистеина перескакивает
на АПБ и
образуется 6-углеродная цепь. Таким образом синтаза жирных
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
кислот, как
конвейер, наращивает на себе с каждым циклом по 2 атома углерода.
Эти реакции
повторяются, пока 6 углеродная цепь, связанная с АПБ, не
превратится в 16углеродную жирную кислоту – пальмитоил.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Пальмитоил затем высвобождается под действием шестого фермента, входящего в состав комплекса – тиоэстеразы.
Свободная пальмитиновая кислота, прежде чем вступить в другой метаболический путь, должна перейти в
активную
форму
ацил-КоА-производного.
Затем
активированный
пальмитат
обычно
подвергается
эстерификации с образованием ацилглицеролов.
В молочной железе тиоэстераза может вступать в действие, не дожидаясь получения пальмитата, образуя
среднецепочечные жирные кислоты для триацилглицеринов молока.
Для синтеза пальмитиновой кислоты нам были необходимы 2 вида энергии – энергия АТФ и восстановительный
потенциал
НАДФН (АТФ был нужен для образования тиоэфирной связи в ацетил-КоА).
Господи, неужели мы закончили эти круги ада… Осталось только пару слов про удлинение жирных кислот. Крепись, братан.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
УДЛИНЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Синтезированная пальмитиновая кислота при необходимости поступает в эндоплазматический ретикулум.
Здесь с участием малонил-S-КоА и НАДФН цепь удлиняется до С18 или С20. Присоединение углеродов идет по
карбоксильной группе (С1).
Удлиняться могут и ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая) с образованием
производных эйкозановой кислоты (С20). Но двойная связь животными клетками вводится не далее 9 атома
углерода, поэтому ω3- и ω6- полиненасыщенные
жирные
кислоты
синтезируются
только
из
соответствующих
предшественников.
Например,
арахидоновая кислота может образоваться в клетке только при наличии γ-линоленовой или линолевой кислот.
При этом линолевая кислота (18:2, Δ9,12) дегидрируется до γ-линоленовой (18:3, Δ6,9,12) и удлиняется до
эйкозотриеновой кислоты (20:3, Δ8,11,14), последняя далее вновь дегидрируется до арахидоновой кислоты
(20:4, Δ5,8,11,14). Так формируются жирные кислоты ω6-ряда.
Для образования жирных кислот ω3-ряда, например, тимнодоновой, необходимо наличие α-линоленовой
кислоты (18:3, Δ9,12,15), которая дегидрируется (18:4, Δ6,9,12,15), удлиняется (20:4, Δ8,11,14,17) и опять
дегидрируется с получением тимнодоновой кислоты (20:5, Δ5,8,11,14,17).
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТА ИЗ ГЛЮКОЗЫ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ И РОЛЬ ПРОЦЕССА.
Синтез жиров в печени и жировой ткани идёт через образование промежуточного продукта – фосфатидной
кислоты.
Предшественник фосфатидной кислоты – глицерол-3-фосфат, образующийся в печени двумя путями:
Восстановлением дигидроксиацентонфосфата – промежуточного метаболита гликолиза
Фосфорилированием глицеролкиназой свободного глицерола, поступающего в печень из крови
(продукт действия ЛП-липазы на жиры хиломикронов и ЛПОНП, короче, из жиров мы берём глицерол)
В
жировой
ткани
глицеролкиназа
отсутствует,
и
восстановление
дигидроксиацентонфосфата – единственный
путь
образования
глицерол-3-фосфата.
Следовательно, синтез жиров в жировой ткани
может происходить только в адсорбстивный
период, когда мы поели, и глюкоза поступает в
адипоциты при помощи Глют-4, выходящего
на
поверхность
адипоцитов
только
при
действии инсулина. Там глюкоза распадается
по пути гликолиза и преобразуется
в
нужный нам
дигидроксиацетонфосфат, а он затем – в
глицерол-3-фосфат.
Таким образом, глицерол-3-фосфат мы можем получить либо из дигидроксиацетонфосфата, образующегося в
ходе гликолиза, либо при помощи глицеролкиназы, фосфорилируя свободный глицерол. Так как в адипоцитах
глицеролкиназа отсутствует, там возможен синтез только из дигидроксиацентофосфата.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
РЕАКЦИИ СИНТЕЗА ФОСФАТИДНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТА
Жирные кислоты, поступающие из крови при
распаде
хиломикронов,
ЛПОНП
или
синтезированные в клетке из глюкозы, также
должны активироваться. Они превращаются в
ацил-SКоА, при этом расходуется АТФ.
При наличии глицерол-3-фосфата и ацил-SКоА
синтезируется фосфатидная кислота. То есть
через OH-группы на глицерол-3-фосфат вешаются
радикалы 1 и 2
– это жирные кислоты, которые мы только что
активировали Ацил-КоА-синтетазой.
В зависимости от вида жирной кислоты, образующаяся фосфатидная кислота может содержать насыщенные
или ненасыщенные жирные кислоты. Несколько упрощая ситуацию, можно отметить, что жирнокислотный
состав фосфатидной кислоты определяет ее дальнейшую судьбу:
если используются насыщенные и мононенасыщенные кислоты (пальмитиновая, стеариновая,
пальмитолеиновая, олеиновая), то фосфатидная кислота направляется на синтез ТАГ,
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
при включении полиненасыщенных жирных кислот (линоленовая, арахидоновая, кислоты ω3-ряда)
фосфатидная кислота является предшественником фосфолипидов.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ЖИРНО-КИСЛОТНЫЙ
СОСТАВ
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ.
РЕАКЦИИ
СИНТЕЗА
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ (ЛИПОГЕНЕЗ). СВЯЗЬ СИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ С ОБМЕНОМ
УГЛЕВОДОВ. СХОДСТВО И ОТЛИЧИЕ БИОСИНТЕЗА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ И
ПЕЧЕНИ.
Как мы уже знаем, триацилглицерины (или -олы, как хотите) – сложные эфиры, образованные глицерином и
жирными кислотами.
В состав триацилглицерина могут входить остатки как одной и той же кислоты – такие жиры называются
простыми, – так и разных (смешанные
жиры). Жирные
кислоты
в зависимости
от
строения
радикала
можно
подразделить на насыщенные, ненасыщенные, а также разветвленные и циклические.
Насыщенные жирные кислоты имеют общую формулу CH 3(CH2)nCOOH, в которой n может изменяться от 2 до 20
и несколько выше. В качестве примера короткоцепочечной кислоты можно привести масляную кислоту
CH3(CH2)2COOH, которая содержится в молочном жире и сливочном масле. Примерами длинноцепочечных
кислот являются пальмитиновая CH3(CH2)14COOH и стеариновая CH3(CH2)16COOH. Они входят в состав
триацилглицеринов почти всех жиров и масел животного и растительного происхождения.
Ненасыщенные жирные кислоты содержат одну или несколько двойных связей в алифитической цепи,
которая тоже может быть короткой либо длинной. Одной из наиболее распространенных кислот в живой
природе является олеиновая кислота. Она содержится в оливковом масле, от которого и произошло ее
название, а также в свином жире CH 3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH. Двойная связь в олеиновой кислоте имеет цисконфигурацию. В природе встречаются жирные кислоты и с большим числом двойных связей, например,
линолевая (две двойные связи), линоленовая (три двойные связи), арахидоновая (четыре двойные связи).
Разветвленные и циклические жирные кислоты встречаются в природе редко. Примером циклических жирных
кислот является хаульмугровая кислота, а разветвленных – туберкулостеариновая кислота
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
СИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ. ЛИПОГЕНЕЗ.
В отличие от других макромолекул образование триацилглицеролов зависит только от наличия субстрата и
больше никак не регулируется. Отсутствие тормозящего влияния продукта реакции позволяет жировой клетке
накапливать жиры практически в любых количествах.
Короче говоря, если есть из чего синтезировать жиры – то они будут синтезироваться, потому что ничто не
ограничивает их запасание, отсутствует какая-либо регуляция. Поэтому можно разжиреть до невообразимых
размеров, прямо как я на карантине.
Триацилглицеролы (или ТАГ) синтезируются из фосфатидной кислоты, полученной из глицерол-3-фосфата, и
при присоединении ацильной группы.
Синтез ТАГ начинается после приёма пищи и продолжается в течении 4-5 часов в печени и жировой ткани и
активируется инсулином. В печени инсулин активирует гликолиз и синтез жирных кислот. Так же инсулин
индуцирует синтез липопротеидлипазы и поступление жирных кислот в жировую ткань, активирует Глют-4,
активирует регуляторные ферменты гликолиза.
Липогенез состоит из двух этапов:
1) Дефосфорилирование
фосфатидной кислоты, полученной из
глицерол-3- фосфата. Отнимаем фосфат у
третьего
кислорода
фосфатидной
кислоты!
2) Присоединение ацильной группы к 3
атому
1,2диацил-глицерола
ферментом
ДАГ-ацил-трансферазой. То есть так как у нас третья гидрокси-группа фосфатидной кислоты
оказалась свободной от фосфата, мы прикрепили к ней ещё один ацил – жирную кислоту.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Юху, мы получили триацилглицерол!
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
Поскольку для синтеза ТАГ используются продукты гликолиза, то вся избыточная глюкоза пищи откладывается
как запас в жировых депо.
Если синтез ТАГ происходил в печени, то они эвакуируются из нее в ткани, имеющие на эндотелии
своих капилляров липопротеинлипазу (транспорт ТАГ в крови). Транспортной формой служат ЛПОНП. Строго
говоря, клеткам организма нужны только жирные кислоты, все остальные компоненты ЛПОНП не являются
необходимыми.
Синтез ТАГ увеличивается при соблюдении хотя бы одного из следующих условий, которые обеспечивают
появление избытка ацетил-SКоА:
наличие
источника
"дешевой"
энергии.
Например,
1) диета
богатая
простыми
углеводами
(глюкоза,
сахароза).
При
этом
концентрация
глюкозы в печени и адипоцитах после еды резко повышается, она окисляется до
ацетил-SКоА и под влиянием инсулина в этих органах активно
происходит
синтез
жиров.
2) наличие этанола, высокоэнергетичного соединения, который окисляется до ацетил-SКоА.
"Алкогольный" ацетил используется в печени для синтеза жира при условии нормального питания.
Примером может служить "пивное ожирение".
повышение концентрации жирных кислот в крови. Например, при усиленном липолизе в жировых
клетках под воздействием
каких-либо
веществ
(фармпрепараты,
кофеин
и
т.п.),
при
эмоциональном
стрессе и отсутствии (!) мышечной активности увеличивается поток жирных кислот в
гепатоциты. Здесь в результате происходит интенсивный синтез ТАГ.
высокие концентрации инсулина и низкие концентрации глюкагона – после приема высокоуглеводной и
жирной пищи.
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ДОРОГИЕ
ДРУЗЬЯ,ВСЁ!!!
Я очень старалась…
Курина Таня,
2.2.15 РНИМУ
им.Пирогова Инст:
@tanissimoo,
вк:- https://vk.com/tanissimooo
(Здесь вы можете не только полайкать меня, но и найти остальные
методички на стене)
Иллюстрации и моя причина просыпаться каждое утро:
https://vk.com/ssvv201
Спасти автора от вебкама: 5469 3900
1275 3412
ПРЕДНОВОГОДНЯЯ ЭДИШН!
Ребята, мы желаем вам удачно закрыть все колки,
получить спокойно зачёты и успешно пройти все
экзамены! Вы обязательно выживете, как и мы…
В этом году для вас трудились:
Курина Таня (@tanissimoo) и Логунова Света
(@ssvtlnl) из группы 2.2.15А
В этом выпуске нам очень помогла с редакцией наша любимая
одногруппница Анастасиска Акопова – амбассадор кринжа.
Надеюсь, наши работы действительно помогли вам!
Встретимся в следующем семестре в таком же составе, договорились?:3
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Оглавление
ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ХОЛЕСТЕРОЛА. ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ
ХОЛЕСТЕРОЛА. ПУТИ И ПРОДУКТЫ МЕТАБОЛИЗМА ХОЛЕСТЕРОЛА. ВЫВЕДЕНИЕ ХОЛЕСТЕРОЛА ИЗ
ОРГАНИЗМА.
4
СИНТЕЗ ХОЛЕСТЕРОЛА. ЛОКАЛИЗАЦИЯ, ИСТОЧНИКИ УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА, ЭТАПЫ СИНТЕЗА.
РЕАКЦИИ СИНТЕЗА МЕВАЛОНОВОЙ КИСЛОТЫ. СХЕМА ДАЛЬНЕЙШИХ ЭТАПОВ СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА.
СВЯЗЬ СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА С ОБМЕНОМ УГЛЕВОДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА. ГОМОНАЛЬНЫЙ И
АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ. ПОНЯТИЕ О ЛЕКАРСТВЕННОЙ РЕГУЛЯЦИИ СИНТЕЗА
ХОЛЕСТЕРОЛА.............................................................................................................................................................................................................................. 6
ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ, КЛАССИФИКАЦИЯ, СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. ЭТАПЫ СИНТЕЗА
ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ, УЧАСТИЕ ВИТАМИНОВ В ЭТОМ ПРОЦЕССЕ. ЧТО ТАКОЕ ПАРНЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ
ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ? ЭНТЕРОГЕПАТИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ
11
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ХОЛЕСТЕРОЛА – ЖЕЛЧНОКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ. ПРИЧИНЫ,
ПОСЛЕДСТВИЯ, ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ. СВЯЗЬ ФОСФОЛИПИДОВ С ВЫВЕДЕНИЕМ ХОЛЕСТЕРОЛА.
ЛИПОТРОПНЫЕ ВЕЩЕСТВА.
16
ЛИПОПРОТЕИНЫ КРОВИ: КЛАСИФКАЦИЯ, СТРОЕНИЕ, ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ. АПОБЕЛКИ:
КЛАССИФИКАЦИЯ, ФУНКЦИИ.
18
ТРАНСПОРТ ПИЩЕВЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ОРГАНИЗМЕ. ХАРАКТЕРИСТИКА ХИЛОМИКРОНОВ:
ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ, СООТНОШЕНИЕ ЛИПИДНЫХ ФРАКЦИЙ, ЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИИ. ОСНОВНЫЕ
АПОБЕЛКИ, ИХ ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ХИЛОМИКРОНА. ГДЕ И КОГДА ОБРАЗУЮТСЯ
ХИЛОМИКРОНЫ? УТИЛИЗАЦИЯ ХИЛОМИКРОНОВ В ТКАНЯХ. РОЛЬ ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗЫ.
21
ИСТОЧНИКИ ТАГ В ПЕЧЕНИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПОПРОТЕИНОВ ОЧЕНЬ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ: ИХ
ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ, ЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ЛПОНП. ОСНОВНЫЕ АПОБЕЛКИ, ИХ
ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ЛПОНП. УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОБРАЗУЮТСЯ ЭТИ ЛИПОПРОТЕИНЫ.
УТИЛИЗАЦИЯ ЛПОНП В ТКАНЯХ. РОЛЬ ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗЫ.
23
ЛОКАЛИЗАЦИЯ И РОЛЬ АПО В100 РЕЦЕПТОРА. ЗНАЧЕНИЕ РЕЦЕПТОР-ОПОСРЕДОВАННОГО ЭНДОЦИТОЗА
ЛПНП И ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА ИХ КОМПОНЕНТОВ ПОСЛЕ ЭНДОЦИТОЗА. РОЛЬ АЦИЛ-SКОА:ХОЛЕСТЕРОЛАЦИЛТРАНСФЕРАЗЫ (АХАТ).
................................
26
ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСПОРТА СВОБОДНОГО ХОЛЕСТЕРОЛА И ЕГО ЭФИРОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ. СОСТАВ
И СТРОЕНИЕ ЛИПОПРОТЕИНОВ НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ. ТИПЫ АПОБЕЛКОВ, ИХ ФУНКЦИИ.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
МЕТАБОЛИЗМ ЛПНП И ЛПВП В ПЛАЗМЕ КРОВИ. РЕАКЦИЯ, КАТАЛИЗИРУЕМАЯ ЛЕЦИТИН:ХОЛЕСТЕРОЛАЦИЛТРАНСФЕРАЗОЙ (ЛХАТ).
27
РОЛЬ ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ОБМЕНЕ ХОЛЕСТЕРОЛА. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИТАМИНА F:
СТРОЕНИЕ, ИСТОЧНИКИ, СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ, ХАРАКТЕРНЫЕ
ПРИЗНАКИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ. ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ 3-РЯДА: ПРЕДСТАВИТЕЛИ,
СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.
31
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДНЫХ ЭЙКОЗОТРИЕНОВОЙ ( 6), АРАХИДОНОВОЙ ( 6) И
ЭЙКОЗОПЕНТАЕНОВОЙ ( 3) КИСЛОТ – ЭЙКОЗАНОИДЫ (ПРОСТАГЛАНДИНЫ, ПРОСТАЦИКЛИНЫ,
ЛЕЙКОТРИЕНЫ, ТРОМБОКСАНЫ).
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ ТИПОВ ЭЙКОЗАНОИДОВ. СХЕМА НАЧАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ СИНТЕЗА
НА ПРИМЕРЕ АРАХИДОНОВОЙ КИСЛОТЫ, РОЛЬ ФЕРМЕНТОВ – ФОСФОЛИПАЗА А2, ЦИКЛООКСИГЕНАЗА,
ЛИПОКСИГЕНАЗА. КАКИЕ ГОРМОНЫ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА ВЛИЯЮТ НА СИНТЕЗ
ЭЙКОЗАНОИДОВ...................................................................................................................................................................................................................... 33
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЯ ТРАНСПОРТА ХОЛЕСТЕРОЛА В ТКАНИ – ГИПЕРЛИПОПРОТЕИНЕМИЯ IIА
ТИПА (СЕМЕЙНАЯ ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ), ЕЁ ПРИЧИНЫ И КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ.
37
ХАРАКТЕРИСТИКА АТЕРОСКЛЕРОЗА (ПО СТАДИЯМ). РОЛЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛПНП В ИНИЦИАЦИИ
АТЕРОСКЛЕРОЗА, ПРИЧИНЫ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ. УЧАСТИЕ НЕЙТРОФИЛОВ И МОНОЦИТОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ
АТЕРОСКЛЕРОЗА. ЧТО ТАКОЕ ПЕНИСТЫЕ КЛЕТКИ? В ЧЕМ ПРИЧИНА НАКОПЛЕНИЯ ЭФИРОВ
ХОЛЕСТЕРОЛА В ЗОНЕ ВОСПАЛЕНИЯ?
38
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЙ ТРАНСПОРТА ЛИПИДОВ – ДИСЛИПОПРОТЕИНЕМИИ. ИХ ПРИЧИНЫ И
ПРОЯВЛЕНИЯ.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
45
ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ХОЛЕСТЕРОЛА. ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ХОЛЕСТЕРОЛА. ПУТИ
И ПРОДУКТЫ МЕТАБОЛИЗМА ХОЛЕСТЕРОЛА. ВЫВЕДЕНИЕ ХОЛЕСТЕРОЛА ИЗ
Холестерин –.природный полициклический липофильный спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных, в
том числе человека. Он синтезируется во многих тканях человека, но основное место синтеза – печень (50%) и тонкий
кишечник (15-20%). Остальное синтезируется в коже, коре надпочечников, половых железах.
С пищей поступает 300-599 мг в сутки, синтезируется в организме – 1г.
Основные источники холестерина: красное мясо, колбасные изделия, почки и печень.
Функции холестерола:
Входит в состав всех мембран клеток
Исходный субстрат в синтезе жёлчных кислот (в печени из ХС
синтезируется 500-700 мг жёлчных кислот в сутки) и
стероидных гормонов (кортизола, альдостерона, половых
гормонов) и витамина D.
Предшественники в метаболическом пути синтеза холестерола
превращаются также в убихинон (компонент дыхательной
цепи) и долихол (синтез гликопротеинов)
Образует эфиры с жирными кислотами
Используется как субстрат для синтеза других веществ
Метаболизм холестерола сложен – для его синтеза необходимо около 100 реакций и 300 разных белков. А при
нарушении обмена холестерола возникает одно из самых распространённых заболеваний – атеросклероз, смертность от
последствий которого лидирует уже много лет.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ПУЛЫ ХОЛЕСТЕРОЛА
1) Быстро обменивающийся пул (в течении 30 суток)
Холестерин печени, эпителия кишечника, плазмы (в составе ЛП) и других паренхиматозных органов. Этот пул составляет
около
30 грамм из общего количества холестерина.
2) Медленно обменивающийся пул (в течении нескольких месяцев).
Холестерин жировой ткани, на него приходится около 50г от общего количества холестерина.
3)
Очень медленно обменивающийся пул (в течении года)
Холестерин головного и спинного мозга, соединительной ткани. На него приходится около 60 г из 140 г общего
холестерина.
Особое значение имеет быстро обменивающийся пул холестерина:
o
o
Холестерин печени окисляется в желчные кислоты
Синтез стероидных гормонов
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Выведение из организма:
с фекалиями в виде холестерола, поступающего с желчью, и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0,5
г/сут),
в виде желчных кислот (до 0,5 г/сут),
около 0,1 г удаляется в составе слущивающегося эпителия кожи и кожного сала,
примерно 0,1 г превращается в стероидные гормоны (женские и мужские
половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды) и после их деградации
выводится с мочой.
СИНТЕЗ ХОЛЕСТЕРОЛА. ЛОКАЛИЗАЦИЯ, ИСТОЧНИКИ УГЛЕРОДА И
ВОДОРОДА, ЭТАПЫ СИНТЕЗА. РЕАКЦИИ СИНТЕЗА МЕВАЛОНОВОЙ
КИСЛОТЫ. СХЕМА ДАЛЬНЕЙШИХ ЭТАПОВ СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА. СВЯЗЬ
СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА С ОБМЕНОМ УГЛЕВОДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА.
ГОМОНАЛЬНЫЙ И АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ.
ПОНЯТИЕ О ЛЕКАРСТВЕННОЙ РЕГУЛЯЦИИ СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА.
Локализация:
цитозоль 3 ЭТАПА:
1. Образование мевалоната
2. Образование сквалена
3. Образование холестерола
ОБРАЗОВАНИЕ МЕВАЛОНАТА
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
1) Две молекулы ацетил-КоА конденсируются ферментом тиолазой. Образуется АЦЕТОАЦЕТИЛ-КоА.
2) Фермент гидроксиметил-глутарил-КоА-синтаза присоединяет 3ий ацетильный остаток с образованием ГМГ-КоА
(3гидрокси-3-метил-глутарил-КоА).
Данная последовательность реакций сходна с начальными стадиями синтеза кетоновых тел, только не в
митохондриях, а в цитозоле.
3) Фермент ГМГ-КоА-редуктаза восстанавливает ГМГ-КоА до мевалоната. Здесь необходимы 2
молекулы НАДФН. Данный фермент – гликопротеин, который пронизывает мембрану ЭПС, активный
центр его выступает в цитозоль. Эта реакция является ключевой, регуляторной во всём
метаболическом пути биосинтеза ХС.
ОБРАЗОВАНИЕ СКВАЛЕНА
Образованный
мевалонат
превращается
в
ИЗОПЕНТЕНИЛ-ПИРОФОСФАТ
(5углеродная изопреновая структура). Он, кстати, служит ещё и
предшественником убихинона и долихола, участвующего в
синтезе гликопротеинов.
Затем происходит конденсация двух таких изопреновых единиц, образуется
ГЕРАНИЛПИРОФОСФАТ (5+5=10 атомов С).
Присоединение ещё одной изопреновой субъединицы приводит к
образованию ФАРНЕЗИЛПИРОФОСФАТ – соединения из 15
углеродных атомов.
То есть мы трижды фосфорилировали мевалонат (5+5+5=15). Две
молекулы
образовавшегося
фарнезилпирофосфата
конденсируются с образованием СКВАЛЕНА – соединения из 30
углеродных атомов.
ОБРАЗОВАНИЕ ХОЛЕСТЕРИНА
Сквален превращается в ланостерол под действием циклазы.
ЛАНОСТЕРОЛ – соединение, содержащие 4 конденсированных цикла и 30 атомов углерода.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
А дальше… ну… 20 реакций, которые мы не будем описывать, в ходе которых ланостерол превращается в холестерол. На
последних этапах синтеза от ланостерола отделяется 3 атома углерода, поэтому холестерол содержит 27 углеродных
атомов, а не 30, как в ланостероле.
Так же у холестерола имеется насыщенная разветвлённая боковая цепь из 8 углеродных атомов в положении 17, двойная
связь в кольце В между атомами углерода в положения 5 и 6, а также гидроксильная группа в положении 3.
ЭТЕРЕФИКАЦИЯ ХОЛЕСТЕРОЛА
В некоторых тканях гидроксильная группа холестерола этерефицируется с образованием более гидрофобных молекул –
эфиров холестерола. Фермент, катализирующий эту реакцию, нам давно знаком – это АХАТ
(ацилКоА:холестеролацилтрансфераза).
Реакция этерификации происходит так же в крови в ЛПВП (липопротеинах высокой плотности), где находится фермент
ЛХАТ
(лецитин:холестеролацилтрансфераза).
ЭФИРЫ ХОЛЕСТЕРОЛА – это форма, в которой они депонируются в клетках или транспортируются кровью. Около
75% холестерола находится в виде эфиров.
СВЯЗЬ СИНТЕЗА ХОЛЕСТЕРОЛА И УГЛЕВОДОВ
Обмен углеводов и липидов тесно взаимосвязан как в
физиологических условиях, так и при патологии. Эта взаимосвязь
возможна благодаря наличию общих метаболитов в обмене
углеводов и липидов.
образуемые
в
пентозофосфатном
пути молекулы НАДФН используются для синтеза жирных
кислот и холестерола,
"глюкозный" и "аминокислотный" ацетил-SКоА способен
участвовать в синтезе жирных кислот и холестерола.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Или так:
Некоторые возможные пути перехода углеводов в липиды:
1. Глюкоза→ацетил-КоА→жирныекислоты, холестерин→липиды
2. Глюкоза→ацетил-КоА→холестерин→стероиды
3. Глюкоза→НАДФН2(пентозофосфатный путь)→синтезжирныхкислот, синтезсфингозина, синтезхолестерина.
РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА
Гормональная регуляция
Регуляция крутит вокруг ключевого фермента – ГМГ-КоА-редуктазы,
происходит это разными путями:
Фосфорилирование/Дефосфорилирование.
ГМГ-КоА-редуктаза активна в дефосфорилированном виде, поэтому она
активируется при увеличении инсулина в крови. Действие инсулина
осуществляется через 2 фермента:
-фосфатазу киназы ГМГ-КоА-редуктазы, которая превращает киназу в
неактивное состояние. Киназа – это фермент, который фосфорилирует ГМГКоА-редуктазу, а нам это не нужно, т.к. ГМГ-КоА-редуктазаактивна в
дефосфорилированном состоянии.
-фосфатазу
ГМГ-КоА-редуктазы
путём
дефосфорилированное активное состояние.
превращения
её
в
Итак, путём регуляции этих двух ферментов инсулином мы активировали ГМГ-КоА-редуктазу, приведя её в
дефосфорилированное состояние через инактивацию фосфатазы киназы и активацию фосфатазы. Важным следствием
такой регуляции является прекращение кетогенеза при наличии инсулина.
Значит, в адсорбтивный период (когда мы поели и выросла концентрация инсулина в крови), синтез холестерола увеличивается.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Помимо гормональной регуляции, в адсорбтивный период увеличивается и доступность ацетил-КоА – исходного
субстрата для синтеза холестерола.
Когда же наступают тёмные времена (вы голодны), начинает вырабатываться глюкагон, который через
аденилатциклазный механизм (ну там рецепторG-белокаценилатциклазасинтез цАМФ из АМФцАМФ связывается с
Протеинкиназой А и активирует её) стимулирует фосфорилирование ГМГ-КоА-редуктазы, инактивируя её.
Такое «инактивирующее» действие усиливается ещё и тем, что одновременно глюкагон инактивирует и фосфатазу ГМГКоА-редуктазы (дефосфорилируя её) и активируя фосфатазу киназы ГМГ-КоА-редуктазы. Таким образом глюкагон
как бы удерживает ГМГ-КоА- редуктазу в фосфорилированном неактивном виде.
То есть в постабсорбтивный период (при голодании) синтез холестерола ингибируется.
Кроме указанных гормонов, на ГМГ-SКоА-редуктазу действуют тиреоидные гормоны (повышают активность) и
глюкокортикоиды
(снижают активность)
Аллостерическая регуляция
По принципу обратной отрицательной связи ГМГ-КоА-редуктаза аллостерически ингибируется конечным продуктом
реакции – холестеролом. Т.е. если холестерола синтезируется слишком много, его избыток ингибирует фермент
аллостерически. Это помогает поддерживать внутриклеточное содержание холестерола постоянным.
Регуляция транскрипции
Считывание гена ГМГ-SКоА-редуктазы (в печени) подавляется холестеролом и желчными кислотами .
Изменение транскрипции гена ГМГ-КоАредуктазы (генетическая регуляция) осуществляется стерол-регулируемым
элементом в ДНК (SREBP, sterolregulatoryelement-bindingprotein ) с которым способны связываться белки - факторы
SREBP. Эти факторы при достаточном количестве холестерина в клетке закреплены в мембране ЭПР. Когда уровень
холестерина падает, факторы SREBP активируются под действием специфичных протеаз комплекса Гольджи,
передвигаются в ядро, взаимодействуют на ДНК с участком SREBP и стимулируют биосинтез холестерина.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Зависимость от специфического белка переносчика
Скорость биосинтеза холестерола также зависит от концентрации специфического белка-переносчика,
обеспечивающего связывание и транспорт гидрофобных промежуточных метаболитов синтеза.
ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ, КЛАССИФИКАЦИЯ, СТРОЕНИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. ЭТАПЫ
СИНТЕЗА ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ, УЧАСТИЕ ВИТАМИНОВ В ЭТОМ ПРОЦЕССЕ. ЧТО ТАКОЕ ПАРНЫЕ И
ВТОРИЧНЫЕ ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ? ЭНТЕРОГЕПАТИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ
Желчные кислоты — монокарбоновые гидроксикислоты из класса стероидов, производные холановой кислоты.
Основные типы желчных кислот, циркулирующие в организме:
Первичные желчные кислоты, которые первично продуцируются печенью (холевая и хенодезоксихолевая)
Вторичные, образующиеся из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры:
дезоксихолевая, литохолевая, аллохолевая и урсодеоксихолевая. Из вторичных кислот в кишечно-печёночной
циркуляции в заметном количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая
затем печенью в составе желчи.
Также выделяют третичные желчные кислоты. К ним относятся образованная из литохолевой кислоты (3α) –
сульфолитохолевая (сульфонирование по C3),образованная из 7-кетолитохолевой кислоты (3α, 7-кето) при
восстановлении 7-кетогруппы до ОН-группы
– урсодезоксихолевая (3α, 7β).
Урсодезоксихолевая кислота является действующим компонентом лекарственного препарата "Урсосан" и используется в
терапии заболеваний печени как гепатопротекторное средство. Также она оказывает желчегонное, холелитолитическое,
гиполипидемическое, гипохолестеринемическое и иммуномодулирующее действие.
Физиологическое значение (из прошлой методы):
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
1. Наряду с панкреатическимсоком нейтрализация кислого
химуса,
поступающего из
желудка.
При
этом
ионы
HCO3¯ взаимодействуют с НСl, выделяется углекислый газ и происходит разрыхление химуса, что облегчает переваривание.
2. Обеспечивает переваривание жиров:
эмульгирование для
последующего
воздействия
липазой,
комбинация [желчные кислоты+жирные кислоты+моноацилглицеролы],
необходима
уменьшает поверхностное натяжение, что препятствует сливанию капель жира,
образование мицелл, способных всасываться.
3. Благодаря п.п.1 и 2 обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов (витамин A, витамин D, витамин K, витамин
E).
4. Усиливает перистальтику кишечника.
5. Экскреция избытка ХС, желчных пигментов, креатинина, металлов Zn, Cu, Hg, лекарств. Для холестерина желчь
– единственный путь выведения, с ней может выводиться 1-2 г/сут.
В желчи желчного пузыря человекажелчные кислоты находятся в виде конъюгатов холевой, дезоксихолевой и
хенодезоксихолевой кислот с глицином и таурином: гликохолевой, гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой,
таурохолевой, тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой кислотой — соединениями, называемыми также
парными кислотами.
Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерола. Часть желчных кислот в печени подвергается реакции
конъюгации – соединения с гидрофильными молекулами (глицином и таурином). Мы уже прекрасно знаем, что желчные
кислоты обеспечивают эмульгирование жиров, всасывание продуктов их переваривания и некоторых гидрофобных
веществ, например, жирорастворимых витаминов и ХОЛЕСТЕРОЛА.
Желчные кислоты так же всасываются, а затем через воротную вену попадают опять в печень и многократно
используются для эмульгирования жиров – энтерогепатическая циркуляция желчных кислот.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ЭТАПЫ СИНТЕЗА ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ ИЗ ХОЛЕСТЕРИНА
В организме за сутки синтезируется 200-600 мг желчных кислот, происходит это в 4 этапа:
1. 7-а-гидроксилирование
2. Восстановление
3. Укорочение и окисление боковой цепи
4. Конъюгация
7-А-ГИДРОКСИЛИРОВАНИЕ
Холестерол под действием 7-а-гидроксилазы превращается в 7-агидроксихолистерол (необходим НАДФН). Эта реакция является
регуляторной, данный фермент ингибируется конечным продуктом –
желчными кислотами.
7-а-гидроксилаза – одна из форм цитохрома Р450, которая
использует кислород как один из субстратов. Один атом кислорода
включается в гидроксильную группу в положении 7, а другой
восстанавливается до воды.
Последующие реакции синтеза приводят к формированию двух
видов желчных кислот: холевой и хенодезоксихолевой, которые мы
и называем
«первичными желчными кислотами».
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
КОНЪЮГИРОВАНИЕ
Конъюгирование – присоединение ионизированных молекул глицина и
таурина к карбоксильной группе желчных кислот. Это увеличивает
амфифильность молекул (амфифильность - свойство молекул веществ,
обладающих одновременно лиофильными (в частности, гидрофильными)
и лиофобными (гидрофобными) свойствами).
Происходит это в клетках печени и начинается с образования активных
форм желчных кислот – производных КоА. Т.е. нам нужно присоединить
к желчным кислотам кофермент А (КоА).
Затем присоединяется таурин или глицин, и в результате образуется 4
варианта конъюгатов (парные желчные кислоты), которые значительно
более сильные эмульгаторы, чем исходные желчные кислоты:
o
o
С таурином - таурохолевая и таурохенодезоксихолевая
С глицином - гликохолевая или гликохенодезоксихолевая (их
больше, чем конъюгатов с глицином, т.к. количество таурина
ограничено)
ЭНТЕРОГЕПАТИЧЕСКАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
Как уже говорилось, около 95% желчных кислот, попавших в кишечник, возвращаются в печень через воротную вену,
затем опять секретируются в желчь и используются повторно. Это и есть энтерогепатическая циркуляция.
В сутки всего реабсорбируется 12-32 г солей желчных кислот, т.к. в организме имеется 2-4 г желчных кислот, и каждая
молекула желчной кислоты проходит этот круг 6-8 раз.
Часть желчных кислот подвергается действию ферментов бактерий, которые отщепляют от них таурин и глицин, а так же
гидроксильную группу в 7 положении. Желчные кислоты, лишённые этой гидроксильной группы, называют
вторичными. Они хуже растворимы,
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
медленнее всасываются в кишечнике, чем первичные, поэтому с фекалиями удаляются в основном именно вторичные
желчные кислоты. А те, которые реабсорбировались, а не выделились с фекалиями, в печени снова превращаются в
первичные и участвуют в эмульгировании жиров.
За сутки из организма выводится 500-600 мг желчных кислот. Это ОСНОВНОЙ ПУТЬ ВЫВЕДЕНИЯ ХОЛЕСТЕРОЛА ИЗ
ОРГАНИЗМА.
Для восполнения потери желчных кислот в печени постоянно происходит синтез желчных кислот из холестерола в
количестве, эквивалентном выведенным желчным кислотам. В результате пул желчных кислот остаётся постоянным.
РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ
Вспоминаем, главный регуляторный фермент синтеза желчных кислот – 7-а-гидроксилаза, а холестерола - ГМГ-КоАредуктаза. Оба они ингибируются желчными кислотами.
В течении суток активность обоих ферментов меняется сходным образом, т.е. увеличение количества желчных кислот в
печени приводит к снижению синтеза как желчных кислот, так и холестерола.
В ходе энтерогепатической циркуляции, когда желчные кислоты взвращаются в печень, они оказывают важное
регуляторное действие. Прерывание циркуляции приводит к активации 7-а-гидроксилазы и увеличению захвата
холестерола из крови – данный механизм лежит в основе одного из способов снижения концентрации холестерола в крови
при лечении гиперхолистеролемии. В таком случае назначают препараты, которые адсорбируют в кишечнике холестерол
и желчные кислоты.
Регуляция 7-а-гидроксилазы:
-фосфорилированием/дефосфорилированием – активна ФОСФОРИЛИРОВАННАЯ форма
-изменением количества фермента – холестерол индуцирует транскрипцию гена, а желчные кислоты репрессируют.
-гормональная регуляция
Тиреоидные гормоны – индуцируют
Эстрогены – репрессируют (поэтому желчнокаменная болезнь встречается у женщин в 3-4 раза чаще)
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ХОЛЕСТЕРОЛА – ЖЕЛЧНОКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ.
ПРИЧИНЫ, ПОСЛЕДСТВИЯ, ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ. СВЯЗЬ ФОСФОЛИПИДОВ С ВЫВЕДЕНИЕМ
ХОЛЕСТЕРОЛА. ЛИПОТРОПНЫЕ ВЕЩЕСТВА.
Желчнокаменная болезнь (ЖКБ) - это заболевание, при котором в полости желчного пузыря или в желчевыводящих
протоках образуются конкременты (камни). Камни образуются в результате осаждения желчных пигментов, холестерина,
некоторых типов белков, солей кальция, инфицирования желчи, ее застоя, нарушения липидного обмена.
Причины возникновения желчнокаменной болезни:
К основным факторам риска развития желчнокаменной болезни относятся:
пожилой и старческий возраст,
женский пол,
прием лекарственных препаратов, влияющих на обмен холестерина и билирубина,
наследственность,
нарушения питания (избыточная масса тела, резкое снижение веса, длительное голодание),
беременность,
заболевания, связанные с обменом веществ (сахарный диабет, метаболический синдром).
У большинства больных желчнокаменной болезнью активность ГМГ-КоА-редуктазы повышена, следовательно увеличен
синтез холестерола, а активность 7-а-гидроксилазы снижена. В результате:
1. Синтез холестерола увеличен
2. Синтез желчных кислот замедлен
Это приводит к диспропорции количества холестерола и желчных кислот, секретируемых в желчь (т.е. меняется их соотношение).
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Т.к. пропорции нарушены, то холестерол начинает осаждаться в желчном пузыре, образуя поначалу вязкий осадок,
который постепенно твердеет. Иногда он пропитывается билирубином – продуктом распада гема, белками и солями
кальция.
Камни в желчном пузыре могут состоять:
Только из холестерола (холестериновые камни) – белого цвета.
Из смеси холестерола, билирубина, белков и кальция – коричневого цвета.
При перемещении камней из желчного пузыря в желчные протоки, они вызывают спазм желчного пузыря и протоков, что
больной ощущает как приступ сильной боли. Если камень перекрывает проток некоторые время, то нарушется
поступление желчи в кишечник, желчные пигменты проходят через мембраны гепатоцитов в сторону синусоидов (а так
не должно быть….) и они попадают в кровь.
Основы лечения:
На начальных стадиях – хенодезоксихолевая кислота. Попадая в желчный пузырь, эта желчная кислота постепенно
растворяет остаток холестерола. Однако это медленный процесс, требующий несколько месяцев.
При наличие клинических проявлений показано удаление желчного пузыря, как источника формирования конкрементов
(камней). Удаление желчного пузыря может быть выполнено из лапаротомного доступа( когда выполняется большой
разрез по средней линии живота или в правом подреберье) или из лапароскопического доступа ( на передней брюшной
стенки делается 4 маленьких прокола размером до 1 см, через них вводят специальные инструменты и под контролем
видеокамеры выполняют удаление желчного пузыря).
СВЯЗЬ ФОСФОЛИПИДОВ С ВЫВЕДЕНИЕМ ХОЛЕСТЕРОЛА
Фосфолипиды участвуют в транспорте жиров, жирных кислот и холестерина. Будучи более гидрофильными, чем
холестерин, благодаря наличию в молекуле остатков фосфорной кислоты, фосфолипиды являются своеобразными
«растворителями» для холестерина и других высоко гидрофобных соединений. Соотношение холестерин/фосфолипиды в
составе липопротеидов плазмы крови наряду с молекулярным весом липопротеидов (ЛПВП, ЛПНП или ЛПОНП)
предопределяет
степень
растворимости
холестерина
и
его
атерогенные
свойства.
Соотношение
холестерин/фосфолипиды в составе желчи предопределяет степень литогенности желчи — степень склонности к
выпадению холестериновых желчных камней.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ЛИПОТРОПНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Все вещества, способствующие
синтезу фосфолипидов
и препятствующие синтезу
ТАГ, и
способные предотвращать жировую инфильтрацию печени, называются липотропными
факторами. К ним относятся:
1. Структурные компоненты фосфолипидов: полиненасыщенные жирные кислоты, инозитол, серин, холин, этаноламин.
2. Метионин – в виде S-аденозилметионина является донором метильных групп для синтеза холина и фосфатидилхолина.
3. Витамины:
 пиридоксин (В6), способствующий образованию ФЭА из ФС.
 цианкобаламин (В12) и фолиевая кислота, участвующие в реакциях обмена серина, глицина и метионина при
ресинтезе метионина из гомоцистеина. Следовательно они, хотя и не напрямую, но необходимы для синтеза
фосфатидилхолина.
ЛИПОПРОТЕИНЫ КРОВИ: КЛАСИФКАЦИЯ, СТРОЕНИЕ, ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ. АПОБЕЛКИ:
КЛАССИФИКАЦИЯ, ФУНКЦИИ.
Поскольку липиды являются в основе своей гидрофобными
молекулами, то они транспортируются в водной фазе крови в составе
особых частиц – липопротеинов.
Липопротеины
крови
надмолекулярные
образования,
переносящие липиды в плазме крови, включающие белки и
молекулы всех классов липидов.
Такие транспортные липопротеины можно сравнить
который имеет скорлупу и ядро.
с орехом,
Гидрофильная поверхность - фосфолипиды (их полярная
часть), холестерол (его ОН-группа), белки. Гидрофильность
липидов
поверхностного
слоя
призвана
обеспечить
растворимость липопротеиновой частицы в плазме крови,
Гидрофобное ядро – ТАГи и эфиры холестерола.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Белки в липопротеинах – АПОБЕЛКИ. В каждом типе липопротеинов преобладают соответствующие ему апобелки,
которые несут либо структурную функцию, либо являются ферментами метаболизма липопротеинов.
М
Ра з л и ч а ю т ч е т ы р е о сн о в н ы х к л ас с а л и и п о протеинов:
н е 2 0 к а ч е р е з н е де л ю : 5 4 69 3 9 0 0 1 2 7 5 3 4 12
липопротеины высокой плотности (ЛПВП, α-липопротеины, α-ЛП),
липопротеины низкой плотности (ЛПНП, β-липопротеины, β-ЛП),
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП, пре-β-липопротеины, пре-β-ЛП),
хиломикроны (ХМ).
Функции липопротеинов:
1. Перенос к клеткам тканей и органов

насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот в составе триацилглицеролов для последующего
депонирования или использования в качестве энергетических субстратов,

полиненасыщенных жирных кислот в составе эфиров холестерола для использования клетками в синтезе
фосфолипидов или образования эйкозаноидов,

холестерола в качестве мембранного материала,

фосфолипидов в качестве мембранного материала,
Хиломикроны и ЛПОНП ответственны, в первую очередь, за транспорт жирных кислот в составе ТАГ. Липопротеины
высокой и низкой плотности – за транспорт свободного холестерола и жирных кислот в составе его эфиров. ЛПВП
способны также отдавать клеткам часть своей фосфолипидной оболочки.
2. Удаление избытка холестерола с мембран клеток.
3. Транспорт жирорастворимых витаминов.
4. Перенос стероидных гормонов (наряду со специфическими транспортными белками).
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
АПОБЕЛКИ ЛИПОПРОТЕИНОВ
Белки в липопротеинах обычно называются апобелками, выделяют несколько их типов – А, В, С, D, Е.
В каждом классе липопротеинов находятся соответствующие ему апобелки, выполняющие свою собственную функцию:
4. Структурная функция («стационарные» белки) – связывают липиды и формируют белок-липидные комплексы:




апоВ-48 – присоединяет триациллицеролы,
апоВ-100 – связывает как триацилглицеролы, так и эфиры холестерина,
апоА-I – акцептирует фосфолипиды,
апоА-IV – связывается с холестеролом.
5. Кофакторная функция («динамические» белки) – влияют на активность ферментов метаболизма липопротеинов в крови:




апоС-II – кофакторгепаринзависимой липопротеинлипазы,
апоС-III – кофакторпеченочной ТАГ-липазы и ингибитор липопротеинлипазы,
апоА-I, апоА-II и апоС-I – кофакторы лецитин-холестерол-ацилтрансферазы,
апоЕ – ингибитор липопротеинлипазы.
6. Векторная функция (белки-маркеры, стационарные) – обеспечивают направленный транспорт липопротеинов:


апоВ-48, апоВ-100 и апоА-I – связываются со своими рецепторами клеток-мишеней,
апоЕ помогает взаимодействию векторных апобелков с рецепторами.
Названия апобелков B-48 и B-100 возникли не случайно. Длина мРНК гена апоВ равна 14 тысяч оснований и
молекулярная масса "целого 100%-го" белка апоB-100 составляет 512 кДа. В мРНК имеется глутаминовый кодон СAA,
который в результате процессинга мРНК превращается в терминирующий кодон UAA (стоп-кодон). В результате
трансляции этой мРНК образуется укороченный апоB – апоВ-48 (241 кДа), который содержит N-концевые
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ТРАНСПОРТ ПИЩЕВЫХ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ОРГАНИЗМЕ. ХАРАКТЕРИСТИКА ХИЛОМИКРОНОВ:
ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ, СООТНОШЕНИЕ ЛИПИДНЫХ ФРАКЦИЙ, ЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИИ. ОСНОВНЫЕ
АПОБЕЛКИ, ИХ ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ХИЛОМИКРОНА. ГДЕ И КОГДА ОБРАЗУЮТСЯ
ХИЛОМИКРОНЫ? УТИЛИЗАЦИЯ ХИЛОМИКРОНОВ В ТКАНЯХ. РОЛЬ ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗЫ.
Транспорт ТАГ:
-от кишечника к тканям (экзогенные ТАГ) – ХИЛОМИКРОНАМИ
-от печени к тканям (эндогенные ТАГ) – ЛПОНП (липопротеины очень низкой плотности)
ХИЛОМИКРОНЫ
Они формируются в кишечнике из ресинтезированных жиров и являются
самыми крупными липопротеинами. В их составе преобладают ТАГ, мало белка,
фосфолипидов и холестерола ((2% белка, 87% ТАГ, 2% ХС (холестерола), 5%
эфиров ХС, 4% фосфолипидов).
Основной апобелок- апоВ-48, в плазме крови хиломикрон получает от ЛПВС
белки апоС-II и апоЕ.

В норме натощак не обнаруживаются, в крови появляются после приема
пищи, поступая из лимфы через грудной лимфатический проток, и
полностью исчезают через 10-12 часов,

не атерогенны.
Строение. На поверхности слой фосфолипидов с «головками», обращёнными к
водной фазе. Триацилглицерины изолированы и находятся внутри, составляют
80% массы частицы. Несколько аполипопротеинов, выступающих на повехности
(В-46, С-III, С-II) – это сигналы при поглощении и метаболизме содержимого
хиломикрона. Диаметр хиломикрона от 100 до 500нм – это самые крупные
липопротеины.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Функция: транспорт экзогенных ТАГ из кишечника в ткани, запасающие или использующие жирные кислоты, в основном
в жировую ткань, миокард, скелетные мышцы и лактирующую молочную железу, в меньшей степени в легкие,
костный мозг, почки, селезенку. На эндотелии капилляров этих тканей имеется фермент липопротеинлипаза.
Количество липопротеинлипазы в жировой ткани увеличивается при действии инсулина и прогестерона. Активность
фермента здесь также возрастает при регулярном потреблении алкоголя (в эксперименте ежедневно по две условные
единицы спирта), и как побочный эффект происходит одновременное повышение в крови антиатерогенных ЛПВП. При
действии адреналина в жировой ткани активность липопротеинлипазы снижается. У мужчин относительное количество
фермента в жировой ткани по сравнению с мышечной ниже, чем у женщин (влияние тестостерона).
МЕТАБОЛИЗМ ХИЛОМИКРОНОВ, ТРАНСПОРТ ТАГ.
1. После ресинтеза жиров в эпителиоцитах кишечника формируются первичные хиломикроны, имеющие только апоВ-48.
2. Из-за большого размера они не проникают напрямую в кровеносное русло и эвакуируются через лимфатическую
систему, попадая в кровь через грудной лимфатический проток.
3. В крови хиломикроны взаимодействуют с ЛПВП (липопротеины высокой плотности)
и приобретают от
них апоС-II и апоЕ, образуя зрелые формы. Белок апоС-II является активатором фермента липопротеинлипазы,
белок апоЕ понадобится для удаления из крови остаточных хиломикронов.
4. На эндотелии капилляров
вышеперечисленных
тканей
находится фермент липопротеинлипаза (ЛПЛ), отщепляющая жирные
кислоты от ТАГ в положении 1 и 3, в результате накапливаются моно- и
диацилглицеролы.
5. Находясь в плазме крови, хиломикроны также взаимодействуют с
ЛПВП, отдавая им часть своих МАГ и ДАГ и получая взамен эфиры ХС.
6.
После взаимодействия хиломикрона с
липопротеинлипазой
полученные свободные жирные кислоты проникают в клетки
органа, либо остаются в плазме крови и в комплексе с альбумином
разносятся с кровью в
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
другие ткани. Липопротеинлипазаспособна удалить до 90% всех ТАГ, находящихся в хиломикроне.
7.Остаточные (ремнантные) хиломикроны,
сохранившие
в
своем
составе МАГ и
ДАГ,
попадают
в гепатоциты посредством апоЕ-рецепторного эндоцитоза и разрушаются до
составных частей.
8. Часть фосфолипидной оболочки ремнантных хиломикронов, содержащая апоС-II и апоЕ, способна "отрываться" от
основной частицы и формировать первичные ЛПВП.
ИСТОЧНИКИ ТАГ В ПЕЧЕНИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПОПРОТЕИНОВ ОЧЕНЬ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ:
ИХ ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ, ЗНАЧЕНИЕ, ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ЛПОНП. ОСНОВНЫЕ
АПОБЕЛКИ, ИХ ФУНКЦИЯ. СХЕМА СТРОЕНИЯ ЛПОНП. УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ ОБРАЗУЮТСЯ
ЭТИ ЛИПОПРОТЕИНЫ. УТИЛИЗАЦИЯ ЛПОНП В ТКАНЯХ. РОЛЬ ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗЫ.
Источники ТАГ в печени(я честно говоря хз чё тут сказать??????): глицерол или фосфатидная кислота, ацилпроизводные ЖК. ЛИПОПРОТЕИНЫ ОЧЕНЬ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ЛПОНП)

синтезируются в печени из эндогенных и экзогенных липидов,

в их составе преобладают ТАГ, около 40% от массы составляют белок, фосфолипиды и холестерол (8% белка, 60%
ТАГ, 6% ХС, 12% эфиров ХС, 14% фосфолипидов),

основным белком является апоВ-100, выполняющий структурную функцию,

в норме концентрация 1,3-2,0 г/л,

слабо атерогенны.
Функция: транспорт эндогенных и экзогенных ТАГ от печени в ткани, запасающие и использующие жирные кислоты,
т.е. в те же ткани, что и хиломикроны.
Метаболизм:
1. Первичные ЛПОНП образуются в печени и содержат только апоВ-100. Липидный компонент синтезируется
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412

из пищевых липидов, МАГ и ДАГ, пришедших в гепатоциты с остаточными хиломикронами,

из липидов, синтезируемых из глюкозы.
2. В крови первичные ЛПОНП взаимодействуют с ЛПВП и приобретают от них апоС-II и апоЕ, образуя зрелые формы.
3. Аналогично хиломикронам, на эндотелии капилляров ряда тканей зрелые ЛПОНП подвергаются воздействию
липопротеинлипазы с образованием свободных жирных кислот. Жирные кислоты перемещаются в клетки органа,
либо остаются в плазме крови и в комплексе с альбумином разносятся с кровью в другие ткани.
4. При действии липопротеинлипазы в составе ЛПОНП снижается количество ТАГ и нарастает доля МАГ и ДАГ. Зрелый
ЛПОНП превращается в остаточный (ремнантный) ЛПОНП.
5.Находясь в плазме крови, ЛПОНП взаимодействуют с ЛПВП, отдавая им часть своих МАГ и ДАГ и получая взамен эфиры ХС.
6. Остаточные ЛПОНП (также называемые липопротеины промежуточной плотности, ЛППП) в соотношении примерно 50 на 50

либо попадают в гепатоциты посредством эндоцитоза, связанного со смешанным рецептором к апоЕ и апоВ-100-белкам,

либо после воздействия на них печеночной липазы, находящейся в синусоидах печени, превращаются в
следующий класс липопротеинов – липопротеины низкой плотности (ЛПНП).
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ЛОКАЛИЗАЦИЯ И РОЛЬ АПО В100 РЕЦЕПТОРА. ЗНАЧЕНИЕ РЕЦЕПТОР-ОПОСРЕДОВАННОГО
ЭНДОЦИТОЗА ЛПНП И ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА ИХ КОМПОНЕНТОВ ПОСЛЕ ЭНДОЦИТОЗА. РОЛЬ
АЦИЛ-SКОА:ХОЛЕСТЕРОЛ- АЦИЛТРАНСФЕРАЗЫ (АХАТ).
Честно говоря я ничо не нашла нормального... но мы берём от жизни что дают…
Аполипопротеин B (апоB, англ. apolipoprotein B, apoB) — единственный аполипопротеин липопротеинов низкой плотности,
носитель
«плохого холестерина», вызывающего накопление холестерина в стенках кровеносных сосудов. АпоВ является также
основным аполипопротеином хиломикронов, липопротеинов очень низкой плотности и их остатков. АпоВ является
лигандом для ЛПНП-рецептора, что важно для деградации липопротеинов низкой плотности в печени. Однако,
накопление апоВ в крови приводит к развитию атеросклероза. Концентрация апоВ в крови является даже более
достоверным индикатором риска атеросклероза, чем общий холестерин или холестерин ЛПНП.
В организме синтезируется две изоформы апоВ: апоВ-100 и апоВ-48.
АпоВ-100 синтезируется в печени и соответствует полному 100% гену АПОВ. В кишечнике, однако, синтезируется
изоформа, соответствующая лишь половине (точнее около 48% — отсюда и название) гена АПОВ — апоВ-48. АпоВ-100 —
белок, состоящий из 4536 аминокислот с молекулярной массой 512 кДа, и является одним из самых больших белков
организма. АпоВ-48 примерно в 2 раза меньше. Обе изоформы апоВ очень гидрофобны и глубоко погружены в липидный
слой липопротеина, не растворимы в воде и без липида не существуют. АпоВ-48 является компонентом липопротеинов
кишечного происхождения — хиломикронов и остатков хиломикронов. Так как апоВ-48 не содержит участка,
распознающегося ЛПНП-рецептором, эти частицы деградируют за счёт апоЕ, другого лиганда данного рецептора.
АпоВ-100 — компонент липопротеинов печёночного происхождения — ЛПОНП, ЛППП и ЛПНП. АпоВ-100 определяет
захват и последующую деградацию ЛПНП печенью.
РЕЦЕПТОР-ОПОСРЕДОВАННЫЙ ЭНДОЦИТОЗ И РОЛЬ АХАТ
Печень в силу своего размера является основным местом рецептор-опосредованного катаболизма ЛПНП. Рецепторы
ЛПНП связывают также ЛПОНП и один из подклассов ЛПВП, характеризующийся наличием апоЕ .
В нормальных клетках рецепторы ЛПНП взаимодействуют с лигандом апо-В-100 на ЛПНП, после чего интактный ЛПНП
захватывается клеткой путем эндоцитоза . В лизосомах ЛПНП распадается; эфиры холестерола при этом гидролизуются,
а свободный холестерол выходит
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
в цитоплазму , где ингибирует ГМГ-CoA-редуктазу и de novo синтез холестерола и активирует АХАТ (ацил холестерол
ацилтрансфераза
фермент, катализирующий реакции этерификации холестерола).
Количество рецепторов ЛПНП на поверхности клетки, по-видимому, регулируется в зависимости от потребности клетки в
холестероле, необходимом для образования мембран и биосинтеза стероидных гормонов. При повышении концентрации
холестерола в клетке уменьшается количество рецепторов ЛПНП.
ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСПОРТА СВОБОДНОГО ХОЛЕСТЕРОЛА И ЕГО ЭФИРОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ.
СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ЛИПОПРОТЕИНОВ НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ. ТИПЫ АПОБЕЛКОВ,
ИХ ФУНКЦИИ. МЕТАБОЛИЗМ ЛПНП И ЛПВП В ПЛАЗМЕ КРОВИ. РЕАКЦИЯ, КАТАЛИЗИРУЕМАЯ
ЛЕЦИТИН:ХОЛЕСТЕРОЛ- АЦИЛТРАНСФЕРАЗОЙ (ЛХАТ).
Транспорт холестерола и его эфиров осуществляется липопротеинами низкой и высокой плотности.
ЛИПОПРОТЕИНЫ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ (ЛПВП)
•
образуются в печени de novo, в плазме крови при распаде хиломикронов, некоторое количество в стенке кишечника,
•
в составе частицы примерно половину занимают белки, еще четверть фосфолипиды, остальное холестерин и ТАГ
(50% белка, 25% ФЛ, 7% ТАГ, 13% эфиров ХС, 5% свободного ХС),
•
основным апобелком является апо А1, содержат апоЕ и апоСII.
Функция:
1.
Транспорт свободного ХС от тканей к печени.
2.
Фосфолипиды ЛПВП являются источником полиеновых кислот для синтеза клеточных фосфолипидов и эйкозаноидов.
Метаболизм:
1. Синтезированный в печени ЛПВП (насцентный или первичный) содержит в основном фосфолипиды и апобелки. Остальные
липидные компоненты накапливаются в нем по мере метаболизма в плазме крови.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
2-3. В плазме крови насцентный ЛПВП сначала превращается в ЛПВП3 (условно его можно назвать "зрелый"). В
этом превращении главным является то, что ЛПВП
•
забирает от клеточных мембран свободный холестерин при непосредственном контакте или при участии
специфических транспортных белков,
•
взаимодействуя с мембранами клеток, отдает им часть фосфолипидов из своей оболочки, доставляя таким
образом полиеновые жирные кислоты в клетки,
•
тесно взаимодействует с ЛПНП и ЛПОНП, получая от них свободный холестерин. В обмен ЛПВП3 отдают эфиры
ХС, образованные благодаря переносу жирной кислоты от фосфатидилхолина (ФХ) на холестерин (ЛХАТ-реакция, см п.4).
4.
Внутри ЛПВП активно протекает реакция при участии
лецитин:холестерол-ацилтрансферазы (ЛХАТ-реакция). В
этой реакции остаток полиненасыщенной жирной кислоты
переносится от фосфатидилхолина (из оболочки самого ЛПВП)
на получаемый свободный холестерин с образованием
лизофосфатидилхолина (лизоФХ) и эфиров ХС. ЛизоФХ
остается внутри ЛПВП, эфир холестерина отправляется в
ЛПНП.
5. В результате первичный ЛПВП постепенно, через зрелую
форму ЛПВП3, преобразуется в ЛПВП2 (остаточный,
ремнантный). При этом происходят и дополнительные
события:
•
взаимодействуя с разными формами ЛПОНП и ХМ, ЛПВП получают ацил-глицеролы (МАГ, ДАГ, ТАГ), и
обмениваются холестерином и его эфирами,
•
ЛПВП отдают апоЕ- и апоСII-белки на первичные формы ЛПОНП и ХМ, и потом забирают обратно апоСII-белки
от остаточных форм.
Таким образом, при метаболизме ЛПВП в нем происходит накопление свободного ХС, МАГ, ДАГ, ТАГ, лизоФХ и утрата
фосфолипидной оболочки. Функциональные способности ЛПВП снижаются.
6.
Далее ЛПВП2 захватывается гепатоцитами при помощи апоА-1-рецептора, происходит эндоцитоз и частица разрушается.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ЛИПОПРОТЕИНЫ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ (ЛПНП)
•
образуются в гепатоцитах de novo и в сосудистой системе печени под воздействием печеночной ТАГ-липазы из ЛПОНП,
•
в составе преобладают холестерол и его эфиры, другую половину массы делят белки и фосфолипиды (38% эфиров
ХС, 8% свободного ХС, 25% белки, 22% фосфолипидов, 7% триацилглицеролов),
•
основным апобелком является апоВ-100,
•
нормальное содержание в крови 3,2-4,5 г/л,
•
САМЫЕ АТЕРОГЕННЫЕ
Функции:
1. Транспорт холестерола в клетки, использующих его
•
для реакций синтеза половых гормонов (половые железы), глюкокортикоидов и минералокортикоидов (кора надпочечников),
•
для превращения в холекальциферол (кожа),
•
для образования желчных кислот (печень),
•
для выведения в составе желчи (печень).
2. Транспорт полиеновых жирных кислот в виде эфиров ХС в некоторые клетки рыхлой соединительной ткани
(фибробласты, тромбоциты, эндотелий, гладкомышечные клетки), в эпителий гломерулярной мембраны почек, в клетки
костного мозга, в клетки роговицы глаз, в нейроциты, в базофилы аденогипофиза.
Клетки рыхлой соединительной ткани активно синтезируют эйкозаноиды. Поэтому им необходим постоянный приток
полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), что осуществляется через апо-В-100-рецептор, т.е. регулируемым
поглощением ЛПНП, которые несут ПНЖК в составе эфиров холестерола.
Метаболизм:
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
1. В крови первичные ЛПНП взаимодействуют с ЛПВП, отдавая свободный ХС и получая этерифицированный. В
результате в них происходит накопление эфиров ХС, увеличение гидрофобного ядра и "выталкивание" белка апоВ-100
на поверхность частицы. Таким образом, первичный ЛПНП переходит в зрелый.
2. На всех клетках, использующих ЛПНП, имеется высокоафинный рецептор, специфичный к ЛПНП – апоВ-100-рецептор.
Около 50% ЛПНП взаимодействует с апоВ-100-рецепторами разных тканей и примерно столько же поглощается
гепатоцитами.
3. При взаимодействии ЛПНП с рецептором происходит эндоцитоз липопротеина и его лизосомальный распад на
составные части – фосфолипиды, белки (и далее до аминокислот), глицерол, жирные кислоты, холестерол и его эфиры.
o
ХС превращается в гормоны или включается в состав мембран,
o
излишки мембранного ХС удаляются с помощью ЛПВП,
o
принесенные с эфирами ХС ПНЖК используются для синтеза эйкозаноидов или фосфолипидов.
o
при невозможности удалить ХС
часть его этерифицируетсяс
олеиновой или линолевой кислотами
ферментом ацил-SКоА:холестерол-ацилтрансферазой (АХАТ-реакция)
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
РОЛЬ ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ОБМЕНЕ ХОЛЕСТЕРОЛА. ХАРАКТЕРИСТИКА
ВИТАМИНА F: СТРОЕНИЕ, ИСТОЧНИКИ, СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ, БИОХИМИЧЕСКИЕ
ФУНКЦИИ, ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИЗНАКИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ. ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ
КИСЛОТЫ
3-РЯДА:
ПРЕДСТАВИТЕЛИ, СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.
ВИТАМИН F был впервые описан в 1939г. (fed - жирный) и представляет смесь эссенциальных (незаменимых)
жирных кислот. Линолевая и линоленовая кислоты содержатся в растительных маслах (кукурузном, подсолнечном и
др.), арахидоновая – в мясе и печени. При исключении этих кислот из рациона у животных останавливается рост, падает
вес, появляются чешуйчатые дерматиты, онемение кончика хвоста и наступает смертельный исход.
Суточная потребность: 5-10г
Строение: незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты.
o
o
o
линолевая С18:2 (18:2 – 18 атомов C, 2 двойные связи)
линоленовая С18:3
арахидоновая С20:4
К основным биологическим функциям витамина F относятся:
- обеспечение нормального состояния кровеносных сосудов (при его недостатке возникает их хрупкость, увеличивается
проницаемость);
- повышение устойчивости организма к инфекционным заболеваниям и рентгеновским лучам;
- улучшение обмена веществ в коже;
- липотропное действие.
-предшественники регуляторных соединений, носящих название эйкозаноиды – простагландинов (в том числе
простациклинов), тромбоксанов, лейкотриенов. Простациклины, тромбоксаны, лейкотриены являются "местными
гормонами", т.е. после синтеза действуют только на соседние клетки
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
!!! Велика роль витамина F и в обмене холестерина: витамин способствует переводу холестерина в растворимые формы,
чем облегчает его выведение из организма. Витамин оказывают укрепляющее действие на стенки кровеносных сосудов,
снижая их проницаемость и повышая эластичность
Гиповитаминоз:
-Пищевая недостаточность
-нарушение желчеотделения
-переваривания и всасывания жиров
Клиническая картина: фолликулярный гиперкератоз (гусиная кожа), воспалительные поражения кожи, почек,
нарушение репродуктивных функций, жировая инфильтрация печени, атеросклероз.
Напоминаю, что витамин F – единственный витамин, который организм, по сути, может использовать в качестве источника
энергии.
ОМЕГА-3-ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ (ПНЖК) относятся к семейству ненасыщенных жирных
кислот, имеющих двойную углерод-углероднуюсвязь в омега-3-позиции, то есть после третьего атома углерода, считая от
метилового конца цепи жирной кислоты.
Омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты входят в состав
клеточных мембран и кровеносных сосудов, не синтезируются в
нужных количествах в организме человека и являются одним из
необходимых компонентов полноценного здорового питания.
Основной источник в пище — рыба.
Наиболее важными омега-3-полиненасыщенными жирными кислотами являются
альфа-линоленовая кислота (АЛК), эйкозапентаеновая кислота (ЭПК) и докозагексаеновая кислота (ДГК).
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Биологические эффекты, оказываемые омега-3 жирными полиненасыщенными кислотами, реализуются на клеточном
и органном уровнях. Являясь структурным компонентом биологических мембран клеток, омега-3 ПНЖК оказывают
непосредственное влияние на:
o
текучесть липидногобиослоя, проницаемость мембран
o
мембраносвязанную ферментную активность
o
функционирование мембранных рецепторов и распознавание антигенов
o
электрофизиологические свойства мембран
Гипотеза о том, что содержащиеся в пище омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты могут оказывать защитное
действие отИБС, появилась на основании результатов обследования гренландских эскимосов, пища которых
характеризовалась большим потреблением морских продуктов (особенно мяса тюленей и китов) и которые имели низкую
частоту случаев ИБС. Обнаружено, что эскимосы имеют более низкий уровень в плазме крови триглицеридов и общего
холестерина за счет более высокого содержания атерогенных липопротеидов низкой плотности и липопротеидов
очень низкой плотности, чем уровни этих показателей у датчан. Концентрация антиатерогенных липопротеидов
высокой плотности оказалась более высокой у эскимосов–мужчин, чем у датчан–мужчин. Количество потребляемой рыбы,
содержащей значительное количество эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислот, оказывало благотворный эффект
на концентрацию в плазме крови липидов и липопротеидов в популяциях жителей Японии, племен Восточной Африки,
живущих на побережье озер, жителей побережий Индии и России.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДНЫХ ЭЙКОЗОТРИЕНОВОЙ ( 6), АРАХИДОНОВОЙ ( 6) И
ЭЙКОЗОПЕНТАЕНОВОЙ ( 3) КИСЛОТ – ЭЙКОЗАНОИДЫ (ПРОСТАГЛАНДИНЫ, ПРОСТАЦИКЛИНЫ,
ЛЕЙКОТРИЕНЫ, ТРОМБОКСАНЫ).
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ОТДЕЛЬНЫХ ТИПОВ ЭЙКОЗАНОИДОВ. СХЕМА НАЧАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ СИНТЕЗА
НА ПРИМЕРЕ АРАХИДОНОВОЙ КИСЛОТЫ, РОЛЬ ФЕРМЕНТОВ – ФОСФОЛИПАЗА А2, ЦИКЛООКСИГЕНАЗА,
ЛИПОКСИГЕНАЗА. КАКИЕ ГОРМОНЫ И ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА ВЛИЯЮТ НА СИНТЕЗ
ЭЙКОЗАНОИДОВ
Эйкозаноиды - окисленные производные эйкозановых кислот: эйкозотриеновой (С20:3), арахидоновой (С20:4),
тимнодоновой
(С20:5) жирных кислот.
Активность эйкозаноидов значительно разнится от числа двойных связей в молекуле, которое зависит от строения
исходной жирной кислоты.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Группы эйкозаноидов:
ПРОСТАГЛАНДИНЫ (Pg)
Синтезируются почти во всех клетках
Типы: А, В,С, D, E, F
Функция: изменение тонуса гладких мышц бронхов,
мочеполовой и сосудистой системы, желудочно-кишечного
тракта, при этом направленность изменений различна в
зависимости от типа простагландинов, типа клетки и
условий. Они также влияют на температуру тела.
ПРОСТАЦИКЛИНЫ (Pg I)
Подвид простагландинов.
Функция: вызывают дилатацию мелких сосудов, но еще
обладают особой функцией – ингибируют агрегацию
тромбоцитов. Их активность возрастает при увеличении
числа двойных связей в исходных жирных кислотах.
Синтезируются в эндотелии сосудов миокарда, матки,
слизистой желудка.
Образуются в тромбоцитах, стимулируют их агрегацию и
вызывают сужение сосудов. Их активность снижается при
увеличении числа двойных связей в исходных жирных
кислотах.
Cинтезируются в лейкоцитах, в клетках легких, селезенки,
мозга, сердца.
Типы: A,B,C,D,E,F
Функция: В лейкоцитах они стимулируют подвижность,
хемотаксис и миграцию клеток в очаг воспаления, в целом
они активируют реакции воспаления, предотвращая его
хронизацию. Также вызывают сокращение мускулатуры
бронхов (в дозах в 100-1000 раз меньших, чем гистамин).
ТРОМБОКСАНЫ (Тх)
ЛЕЙКОТРИЕНЫ (Lt)
Так как депонироваться эйкозаноиды не могут, клетка должна синтезировать их постоянно из поступающих ω6- и ω3жирных кислот.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
СИНТЕЗ ЭЙКОЗАНОИДОВ
Источник: фосфолипиды клеточной мембраны
Под влиянием гистамина, комплекса антиген-антитело,
цитокинов, кининов активируются фосфолипаза А2 или
комбинация фосфолипазы С и ДАГ-липазы, которые
отщепляют жирную кислоту из положения С2 мембранных
фосфолипидов.
Полиненасыщенная жирная
основном двумя путями:
o
o
кислота
метаболизирует
в
циклооксигеназным
липоксигеназным
Активность этих путей в разных клетках выражена в разной
степени. Циклооксигеназный путь отвечает за синтез
простагландинов и тромбоксанов, липоксигеназный – за
синтез лейкотриенов.
Блокирование циклооксигеназы в почках, как побочный
эффект
салицилатов,
вызывает
уменьшение
синтеза
простагландинов
в
почечных
сосудах
и
снижение
кровообращения в почках.
Лекарственная регуляция синтеза
Гормоны коры надпочечников глюкокортикоиды опосредованно, через синтез специфических белков, подавляют
активность фосфолипазы А2 и, следовательно, образование всех типов эйкозаноидов. На этом основано широкое
использование препаратов кортизола (преднизолон, дексаметазон) для лечения воспалительных, аутоиммунных и
аллергических состояний.
Нестероидные противовоспалительные средства (аспирин, индометацин, ибупрофен) ингибируют циклооксигеназу
и снижают выработку простагландинов и тромбоксанов. Они нашли применение как противовоспалительные,
жаропонижающие и анальгезирующие средства, и в кардиологии для профилактики тромбозов (аспирин).
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
АТЕРОСКЛЕРОЗ. ГИПОЛИПОПРОТЕИНЕМИИ.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЯ ТРАНСПОРТА ХОЛЕСТЕРОЛА В ТКАНИ –
ГИПЕРЛИПОПРОТЕИНЕМИЯ IIА ТИПА (СЕМЕЙНАЯ ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ), ЕЁ ПРИЧИНЫ И
КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ.
Дислипопротеинемии– нарушения обмена ЛП (липопротеинов) крови, и, соотвественно, нарушения обмена липидов, которые
транспортируются липопротеинами.
Проявляются они чаще всего повышением концентрации одного типа ЛП, либо сочетанным увеличением содержания
нескольких типов ЛП.
Наиболее распространены нарушения обмена холестерола и триацилглицеролов. Нарушения обмена холестерола чаще
всего приводят к гиперхолистеролемии и последующему развитию атеросклероза.
СЕМЕЙНАЯ ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ
Это моногенное заболевание с преимущественно аутосомно-доминантным типом наследования, сопровождающееся
значительным повышением уровня холестерина липопротеидов низкой плотности (ХСЛПНП) в крови, и как
следствие, преждевременным развитием и прогрессирующим течением атеросклероза, как правило, в молодом возрасте
Подтип 2а
Заболевание, которое может быть обусловлено двумя причинами:
1. Дефектом рецепторов ЛПНП (липопротеинов низкой плотности) -в результате которых нарушается захват
клетками ЛПНП- частиц и в крови повышается уровень ХС(холестерола)-ЛПНП
2. Мутацией гена апоВ-100 -играющего ключевую роль в связывании и выведении из кровотока циркулирующих ЛПНПчастиц
При этом:
o повышена концентрация ЛПНП
o гиперхолестеролемия (повышенное содержание холестерола в крови)
o ранний атеросклероз
o ксантоматоз - отложение в коже, сухожилиях и других тканях, иногда во внутренних органах холестерина
и (или) триглицеридов в форме очаговых скоплений, называемых ксантомами
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
o
гепатоспленомегалия – увеличение размеров печени и селезёнки
Первичная гиперлипопротеинемия I типа встречается редко и проявляется в раннем возрасте, такие дети без
экстренных мер лечения погибают в возрасте 5-6 лет. Лечение проводят путём удаления ЛПНП из крови с помощью
плазмафереза, но наиболее радикальный метод
– трансплантация печени.
Вторичная — сопровождает диабет, красную волчанку, нефроз, гипотиреоз, проявляется ожирением
Подтип 2б
Вызвана функциональным снижением активности апоВ-100-рецептора которое развивается при нарушении
формирования зрелых форм ЛПНП.
Лабораторные показатели:
o
o
o
повышена концентрация ЛПНП и ЛПОНП
высокий уровень холестерина
умеренное повышение триацилглицеринов
Клинически проявляется атеросклеротическими нарушениями.
Первичная гиперβ-липопротеинемия встречается более часто и наблюдается уже в раннем возрасте. В случае
гомозиготной формы заканчивается летальным исходом от инфаркта миокарда в молодом возрасте.
Вторичная отмечается при нефрозах, заболеваниях печени, миеломной болезни, макроглобулинемии.
ХАРАКТЕРИСТИКА АТЕРОСКЛЕРОЗА (ПО СТАДИЯМ). РОЛЬ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЛПНП В
ИНИЦИАЦИИ АТЕРОСКЛЕРОЗА, ПРИЧИНЫ ИХ ПОЯВЛЕНИЯ. УЧАСТИЕ НЕЙТРОФИЛОВ И
МОНОЦИТОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ АТЕРОСКЛЕРОЗА. ЧТО ТАКОЕ ПЕНИСТЫЕ КЛЕТКИ? В ЧЕМ
ПРИЧИНА НАКОПЛЕНИЯ ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРОЛА В ЗОНЕ ВОСПАЛЕНИЯ?
Атеросклероз – это патология, характеризующаяся появлением атерогенных бляшек на внутренней поверхности
сосудистой стенки. Одна из основных причин развития такой патологии – нарушение баланса между поступлением
холестерола с пищей, его синтезом и выведением из организма.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
У пациентов, страдающих атеросклерозом, повышены концентрации ЛПНП и ЛПОНП.
Существуетобратная зависимость между концентрациейЛПВП и вероятностьюразвития атеросклероза.
Это
согласуется
с представлениями о функционировании ЛПНП как переносчиков ХС в ткани, а ЛПВП –
из тканей.
Атеросклероз лежит в основе большинства заболеваний системы кровообращения.
1) Ишемическая болезнь сердца (ИБС) и её формы: стенокардия, инфаркт миокарда, внезапная смерть;
2) Цереброваскулярные заболевания или поражения сосудов мозга: транзиторные
ишемические атаки, тромбоишемический инсульт;
3) Поражение нижних конечностей: перемежающаяся хромота, трофические язвы мягких тканей голеней, гангрена.
Смертность от них уже давно занимает первое место в мире и, несмотря на все достижения медицины, эта печальная
статистика остаётся пока неизменной.Атеросклероз встречается у мужчин в 2–3 раза чаще, нежели у женщин. Эта
разница в значительной мере объясняется
«защитным» в отношении развития липоидоза действием женских половых гормонов, поскольку более высокий
уровень эстрогена обеспечивает защиту.
Уже после 30–35 лет атеросклерозом заболевает 75% мужчин и 38% женщин, а в возрасте 55–60 лет эти цифры приближаются к
100%.
ТРИГГЕРЫ РАЗВИТИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА
•
Курение
•
Алкоголизм
•
Гиперлипопротеинемия (общий холестерин>5ммоль/л, , ЛПНП > 3 ммоль/л)
•
Артериальная гипертензия
•
Сахарный диабет
•
Ожирение
•
Гиподинамия
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
•
Неправильное питание
•
Наследственная предрасположенность
Базовой метаболической «предпосылкой» развития атеросклероза является гиперхолестеролемия
(повышенное содержание холестерола в крови). Гиперхолестеролемия развивается:
вследствие избыточного поступления холестерола, углеводов и жиров; короче, жирненькая калорийная пища.
генетической предрасположенности, заключающейся в наследственных дефектах структуры рецепторов ЛПНП
или апоВ-100, а также в повышенном синтезе или секреции апоВ-100 (в случае семейной комбинированной
гиперлипидемии, при которой в крови повышены концентрации и ХС и ТАГ).
Изменения нормальной структуры липидов и белков в составе ЛПНП так же влияет на развитие
атеросклероза. Это делает их чужеродными для организма и поэтому более доступными для захвата фагоцитами.
Модифицирование ЛП (изменение нормальной структуры) может происходить по нескольким механизмам:
•
гликозилирование белков, происходящее при увеличении концентрации глюкозы в крови;
•
перекисная модификация, приводящая к изменениям липидов в липопротеинах и структуры апоВ-100;
•
формирование аутоиммунных комплексов ЛП-антитело (изменённые ЛП могут становиться причиной
образования аутоантител)
Итак… самое интересное!
ФОРМИРОВАНИЕ АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКИХ БЛЯШЕК
В норме ЛПНП проникают через клетки эндотелия сосудов трансцитозом, верно?
Для осуществления нормальных процессов. То есть это НОРМА.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Шарманка начинается, когда происходит повреждение клеток эндотелия. О триггерах мы уже поговорили –
гипертензия, курение, гипергликемия, гиперхолестеролемия.
1) Повреждение клеток эндотелия приводит к тому, что в эндотелиальную стенку начинает поступать
огромное количество ЛПНП.
2) Белые кровяные тельца — моноциты — следуют за липопротеинами низкой плотности и вызывают их
разрушение вследствие окисления. Возможно, вы думаете, что макрофаги, захватывающие и
поглощающие липопротеины низкой плотности, полезны, но если липопротеинов
низкой плотности слишком много, макрофаг поглотит столько холестерина,
что может погибнуть. По сути, он объедается до смерти. После гибели он остается под поврежденным эндотелием.
Теперь мы имеем мертвый макрофаг, заполненный
липопротеинами низкой плотности и залегающий в
поврежденном эндотелии. Мертвые макрофаги называют
пенистыми клетками. В момент гибели макрофаг также
выделяет цитокины, что приводит к увеличению количества
моноцитов, которые захватывают и поглощают
больше липопротеинов низкой плотности, неминуемо погибая при этом.
Таким образом запускается порочный цикл
чрезмерного поглощения и массовых смертей…
3) Моноциты объедаются и погибают, количество
пенистых клеток увеличивается и образуется очаг
поражения,
который мы называем липидной полоской. Липидная полоска отличается тромбогенностью,
это значит, что кровь на ней сворачивается. Тромбоциты собираются на поврежденном
эндотелии и активируют
тромбоцитарный фактор роста, который, в свою очередь,стимулирует РОСТ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК.
Обычно гладкомышечные клетки остаются в пределах среднего уровня кровеносного сосуда, средней
оболочки. Активация тромбоцитарного фактора роста приводит к перемещению средних
гладкомышечных клеток во внутреннюю оболочку, где они размножаются. В процессе роста гладкой
мускулатуры синтезируются коллагеновые и
эластические волокна, а также протеогликаны, которые помогают сформировать вокруг липидной полоски стенку,
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
предотвращающую свертывание крови. Формируется фиброзное утолщение, а вместе липидная полоска и
окружающее ее фиброзное утолщение называют БЛЯШКОЙ.
Фиброзная капсула + липидная полоска = БЛЯШКА
4) Вследствие
образования
липидных полосок пролегающая ниже гладкая мускулатура стенки кровеносного сосуда также
начинает откладывать в бляшку кальций, создавая кристаллы.
Обычно кальций откладывается в стенку сосуда липопротеинами низкой плотности, а затем удаляется
липопротеинами высокой плотности. Образование бляшки негативным образом отражается на способности
липопротеинов высокой плотности к удалению кальция из сосуда, поэтому в его стенке накапливается кальций.
Поэтому именно отложение кальция в бляшке приводит к тому, что артерии утрачивают гибкость.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Атеросклероз – это воспалительное заболевание, т.к. здесь активно участвуют клетки иммунной системы.
Если в организме присутствует инфекция или воспаление, в крови вырастает содержание так называемого Среактивного белка. Поскольку повышенный уровень С-реактивногобелка не является специфическим
показателем для диагностики атеросклероза, он может выступать в качестве тревожного сигнала о
возможном наличии атеросклероза, особенно если присутствуют другие
5) Время от времени на фиброзном утолщении
появляются трещины, вследствие чего
расположенные под ним тромбогенные пенистые
макрофаги контактируют с кровью. Это происходит
бессистемно и если это случается, через несколько
мгновений на частично закупоренной артерии
начинает формироваться кровяной сгусток, что
быстро приводит к еще большему затруднению
прохождения крови через нее.
Когда кровеносный сосуд закупоривается
бляшкой скопившимся сверху кровяным
сгустком примерно на 70%, клетки в областях,
требующих притока крови, клетки начинают
разрушаться и умирать.
В некоторых случаях от основной бляшки отделяется некоторая часть. Она превращается в тромб, который
перемещается вместе с потоком крови до тех пор, пока не застрянет в более мелком кровеносном сосуде
или другой артерии со значительным образованием тромбоцитарных бляшек. Это четко показывает биопсия
ткани, поскольку в пораженном кровеносном сосуде имеются пустоты от растворившегося холестерина —
большие белые элементы в середине кровеносного сосуда.
ММннее 2200ккаачечреерзензеднеелдюе:л5ю46:9534960091329750034112275 3412
К ЧЕМУ МОЖЕТ ПРИВЕСТИ УМЕНЬШЕНИЕ ПРОСВЕТА СОСУДОВ В РАЗНЫХ АРТЕРИЯХ:
С
Светочка прекрасно изобразила это на картинке :3
ПРОФИЛАКТИКА АТЕРОСКЛЕРОЗА
o
o
o
Поддержание нормального АД
Отказ от курения
Избегание пищи с высоким содержанием сахара и жира
То, на что мы не можем повлиять, но что так же оказывает влияние на развитие атеросклероза:
o
o
старение
семейная предрасположенность (гиперхолестеролемия)
БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
•
Гипокалорийная диета
•
Гипохолистериновая диета (не более 300 мг/сут)
•
Обогащение пиши полиеновыми жирными кислотами
•
Витамины С,Е,А (антиоксидантная функция)
Меры по коррекции диеты недостаточны при лечении выраженной гиперхолестеролемии и атеросклерозе. В этом
случае лечение, как правило, комплексное.
•
Размыкание цикла энтерогепатической циркуляции желчных кислот. Для этого используют лекарства типа
холистерамина – полимера, который в кишечнике адсорбирует жёлчные кислоты и выводится с фекалиями,
уменьшая таким образом возврат жёлчных кислот в печень. В печени при этом увеличивается захват ХС из крови
для синтеза новых жёлчных кислот.
•
Ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы - такие препараты могут практически полностью подавить синтез
собственного ХС в организме. В этих условиях печень также увеличивает захват ХС из крови.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАРУШЕНИЙ ТРАНСПОРТА ЛИПИДОВ – ДИСЛИПОПРОТЕИНЕМИИ. ИХ ПРИЧИНЫ И
ПРОЯВЛЕНИЯ.
Дислипопротеинемии – нарушения обмена липопротеинов (ЛП) крови и, соответственно, нарушения обмена липидов,
транспортируемых ЛП. При дислипопротеинемиях содержание отдельных ЛП в плазме крови может быть повышено,
снижено или они полностью отсутствуют. Дислипопротеинемии могут быть либо специфическим первичным
проявлением нарушений в обмене липидов и ЛП, либо сопутствующим синдромом при некоторых заболеваниях
внутренних органов. При успешном лечении основного заболевания последние обычно исчезают.
К гиполипопротеинемиям относят следующие состояния:
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
1. Абеталипопротеинемия – возникает при редком наследственном заболевании, дефекте гена апопротеина В,
когда нарушается синтез белков апоВ-100 в печени и апоВ-48 в кишечнике. В результате в клетках слизистой
оболочки кишечника не формируются хиломикроны (ХМ), а в печени – липопротеины очень низкой плотности
(ЛПОНП), и в клетках этих органов накапливаются капельки жира.
2. Семейная гипобеталипопротеинемия: концентрация ЛП, содержащих апоВ составляет лишь 10-15% от
нормального уровня, но организм способен образовывать ХМ.
3. Семейная недостаточность α-ЛП (болезнь Тангира): в плазме крови практически не образуются
липопротеины высокой плотности (ЛПВП), а в тканях накапливается большое количество эфиров холестерола
(ХС), у пациентов отсутствует апоС-II, являющийся активатором липопротеинлизапы (ЛПЛ), что ведет к
характерному для данного состояния повышению концентрации триацилглицеролов в плазме крови.
Кратко о типах:
ТИП I – Семейная гиперхиломикронемия
Генетические дефекты любого из белков, участвующих в метаболизме ХМ(хиломикронов), приводят к
развитию семейной гиперхиломикронемии – накоплению ХМ в крови. Заболевание проявляется в раннем детском
возрасте, характеризуется гепатоспленомегалией, панкреатитом, абдоминальными болями.
Лечение: диета с низким содержанием липидов (до 30 г/сутки) и высоким содержанием углеводов.
ТИП II - Cемейнаягиперхолестеролемия.
Как уже говорилось, существует 2 типа:
II а – характеризующийся высоким содержанием в крови липротеинов низкой
плотности (ЛПНП) II б – с повышенным уровнем как ЛПНП, так и ЛПОНП
(липопротеинов очень низкой плотности)
Заболевание связано с нарушением рецепции и катаболизма ЛПНП – дефект клеточных рецепторов для ЛПНП
или изменение их структуры, сопровождается усилением биосинтеза холестерола, апо-В и ЛПНП.
МнеМ2н0е к2а0кча ечререеззннееддееллюю: 5: 456496399030910207513247152 3412
Лечение: диета с низким содержанием холестерола и насыщенных жиров.
ТИП III - семейнаядисбеталлипопротеинемия.
Обусловленааномальным составом ЛПОНП. Они обогащены свободным холестеролом и дефектным апо-Е,
тормозящим активность печеночныйтриглицероллипазы. Это ведет к нарушениям катаболизма ХМ и ЛПОНП.Состояние
характеризуется высоким содержанием остатков ЛПОНП, гиперхолестеролемией и триацилглицеролемией, наблюдаются
ксантомы, атеросклеротические поражения периферических и коронарных сосудов.
Лечение: диетотерапия, направленная на снижение веса.
ТИП IV - семейнаягипертриацилглицеролемия
Повышенное образование ЛПОНП в печени, либо замедленный их катаболизм, либо то и другое вместе взятое.
Повышение уровня триглицеридов в плазме крови происходит за счет фракции ЛПОНП.
Лечение: диетотерапия, направленная на снижение веса.
ТИП V - гиперпребеталипопротеинемия с гиперхиломикронемией
При этом типе патологии изменения фракций ЛП крови носят сложный характер: повышено содержание ХМ и
ЛПОНП, уровень фракций ЛПНП и ЛПВП уменьшен. Больные часто имеют избыточную массу тела, возможно развитие
гепатоспленомегалии, панкреатита, атеросклероз развивается не во всех случаях. Как вторичное явление
гиперлипопротеинемия V типа может наблюдаться при инсулинзависимом сахарном диабете, гипотериозе, панкреатите,
алкоголизме, гликогенозе I типа.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Лечение: диетотерапия, направленная на снижение веса, диета с низким содержанием углеводов и липидов.
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ, ВСЁ!
На этом мы с вами прощаемся до следующего года!
Пусть он будет намного лучше, чем уходящий<3
Курина Таня,
2.2.15 Иллюстрации:
Логунова Света
Оформление: Акопова
Настя
2020 год
Мне 20ка через неделю: 5469 3900 1275 3412
Таня, ничего не двигай блять или получишь
по жопе Настя, я тут папочка!
Хаю хай! Нет, это до сих пор не Ивангай, но мы тоже
ничего, честно…
Надеюсь, все всё сдали, подтерли попу и готовы вновь покорять мир
биохимии и обретать новые скиллы для выживания в РНЯМУ!
Так же, хочется верить, что читаете вы эту методичку дома, а не в
автозаке или СИЗО
Вот вам наше дружественное напутствие в грядущий семак:
Автор идеи: Таня Курина, 2.2.15
@tanissimoo https://vk.com/tanissimooo
«Лучше обосраться до пары, чем во время…»
Иллюстрации: Света Логунова, 2.2.15
@ssvtln https://vk.com/ssvtlnl
«За мое здоровье и за ваше о4ко »
Редактор: Настя Акопова 2.2.15 как же ты заебала
@anastasiska.a https://vk.com/lohopova
«За вас, за нас и за пивас »
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Оглавление
Азотистый баланс и причины его «изменений»...........................................................................................................................................3
Пищевые источники белка и суточная потребность..................................................................................................................................5
Биологическая ценность белка..............................................................................................................................................................................7
Механизм синтеза и биологическая роль соляной кислоты.................................................................................................................10
Переваривание белков..............................................................................................................................................................................................11
Проблемы жкт...............................................................................................................................................................................................................17
Гниение белков............................................................................................................................................................................................................21
Превращение аминокислот под действием микрофлоры кишечника.............................................................................................22
Процессы обезвреживания токсичных продуктов в печени. Микросомальное окисление и система конъюгации 25
Транспорт аминокислот через клеточные мембраны (вторичный активный транспорт и при участии глутатиона) 31
Источники и пути превращений аминокислот в тканях. Особенности метаболизма глюкогенных и кетогенных
аминокислот..................................................................................................................................................................................................................33
Виды дезаминирования аминокислот (восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное, окислительное)
..............................................................................................................................................................................................................................................36
Прямое и непрямое окислительное дезаминирование...........................................................................................................................39
Значение реакций трансаминирования. Реакции, катализируемые аспартатамино-трансферазой (аст) и
аланинаминотрансферазой (алт)
..............................................................................................................................................................................................................................................
46
Особенности непрямогодезаминирования в мышечной ткани – цикл имф-амф........................................................................49
Судьба α-кетокислот, образовавшихся в процессах дезаминирования на примере пирувата, оксалоацетата, αкетоглутарата. Расчет энергетической ценности окисления этих аминокислот
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
..............................................................................................................................................................................................................................................
51
Синтез биогенных аминов (на примере γ-аминомасляной кислоты, гистамина, серотонина, дофамина). Роль этих
биогенных аминов
..............................................................................................................................................................................................................................................
54
Обезвреживание биогенных аминов: дезаминирование с участием моноаминооксидазы (мао) и реакции метилирования
..............................................................................................................................................................................................................................................58
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС И ПРИЧИНЫ ЕГО «ИЗМЕНЕНИЙ»
Белки в организме постоянно обновляются –разлагаются до аминокислот и повторно синтезируются. Когда белок
разрушается, его аминокислоты выделяются в пул свободных аминокислот организма.
Свободные аминокислоты могут иметь разную судьбу:
1) Использоваться для построения белков
2) Служат прекурсорами для синтеза основных азотсодержащих соединений (гем, ДНК, РНК)
3) Окисляются как топливо для получения энергии.
Когда аминокислоты окисляются, их азот выводится с мочой, главным образом с мочевиной, а так же другими
азотистыми экскреторными продуктами (креатинин, мочевая кислота, соли аммония). Некоторое количество азота так
же выводится с потом, калом и ороговевающим эпителием.
АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС– количественная разница
между введением с пищей азота и выведением его в
виде конечных продуктов азотистого обмена
(преимущественно мочевина, соли аммония),
выраженных в одинаковых единицах (в г/сут).
Определение азотистого баланса часто используют в
клинике для оценки обеспеченности больного
белковой пищей.
Азотистое равновесие – состояние, при котором
количество поступающего азота равно количеству
выделяемого. Это состояние здорового человека при
нормальном питании.
Азотистый баланс равен нулю.
Различают так же положительный и отрицательный азотистые балансы:
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Положительный азотистый баланс - количество выводимого из организма азота меньше количества азота, вводимого
с пищей. В этом случае часть азота остается в организме и расходуется в первую очередь на биосинтез
высокомолекулярных белковых веществ органов и тканей.Оно свидетельствует о том, что синтетические процессы
превалируют над процессами распада белков органов и тканей.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Встречается у детей(как у активно растущих организмов), беременных, а так же у тяжелых больных при восстановлении.
Отрицательный азотистый баланс - количество выделяемого азота превышает количество азота, поступающего в течение
суток.
Это состояние встречается при голодании (частичном или полном), белковой недостаточности, при тяжелых
заболеваниях, когда происходит интенсивный распад белков тела у больных, получающих даже полноценную в
качественном и количественном отношении белковую пищу. У людей пожилого возраста даже без видимых
патологических процессов часто отмечается отрицательный азотистый баланс, связанный с превышением скорости
распада белков, хотя организм может получать достаточное количество белка.
С понятием азотистого баланса тесно связана проблема о нормах белка в питании. В среднем азотистое
равновесие у человека устанавливается уже при приеме в сутки 30-45 г белка. Это минимальное количество
белка, позволяющее поддерживать азотистое равновесие при диете, полностью покрывающей энергетические
потребности организма человека, было названо «физиологическим минимумом белка».
ОСОБЕННОСТИ АЗОТИСТОГО БАЛАНСА У ДЕТЕЙ
Как уже говорилось, у детей азотистый баланс положительный, т.к. он является необходимым условием роста.
Хотя в течение первых 3-х дней жизни азотистый баланс отрицателен, что объясняется недостаточным поступлением
белка с пищей. В этот период обнаруживается транзиторное повышение концентрации остаточного азота в крови (так
называемая физиологическая азотемия), иногда достигающее 70 ммоль/л;
К концу 2-й нед. жизни концентрация остаточного азота снижается до уровня, отмечаемого у взрослых. Количество
выделяемого почками азота нарастает в течение первых 3-х дней жизни, после чего снижается и вновь начинает
увеличиваться со 2-й недели жизни параллельно возрастающему количеству пищи.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ БЕЛКА И СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ
Наиболее богаты белками продукты животного происхождения – мясо, рыба, сыр. Из растительных продуктов
достаточно высокими процентами обладают соя и горох. Белки, поступающие с пищей из данных продуктов, являются
основным источником аминокислот для клеток организма.
Но белки же синтезируются из аминокислот на рибосомах, почему достаточное потребление белков с пищей
так важно?
В ходе эволюции человек утратил способность синтезировать почти половину из 20 протеиногенных аминокислот. Это
связано с тем, что синтез некоторых из таких аминокислот очень энергозатратный – они требуют большого количество
ферментов, кодирующихся многими генами. Поэтому получать уже готовые аминокислоты из пищи – намного экономнее.
Это же знакомые нам НЕЗАМЕНИМЫЕ аминокислоты: фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин,
изолейцин.
Частично заменимые аминокислоты – аргинин и гистидин, которые у взрослых образуются в достаточном количестве,
а для детей необходимо получать их и с пищей.
Условно заменимые аминокислоты – тирозин и цистеин - синтезируются из незаменимых
аминокислот: Фениаланин -- >Тирозин
Метионин -- >Цистеин
ЗАМЕНИМЫЕ
НЕЗАМЕНИМЫЕ
ЧАСТИЧНО ЗАМЕНИМЫЕ
УСЛОВНО ЗАМЕНИМЫЕ
Глицин, аспарагиновая кислота, аспарагин,
глутамин, глутаминовая кислота, серин,
пролин, аланин
Фенилаланин, метионин, треонин,
триптофан, валин, лизин, лецин,
изолейцин
Аргинин, гистидин
Тирозин и цистеин
Физиологическая потребность в белке для взрослого населения - от 65 до 117 г/сутки для мужчин и от 58 до 87
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
г/сутки для женщин. Физиологическая потребность в белке детей до 1 года - 2,2 - 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1
годаот 36 до 87 г/сутки.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
1 грамм белка при окислении в организме даёт 4 ккал.
Основной трудностью при расчете нормативов потребления белков является разнообразие их аминокислотного состава и
неодинаковая потребность организма в разных аминокислотах. В связи с этим введены критерии качества белка:
соотношение заменимых и незаменимых аминокислот – в белке должно быть не менее 32% незаменимых аминокислот,
близость аминокислотного состава белка к аминокислотному составу усредненного белка тела человека,
легкость переваривания в ЖКТ.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ БЕЛКА
Состояние белкового обмена целостного организма зависит не только от
количества принимаемого с пищей белка, но и от его качественного
состава.
Биологическая ценность (БЦ) белков характеризует их качество, способность
обеспечить пластические процессы и синтез метаболически активных субстанций,
и обусловлена наличием в них незаменимых аминокислот, их соотношением с
заменимыми, и усвояемостью в желудочно-кишечном тракте.
В целом можно утверждать, что БЦ белка определяется его первой
лимитирующей аминокислотой. Если организм требует, например, 1 г
фенилаланина ежедневно, а с пищевыми продуктами поступает 500 г белка и
при этом всего 0,5 г фенилаланина, БЦ белка является очень низкой, поскольку
для анаболических целей будет использована только часть белка, а остальные выведена из организма.
В опытах на животных было показано, что получение одинакового количества
различных пищевых белков приводит в ряде случаев к развитию отрицательного
азотистого баланса. Так,
скармливание одних и тех же количеств казеина и желатина крысам приводило к положительному азотистому балансу в
первом случае и к негативному - во втором.
!Все дело заключается в разном аминокислотном составе белков, и послужило базой для предположения о существовании
в природе якобы
«неполноценных» белков. Растительные белки считаются неполноценными, так как в их составе мало незаменимых
аминокислот, и доля тех или иных аминокислот в растительном белке резко отличается от таковой животного белка.
Существует понятие оптимального по всем параметрам идеального (эталонного) белка, к нему наиболее близок белок куриного
яйца.
В идеальном белке признано эталонным содержание четырех незаменимых аминокислот. Количество их установлено в
граммах на 100 г идеального белка:
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
лизина—12,4
триптофана —
3,1
суммы метионина и цистеина— 10,8.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
При оценке полноценности любого белка в нем определяется содержание этих аминокислот в процентах по отношению к
эталонному содержанию в идеальном белке.
БЕЛКОВАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ (БН)
Первичная: вызванная недостаточным потреблением питательных веществ
Вторичная: как результат заболеваний или приема лекарственных препаратов, которые мешают усвоению питательных
веществ
Первичная БН встречается главным образом у детей и пожилых лиц, т.е. у тех, у кого ограничен доступ к продуктам,
хотя, в пожилом возрасте частая причина - депрессия. БН может быть также следствием соблюдения постов или нервной
анорексии.
У детей хроническая первичная БН имеет две основные формы:
Алиментарный маразм (сухая форма БН) –разновидность белково-энергетической недостаточности. Вызывает
потерю веса и истощение мышц и жирового запаса. В развивающихся странах маразм – это самая частая форма
БН у детей.
Симптомы, общие для состояний белково-энергетической недостаточности — сухая кожа, свободные складки кожи,
свисающие на бедрах, под мышками и т.д. Атрофия мышц и подкожной клетчатки, возможно также чередующиеся
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
полосы пигментированных и депигментированных волос, пятна на коже, вызванные её шелушением. Больной часто
раздражен и ненасытно голоден. Живот растянут или вздут, контурируются петли кишечника. Основной обмен
снижается, температура тела субнормальная, чаще запоры, хотя может наблюдаться и голодная диарея.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Квашиóркор (детская пеллагра, также называется влажной, опухлой или отечной формой) – это следствие
преждевременного прерывания грудного вскармливания, которое обычно происходит, когда рождается
младший ребенок, «отстраняя» старшего ребенка от груди.
КВАШИОРКОР (kwashiorkor на одном из языков коренного населения Ганы – «красный мальчик», «золотой мальчик»)
Симптомы: вздутие живота, отставание в росте, сильная отечность, тошнота, диарея, анорексические и дистрофические
признаки тела, чрезмерное развитие пигмента и отслаивание клеток кожи в натираемых местах с утратой кожного
пигмента
(возможно по всему телу).
Лечение: При диагностировании квашиоркора ребенка немедленно переводят на стационарное лечение.
Там ему обеспечивают правильный рацион питания, насыщенный витаминами группы В и А, с постепенным
повышением количества белка и калорий.
Так же конкретные проявления недостаточности из аминокислот были выявлены у крыс, которым
скармливали белки, лишенные определенной аминокислоты.
При отсутствии:
Цистеина – возникал острый некроз
печени Гистидина – катаракта
Метионина – анемия, ожирение, цирроз печени, облысение и геморрагия
почек. Лизина – анемия и внезапная гибель.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
У ребёнка, страдающего квашио
МЕХАНИЗМ СИНТЕЗА И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
Соляная кислота входит в состав желудочного сока, являющегося продуктом нескольких
типов клеток. HCl синтезируется обкладочными клетками стенки желудка. (гиста
передает привет и желает тебе долгих лет жизни)
Белки, попадая в желудок, стимулируют выделение гистамина и гастринов, которые
вызывают секрецию соляной кислоты и профермента – пепсиногена.
Источником H+ является Н2СО3. Она образуется в обкладочных клетках
желудка из СО2, диффундирующего из крови, и Н2О под действием
карбоангидразы.
Затем Н2СО3 диссоциирует на бикарбонат и протон водорода.
Бикарбонат (HCO3) при участии специальных белков выделяется в плазму крови в обмен на Cl-. Ионы Clпоступают в просвет желудка через хлоридный канал.
Протоны (H+) поступают в просвет желудка активным транспортом при помощи H+/K+АТФазы. Итак, в просвете желудка встретились Cl- и H+ и образовали соляную кислоту
HCl. Она снижает pH
желудочного сока до 1,0-2,0 за счёт высокой своей концентрации (до 0,16М).
Так же потребление белковой пищи может сопровождаться выделением
щелочной мочи, засчёт высоко концентрации бикарбоната в крови,
диффундирующего из обкладочных клеток желудка.
Биологическая роль НСl:
Под её действием происходит денатурация белка, не
подвергшегося термической обработке, что увеличивает
доступность пептидных связей для протеаз.
Обладает бактерицидным действием и препятствует попаданию
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
патогенных бактерий в кишечник.
Активирует пепсиноген и создает для него оптимальный pH.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПЕРЕВАРИВАНИЕ БЕЛКОВ
Протеолитические ферменты (так же называемые
протеазами) расщепляют пищевые белки на входящие
в их состав аминокислоты в желудке и в кишечнике.
Многие из этих протеаз синтезируются в виде более
крупных неактивных форм, называемых зимогенами.
Зимогены больше, чем активные ферменты. Неактивные
зимогены синтезируются в клетках и затем секретируются
в просвет ЖКТ, где они расщепляются на более мелкие
формы, которые уже обладают протеолитической
активностью – активные формы ферментов. Эти ферменты
специфичны, нет единого фермента, который может
полностью переварить белок. Однако, действуя сообща
(винкс, только вместе мы сильны…), они могут переварить
пищевые белки до аминокислот и небольших пептидов,
которые потом расщепятся пептидазами эпителиальных
клеток кишечника.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПЕРЕВАРИВАНИЕ В ЖЕЛУДКЕ
Главные клетки эпителия желудка секретируют пепсиноген, а обкладочные клетки
– соляную кислоту. Кислота в просвете желудка изменяет конформацию
пепсиногена, таким образом, он может самостоятельно расщепиться и превратиться
в активную протеазу – пепсин. Итак, активация пепсиногена является
автокаталитической.
Пищевые белки денатурируются кислотой в желудке, это их инактивирует и
частично разворачивает, так они становятся лучшими субстратами для протеазы. А
вот пепсин при таком низком pH не денатурирует и действует как эндопептидаза,
расщепляя пептидные связи в различных участках белковой цепи. И хотя пепсин
имеет довольно широкую специфичность, он имеет тенденцию (как говорят
американцы…) расщеплять пептидные связи между ароматическими (тирозин,
фенилаланин и триптофан) и между аминогруппами и карбоксигруппами лейцина,
глутаминовой кислоты и т.д.
Гастриксин по своим функциям близок к пепсину, его количество в желудочном соке составляет
20-50% от количества пепсина. Синтезируется главными клетками желудка в
виде прогастриксина (профермент) и активируется соляной кислотой. Оптимум
рН гастриксина соответствует 3,2-3,5 и значение этот фермент имеет при питании
молочно- растительной пищей, слабее стимулирующей выделение соляной кислоты
и одновременно нейтрализующей ее в просвете желудка. Гастриксин является
эндопептидазой и гидролизует связи, образованные карбоксильными группами
дикарбоновых аминокислот.
Таким образом, при действии желудочного сока на белки мы получили мелкие
пептиды и немного свободных аминокислот.
РЕГУЛЯЦИЯ ЖЕЛУДОЧНОГО ПИЩЕВАРЕНИЯ
Регуляция осуществляется нервными (условные и безусловные рефлексы) и гуморальными механизмами. К
гуморальным регуляторам желудочной секреции относятся гастрин и гистамин.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Гастрин секретируется специфичными G-клетками пилорического отдела:
в ответ на раздражение механорецепторов,
в ответ на раздражение хеморецепторов (продукты первичного гидролиза белков),
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
под влиянием n.vagus.
Далее гастрин через системный кровоток достигает и стимулирует главные, обкладочные и добавочные клетки, что
вызывает секрецию желудочного сока, в большей мере соляной кислоты. Также он обеспечивает секрецию
гистамина, влияя на ECL-клетки (enterochromaffin-like cells, англ. энтерохромаффиноподобные клетки).
Гистамин, образующийся в энтерохромаффиноподобных клетках слизистой оболочки желудка (фундальные железы),
выходит в кровоток, взаимодействует с Н2-рецепторами на обкладочных клетках и увеличивает в них синтез и секрецию
соляной кислоты.
Закисление желудочного содержимого (pH 1,0) по механизму обратной отрицательной связи подавляет активность
G-клеток, снижает секрецию гастрина и желудочного сока.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ПАНКРЕТИЧЕСКИМИ ФЕРМЕНТАМИ
Когда содержимое желудка попадает в кишечник, оно сталкивается с выделениями
из экзокринной поджелудочной железы. Как мы уже знаем, эта железа
секретирует амилазу, для переваривания крахмала, и липазы с колипазами для
переваривания триацилглицеролов.
В кишечнике под влиянием соляной кислоты, поступающей из желудка в составе
пищевого комка, начинается секреция гормона секретина, который с током
крови достигает поджелудочной железы и стимулирует выделение жидкой части
панкреатического сока, богатого карбонат-ионами (HCO3–). В результате рН
химуса в тонкой кишке повышается до 7,2-7,5 или, при усиленной секреции, до
8,5.
Благодаря работе желудочных ферментов в химусе имеется некоторое количество
аминокислот, вызывающих освобождение холецистокинина-панкреозимина. Он
стимулирует секрецию другой, богатой проферментами, части поджелудочного
сока, и секрецию желчи.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Нейтрализация кислого химуса в двенадцатиперстной кишке происходит также при участии желчи. Формирование
желчи (холерез) идет непрерывно, не прекращаясь даже при голодании.
Протеазы поджелудочной железы так же секретируются в
неактивной проферментной форме (зимогены), потому что
активные формы этих ферментов могут переваривать друг друга, и
для зимогенов очень важно, чтобы они были активированы лишь на
короткий промежуток времени. Это достигается расщеплением
трипсиногена до активного трипсин про помощи энтеропептидазы
(протеаза, раннее называемая энтерокиназой), которая
секретируется каемчатыми клетками тонкого кишечника.
Трипсин затем расщепляет и другие зимогены поджелудочной
железы, активируя их. Химотрипсиноген он превращает в
химотрипсин, проэластазу в эластазу, прокарбоксипептидазы в
карбоксипептидазы.
Таким образом, трипсин играет центральную роль в пищеварении, потому
что он расщепляет пищевые белки и активирует другие протеазы
поджелудочной железы.
Трипсин, химотрипсин и эластаза – это сериновые протеазы, которые
действуют как эндопептидазы.
ТРИПСИН – наиболее специфичен из этой шайки протеаз и
действует на пептидные связи между лизином и аргинином.
ХИМОТРИПСИН – менее специфичен, но все же предпочитает остатки,
которые содержат гидрофобные аминокислоты.
ЭЛАСТАЗА – расщепляет не только эластин, но и другие белки по
связям между аминокислотами с небольшими боковыми цепями
(аланин, глицин, серин).
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Этот отряд самоубийц продолжает переваривание пищевых
белков, которое начинается еще в желудке.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Пептиды меньшего размера, образованные при действии этих протеаз, атакуются экзопептидазами, которые отщепляют с
каждым разом по одной аминокислоте с конца цепи. Зимогены прокарбоксипептидазы так же вырабатываются
поджелудочной железой и по старой доброй традиции активируются трипсином, превращаясь в карбоксипептидазы.
КАРБОКСИПЕПТИДАЗА А – преимущественно высвобождает гидрофобные
аминокислоты КАРБОКСИПЕПТИДАЗА Б – высвобождает оснóвные аминокислоты
(аргинин, лизин)
Панкреатические протеазы (трипсин, химотрипсин, эластаза и карбоксипептидазы) расщепляют полипептиды на
олигопептиды и аминокислоты.
КАК КЛЕТКИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ЗАЩИЩАЮТСЯ ОТ ДЕЙСТВИЯ ПРОТЕАЗ
Протеазы образуются в неактивно форме и активируются только после секреции в просвет кишечника. То есть
место синтеза и место действия этих ферментов пространственно разделены
Белок-ингибитор трипсина, образующийся клетками поджелудочной железы вместе с активной формой
фермента, с которым он образуют прочный комплекс
Слой слизи и полисахариды на клетках в полости желудка и кишечника
ЭПИТЕЛИЙ КИШЕЧНИКА
Дальнейшее расщепление олигопептидов на аминокислоты осуществляется с помощью ферментов, вырабатывающиеся
эпителиальным клетками кишечника.
Экзопептидазы, которые они секретируют, действуют внутри щеточной каемки, а так же внутри самой клетки.
Аминопептидазы, расположенные на щеточной каемке, отщепляют по одной аминокислоте от N-конца пептида, а
внутриклеточные пептидазы окончательно расщепляют их до аминокислот.
В конечном итоге аминокислоты, образующиеся при переваривании белка, всасываются эпителиальными клетками
кишки и попадают в кровь. Пищеварительные ферменты затем переваривают сами себя, вместе с пищевым белком. Они
так же переваривают и кишечные эпителиоциты, которые постоянно обновляются.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ВНУТРИКЛЕТОЧНОЕ ПЕРЕВАРИВАНИЕ БЕЛКОВ
Белки так же постоянно синтезируются и разлагаются в клетках. Это обеспечивается большим количеством протеаз.
Лизосомальные протеазы – катепсины (зачем вы так с катей) разрушают белки, попадающие в лизосомы. Также,
цитоплазматические белки, нацеленные на обмен, ковалентно связаны с небольшим белком убиквитином, который затем
взаимодействует с большим белковым комплексом – протеасомой, чтобы разрушить белок (АТФ-зависимый процесс).
Аминокислоты, образованные при разрушении беков, затем можно использовать для синтеза уже новых белков, либо
для производства энергии.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПРОБЛЕМЫ ЖКТ
НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДКЕ
При различных заболеваниях ЖКТ в желудке нарушается выделение HCL и пепсиногена, при этом переваривание белков заметно
снижается. Чаще встречаются патологии изменения кислотности желудочного сока, реже и при более значительных
поражениях желудка – нарушения образования пепсина.
Определение кислотности желудочного сока используют для диагностики различных заболеваний.
Кислотность повышена (прямо как в
моей
2.2.15)
Сопровождается: изжогой, диареей,
симптомами язвы желудка, 12перстной
кишки и гиперацидного гастрита
Кислотность понижена
При некоторых видах гастритов. Полное
отсутствие соляной кислот и пепсина
(желудочная ахилия) наблюдается при
атрофических гастритах и
сопровождается пернициозной анемией
вследствие недостаточности выработки
фактора Каса и
нарушения всасывания витамина В12
Значительная потеря слизистой
оболочки желудка и обкладочных
клеток, секретирующих соляную
кислоту. Часто вызывает рак
желудка.
Анацидность (pH>6)
Кислотность желудочного сока выражается в титрационных
единицах (ТЕ). При определении кислотности желудочного сока
различают:

Общую кислотность – совокупность всех кислотореагирующих веществ желудочного сока, представляет собой
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412

секрет желудка, собираемый в течении 1 ч.
НОРМА=40-60МЕ
Связанную соляную кислоту – HCl, связанная с белками и продуктами их
переваривания. НОРМА=20-30 ТЕ
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412

Свободную HCl – соляная кислота, не связанная с компонентами
желудочного сока НОРМА=20-40 ТЕ
Норма рН желудочного сока=1,5-2
Молочная кислота в желудочном соке в норме отсутствует, она образуется при уменьшении содержания или отсутсвии
свободной соляной кислоты в результате размножения молочнокислых бактерий или при злокачественных опухолях
желудке, в клетках которых глюкоза окисляется анаэробным путем.
Уменьшение переваривания белков из-за низкой протеолитической активности в желудке (пониженная кислотность)
или в кишечнике (хронические панкреатиты), нарушение целостности стенки кишечного тракта вследствие
гельминтозов или неполной нейтрализации соляной кислоты (гиперацидный гастрит, нарушение желчевыделения)
приводит к последствиям, которые отражаются на деятельности всего организма.
ПИЩЕВЫЕ АЛЛЕРГИИ
В раннем постнатальном периоде (у новорожденных и до 2-3 месяцев) проницаемость стенки кишечника у детей даже в
норме повышена. Такая особенность обеспечивает проникновение антител молозива(секрет молочных желез,
выделяющийся в первые дни после родов, обогащенный антителами и антитоксинами) и материнского молока в кровь
ребенка и создает младенцу пассивный иммунитет.
Молозиво также содержит ингибитор трипсина, предохраняющий иммуноглобулины от быстрого гидролиза.
Однако при наличии неблагоприятных обстоятельств (гиповитаминозы, индивидуальные особенности,
неправильное питание) проницаемость кишечной стенки возрастает и создается повышенный поток в кровь
младенца пептидов коровьего молока (при искусственном вскармливании), пептидов и веществ, присутствующих в
материнском молоке – развивается пищевая аллергия.
Аналогичная ситуация может наблюдаться у старших детей и взрослых при нарушениях желчевыделения,
при гельминтозах, дисбактериозах, поражении слизистой оболочки кишечника токсинами и т.п.
ЦЕЛИАКИЯ
Целиакия – аутосомно-доминантное прогрессирующее заболевание, с разной степенью выраженности, с частотой до
0,5-1%. Приводит к изменениям в тощей кишке: воспалению и сглаживанию слизистой оболочки, исчезновению
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ворсинок и атрофии щеточной каемки, к появлению кубовидных энтероцитов.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Причиной является врожденная непереносимость белка клейковины злаков (глютена), или точнее – его растворимой
фракции глиадина. Заболевание проявляется после введения в рацион младенца глиадин-содержащих продуктов
(пшеница, рожь, ячмень), в первую очередь манной каши.
Патогенез заболевания до сих пор не выяснен, имеется гипотеза о прямом токсическом воздействии на стенку
кишечника и гипотеза иммунного ответа на белок в стенке кишки.
ОСОБЕННОСТИ У ДЕТЕЙ
Желудок
Сразу после рождения ребенка кислотность желудочного сока почти нейтральна и составляет примерно 6,0, после чего
в течение 6-12 часов снижается до 1-2 единиц рН. Однако к концу первой недели жизни рН вновь повышается до 5,0-6,0 и
сохраняется на высоком уровне продолжительное время, постепенно снижаясь до величины рН 3,0-4,0 к концу первого
года жизни. Существенной особенностью грудного возраста является то, что кислотность желудочного сока
обеспечивается в основном молочной кислотой, а не соляной. В возрасте 4-7 лет показатель общей кислотности не
превышает 40 ммоль/л (норма у взрослых 40-60 ммоль/л),
величина рН в среднем составляет 2,5, в дальнейшем она снижается до величины взрослых 1,5-2,0.
В целом протеолитическая активность желудочного сока к концу первого года
жизни возрастает в 3 раза, но остается вдвое ниже, чем у взрослых.
Из-за сниженной кислотности желудка в грудном возрасте (за исключением первых
дней жизни) пепсин не играет существенной роли в переваривании белка. Основным
ферментом желудка грудных детей является реннин (химозин). Его активность
обнаруживается еще в антенатальном периоде, являясь максимальной к моменту
рождения и не меняясь до 10 дня жизни. Синтезируется реннин главными клетками
желудка в виде профермента (прореннина) и активируется при рН менее 5,0.
Оптимальная кислотность среды для реннина 3,0-4,0.
Реннин имеет значение для переваривания молочного белка казеина. Отщепление
гликопептида от казеина превращает последний в параказеин, который связывает
ионы кальция, створаживается и образует нерастворимую соль. Благодаря этому
молочный белок задерживается в желудке и подвергается частичному
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
перевариванию гастриксином. У взрослых функцию реннина берет на себя соляная
кислота, денатурирующая казеин.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Кишечник
В раннем грудном возрасте активность поджелудочной железы относительно низка, однако к концу первого года жизни
секреция панкреатических ферментов возрастает от 2 до 10 раз, переваривание белков происходит практически
полностью и к завершению грудного возраста всасывается до 98% поступивших аминокислот.
Низкая кислотность желудка и "слабая" протеолитическая активность ЖКТ в первые часы, дни и месяцы жизни
обеспечивают формирование пассивного иммунитета младенца, т.к. антитела молозива и грудного молока
всасываются не повреждаясь и не перевариваясь. Благодаря этому дети, находящиеся на грудном вскармливании, менее
подвержены детским болезням, перенесенными матерью в ее детстве, и взрослым инфекциям.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ГНИЕНИЕ БЕЛКОВ
При:
o
при ухудшении всасывания аминокислот,
o
при избытке белковой пищи,
o
при нарушении деятельности пищеварительных желез,
o
при снижении перистальтики кишечника (запоры)
аминокислоты и недопереваренные фрагменты белков достигают толстого кишечника, где подвергаются
воздействию кишечной микрофлоры. Такой процесс получил название гниение белков в кишечнике.
При этом образуются продукты разложения аминокислот, представляющие собой

токсины (аммиак, кадаверин, путресцин, крезол, фенол, скатол, индол, пиперидин, пирролидин, сероводород (H2S),

метилмеркаптан (СН3SН) и другие),
нейромедиаторы (серотонин, гистамин, октопамин, тирамин, триптамин).
Всасываясь в кровь, эти вещества вызывают общую интоксикацию, колебания артериального давления, головные
боли, понижение аппетита, понижение болевой чувствительности, анемии, миокардиодистрофии, нарушение
желудочной секреции, в тяжелых случаях возможны угнетение дыхания, сердечной деятельности и кома.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПРЕВРАЩЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МИКРОФЛОРЫ КИШЕЧНИКА
Наш кишечник богат различными микроорганизмами, которые также как и мы нуждаются в доставке с пищей определенных
аминокислот.
В кишечнике создаются оптимальные условия для образования ядовитых продуктов распада аминокислот: фенола,
индола, крезола, скатола, сероводорода, метилмер-каптана, а также нетоксичных для организма соединений: спиртов,
аминов, жирных кислот, кетокислот, оксикислот и др.
образование крезола и фенола, скатола и индола
Микробные ферменты кишечника вызывают постепенное разрушение боковых цепей циклических аминокислот, в
частности тирозина и триптофана, с образованием ядовитых продуктов обмена – соответственно крезола и фенола, скатола и
индола.
После всасывания эти продукты через воротную вену попадают в печень, где подвергаются обезвреживанию
путем химического связывания с серной или глюкуроновой кислотой с образованием нетоксичных, так
называемых парных, кислот (например, фенолсерная кислота или ска-токсилсерная кислота). Последние
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
выделяются с мочой.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Образование кадаверина и путресцина
Кадаверин – (лат. cadaver- труп) α,β-пентаметилдиамин (1,5диаминопентан) продукт ферментативного декарбоксилирования
лизина, образуется при разложении белков.
Путресцин – образуется при декарбоксилировании
бактериями орнитина. За реакцию отвечает фермент
орнитиндекарбоксилаза,
коферментом
является
пиридоксальфосфат.
В тканях организма путресцин — исходное соединение для
синтеза двух физиологически активных полиаминов —
спермидина и спермина. Эти вещества наряду с
путресцином, кадаверином и другими диаминами входят в состав
рибосом, участвуя в поддержании их структуры.
Образование метилмеркаптана и сероводорода
Метилмеркатан (или метантиол) образуется при различных процессах разложения сераорганических соединений, в
первую очередь — при гниении белков, в состав которых входят серосодержащие аминокислоты — цистеин и
метионин. Он находится также в испражнениях и кишечных газах человека и животных, придавая им вместе со
скатолом и другими тиолами неприятный запах.
Эндогенный сероводород образуется в организме из цистеина при помощи ферментов цистатионин-β-синтетазы и
цистатионин-γ- лиазы.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Уже почти половина методы? Да ты умничка! Пора взять небольшой перерывчик на мемы)))
Если у тебя есть в коллекции какие-нибудь смешные биохимические мемы, ты всегда можешь их скинуть под
последним постом с методой. И кто знает, может он появится в следующей методе
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПРОЦЕССЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ПРОДУКТОВ В ПЕЧЕНИ. МИКРОСОМАЛЬНОЕ
ОКИСЛЕНИЕ И СИСТЕМА КОНЪЮГАЦИИ.
Обезвреживание токсических веществ, поступающих из толстого кишечника, происходит в печени с помощью двух систем:
система микросомального окисления,
система конъюгации.
МИКРОСОМАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ – это последовательность реакций с участием оксигеназ и НАДФН,
приводящих к внедрению атома кислорода в состав неполярной молекулы и появлению у нее гидрофильности и
повышает ее реакционную способность..
Реакции микросомального окисления осуществляются несколькими ферментами, расположенными
на мембранах эндоплазматического ретикулума (в случае in vitro они называются микросомальные
мембраны).
Ферменты, участвующие в оксигеназном окислении, называются гидроксилазами, либо оксигеназами. Эти
ферменты содержат в активном центре ионы металлов с переменной валентностью (Fe, Cu).
При растирании ткани фрагменты цитоплазматической сети самопроизвольно замыкаются в пузырьковидные структуры,
называемые микросомами, поэтому данный тип окисления называют микросомальным. Группа окислительных
ферментов микросом представляет собой циклическую цепь транспорта электронов и протонов, источником которых
служит преимущественно НАДФ∙Н2.
Главным компонентом этой системы является цитохром Р450 с катионом железа (Fe3+ ↔ Fe2+) в активном центре, где
начинается окисление субстратов.
Цитохром Р450 взаимодействует с молекулярным кислородом и включает один атом кислорода в молекулу
субстрата, способствуя появлению (усилению) у нее гидрофильности, а другой – в молекулу воды. Основными
его реакциями являются:

окислительное деалкилирование, сопровождающееся окислением алкильной группы (метил, этил) при
атомах N, O или S до альдегидной и ее отщеплением,

окисление (гидроксилирование) неполярных соединений с алифатическими цепями или ароматическими кольцами,
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412

окисление спиртов до соответствующих альдегидов.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Работа цитохрома Р450 обеспечивается двумя ферментами:

НАДН-цитохром b5-оксидоредуктаза, содержит ФАД,

НАДФН-цитохром Р450-оксидоредуктаза, содержит ФМН и ФАД.
Как это работает:
Обе оксидоредуктазы получают электроны
1)
от соответствующих восстановленных эквивалентов
и передают их на цитохром Р450.
2) P450, предварительно присоединив
молекулу восстановленного субстрата,
связывается с молекулой кислорода.
3)Получив еще один электрон,
цитохром P450 осуществляет включение в состав
гидрофобного субстрата первого атома кислорода
(окисление субстрата). Одновременно происходит
восстановление второго атома кислорода до воды.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Цель работы системы микросомального окисления заключается


в увеличении реакционной способности молекулы и ее возможности вступить в реакцию конъюгации,
в придании гидрофильности молекуле, что способствует ее выведению с мочой и отсутствию накопления в нервной и жировой
ткани.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
СИСТЕМА КОНЪЮГАЦИИ
Конъюгация (связывание) - присоединение к молекуле вещества целой молекулы или какой-то группы.
Функция систем конъюгации - увеличение гидрофильности и детоксификация. Наиболее важные ферменты второй
фазы относятся к классу трансфераз.
Достоинства этих систем:
1. Есть во всех клетках.
2. Функционируют при любых путях поступления веществ.
3. Осуществляют или завершают детоксикацию.
Недостатки:
1. Метаболизируют только те вещества, которые имеют функциональные группы ( -NH2, -SH, -СООН,-ОН и др.).
Наиболее активны в печени реакции конъюгации, катализируемые глутатион-S-трансферазой, сульфотрансферазой
и УДФ- глюкуронилтрансферазой. Конъюгаты веществ с глутатионом, серной и глюкуроновой кислотами выводятся
из организма преимущественно с мочой.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Цель работы системы конъюгации заключается

в маскировке реакционноспособных и токсичных групп (например, в феноле это ОН-группа).
ДЕТОКСИКАЦИЯ ИНДОЛА В 2 ФАЗЫ
В целом все реакции биотрансформации делят на две группы или фазы:

реакции 1 фазы – реакции превращения исходного вещества в более полярный метаболит путем введения или
раскрытия функциональной группы (-ОН, -NH2, -SH). Эти метаболиты часто неактивны, хотя в некоторых
случаях активность не исчезает, а только изменяется. Если эти метаболиты достаточно полярны, они могут
легко экскретироваться,

реакции 2 фазы – отличительным признаком этой фазы являются реакции конъюгации с глюкуроновой,
серной, уксусной кислотами, с глутатионом или аминокислотами.
Оба типа реакций совершенно самостоятельны и могут идти независимо друг от друга и в любом порядке. Для
некоторых веществ после реакций 1-й и 2-й фазы вновь могут наступить реакции фазы 1.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Примером сочетанного превращения веществ может служить обезвреживание индола, продукта катаболизма
триптофана в кишечнике, в животный индикан. Сначала индол окисляется с участием цитохрома Р450 до индоксила,
затем конъюгирует с серной кислотой с образованием индоксилсульфата и далее калиевой соли – животного индикана.
При повышенном поступлении индола из толстого кишечника образование индикана в печени усиливается, далее он
поступает в почки и выводится с мочой. По концентрации животного индикана в моче можно судить об интенсивности
процессов гниения белка в кишечнике.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ТРАНСПОРТ АМИНОКИСЛОТ ЧЕРЕЗ КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ (ВТОРИЧНЫЙ АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ И
ПРИ УЧАСТИИ ГЛУТАТИОНА)
ТРАНСПОРТ АМИНОКИСЛОТ
У клеток существует большое количество транспортных систем для аминокислот.
Некоторые системы содержат транспортеры облегченного транспорта, в то
время как другие продуцируют натрий-связывающие транспортеры, которые
обеспечивают вторичный активный транспорт аминокислот в клетки . Натрийзависимые транспортеры аминокислот в печени, мышцах и других тканях помогают
этим клетках концентрировать аминокислоты из крови.
Вторичный активный транспорт основан на наличии низкой концентрации
ионов натрия внутри клеток, создаваемой мембранным ферментом Na+,K+АТФазой. Специфический белок- транспортер связывает на апикальной
поверхности энтероцитов аминокислоту и ион натрия.
Важно то, что в отсутствие натрия аминокислота не в состоянии
связаться с белком- переносчиком.
Затем, изменив свое положение в мембране, белок отдает ион натрия в цитозоль по
градиенту концентрации. Сразу после этого аминокислота теряет связь с белком и
остается в цитоплазме.
Эти транспортные белки имеют различную генетическую основу, аминокислотный
состав, они так же различны у разных типов тканей. Например, N-система для
транспорта глутамина присутствует только в печени, а у других тканей имеются
только её изоформы.
В настоящее время выделяют 5 транспортных систем:

для крупных нейтральных, в том числе алифатических и ароматических аминокислот,

для малых нейтральных – аланина, серина, треонина,

для основных аминокислот – аргинина и лизина,
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412

для кислых аминокислот – аспартата и глутамата,

для малых аминокислот – глицина, пролина и оксипролина.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Глутатионовая система транспорта
Второй способ переноса аминокислот внутрь клетки происходит в комплексе с
глутатионом при помощи фермента
γ-глутамилтрансферазы.
Переносчиком некоторых аминокислот (обычно
нейтральных) по этой схеме является трипептид
глутатион (γ- глутамилцистеилглицин). При
взаимодействии глутатиона с аминокислотой на внешней
стороне клеточной мембраны γ- глутамильный остаток
связывает аминокислоту и происходит ее перемещение
внутрь клетки. Глутатион при этом распадается на
составляющие. После отделения аминокислоты
происходит ресинтез глутатиона.
Нарушение транспорта аминокислот может привести к
различным патологиям. Такие заболевания, как цистинурия,
болезнь Хартнапа и некоторые другие, возникают вследствие
дефекта переносчиков нейтральных аминокислот в кишечнике
и почках. Описана врожденная патология, связанная с
дефектом фермента 5-оскопролиназы. При этом с мочой
выделяется оксопролин. У этих больных нарушен транспорт
аминокислот в ткани и их внутриклеточный метаболизм.
При заболеваниях ЖКТ и нарушении переваривания, при
недостаточности соляной кислоты, при желудочном или
кишечном кровотечении, при высокобелковой диете часть
пептидов, не успевая расщепиться, достигает толстого
кишечника и потребляется живущими там микроорганизмами
– развивается гниение белков в кишечнике.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ИСТОЧНИКИ И ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЙ АМИНОКИСЛОТ В ТКАНЯХ. ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА
ГЛЮКОГЕННЫХ И КЕТОГЕННЫХ АМИНОКИСЛОТ
Аминокислоты - основной источник азота для организма млекопитающих. Они являются связующим звеном между
процессами синтеза и распада азотсодержащих веществ, в первую очередь белков.
В клетках постоянно поддерживается определенный стационарный уровень аминокислот - фонд (пул) свободных
аминокислот. Этот фонд обновляется за счет поступления аминокислот и используется для синтеза биологически
важных химических компонентов клетки, т.е. можно выделить пути поступления и использования клеточного пула
аминокислот.
Пути поступления свободных аминокислот, образующих аминокислотный фонд в клетке:
1
2
3
Транспорт аминокислот из внеклеточной
жидкости - транспортируются аминокислоты,
которые всасываются в кишечнике после гидролиза
пищевых белков.
Синтез заменимых аминокислот - в клетке из
промежуточных продуктов окисления глюкозы и
цикла лимонной кислоты могут синтезироваться
аминокислоты. К заменимым аминокислотам
относятся: аланин, аспарагиновая кислота,
аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин,
пролин, глицин, серин.
Внутриклеточный гидролиз белков - это
основной путь поступления аминокислот.
Гидролитическое расщепление тканевых белков
катализируют лизосомальные протеазы. При
голодании, онкологических и инфекционных
заболеваниях этот процесс усиливается.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Пути использования аминокислотного фонда:
1)
Синтез белков и пептидов - это основной путь потребления аминокислот - 75-80% аминокислот клетки идет на их синтез.
2)
Синтез небелковых азотсодержащих соединений:









пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов;
порфиринов;
холина;
креатина;
меланина;
некоторых витаминов и коферментов (НАД, КоА, фолиевая кислота);
биогенных аминов (гистамин, серотонин);
гормонов (адреналин, тироксин, трийодтиронин);
медиаторов (норадреналин, ацетилхолин, ГАМК).
3)
Синтез глюкозы с использованием углеродных скелетов гликогенных аминокислот (глюконеоге–нез).
4)
Синтез липидов с использованием ацетильных остатков углеродных скелетов кетогенных аминокислот.
Окисление до конечных продуктов обмена (СО2, Н2О, NH3) - это один из путей обеспечения клетки
5)
энергией - до 10% общих энергетических потребностей. Все аминокислоты, которые не используются в синтезе
белков и других физиологически важных cоединений, подвергаются расщеплению.
Реакции превращения аминокислот в клетке условно можно разделить на три части, в зависимости от реагирующей группы:
•
•
•
с участием аминогруппы - здесь подразумевается удаление от аминокислоты аминогруппы тем или
иным способом, в результате чего остается углеводородный скелет,
по боковой цепи (радикалу) - происходит использование углеродного скелета для синтеза глюкозы,
жиров, или для образованеия энергии АТФ,
по карбоксильной группе - связано с отщеплением карбоксильной группы.
При определенных условиях (голодание, длительный стресс, мышечная нагрузка) углеродный скелет многих
аминокислот не окисляется полностью, а участвует в синтезе глюкозы (глюкогенные аминокислоты) и ацетил-SКоА
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
(кетогенные аминокислоты).
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
К глюкогенным относятся аминокислоты (их большинство), при
распаде которых образуются пируват и метаболиты Цикла Кребса,
например, оксалоацетат или α-кетоглутарат. В дальнейшем
образующиеся метаболиты ЦТК могут уходить на синтез глюкозы
(глюкогенные).
Строго кетогенными являются лизин и лейцин, при их окислении
образуется исключительно ацетил-SКоА. Он принимает участие в синтезе
кетоновых тел (кетогенные), жирных кислот и холестерола.
Также выделяют небольшую группу смешанных аминокислот, из
них образуется пируват, метаболиты ЦТК и ацетил-SКоА
(фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан). Их разные атомы
углерода могут включаться как в липиды, так и в глюкозу.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ВИДЫ ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ (ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ,
ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ, ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЕ, ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ).
Дезаминирование аминокислот – реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате которого
образуется α- кетокислота (безазотистистый остаток) и выделяется молекула аммиака.
Аммиак крайне токсичен для ЦНС, поэтому в организме он превращается в нетоксичное и хорошо растворимое
соединение – мочевину. Именно в виде мочевины, а так же солей аммония, аммиак выводится из организма. А
безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакциях трансаминирования, в процессах
глюконеогенеза, кетогенеза, в анаплеротических реакциях.
Способы дезаминирования АК:
1)
2)
3)
4)
Восстановительное
Гидролитическое
Внутримолекулярное
Окислительное
•
восстановительное с образованием насыщенной жирной кислоты:
•
гидролитическое – с образованием карбоновой гидроксикислоты:
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
•
внутримолекулярное – с образованием ненасыщенной жирной кислоты:
•
окислительное с образованием кетокислот (у человека является основным путём катаболизма аминокислот):
Наиболее активно в тканях происходит дезаминирование глутаминовой кислоты ферментом
глутаматдегидрогеназой, это НАД+-зависимый фермент. В два этапа из глутамата образуется α-кетоглутарат.
Реакция обратима и при повышенной концентрации аммиака в клетке может идти в обратном направлении.
Глутаматдегидрогеназа активно в митохондриях практически всех тканей, кроме мышц.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы: НАДН, АТФ, ГТФ.
В печени и почках обнаружен фермент оксидаза-L-аминокислот. Коферментом является ФМН.
Не все аминокислоты подвергаются окислительному дезаминированию. Гистидин теряет аминогруппу с использованием
внутримолекулярного дезаминирования, а треонин и серин сразу подвергаются прямому расщеплению до глицина и
ацетальдегида (треонин) или до глицина и гидроксиметила (серин).
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ПРЯМОЕ И НЕПРЯМОЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
У человека основным способом дезаминирования является окислительное дезаминирование. Выделяют два варианта
окислительного дезаминирования: прямое и непрямое.
Прямое окислительное дезаминирование
•
•
•
1)
катализируется одним ферментом
образуется аммиак и кетокислота
может идти в присутствии кислорода (аэробное) и не нуждаться в кислороде (анаэробное).
Аэробное прямое окислительное дезаминирование –
-катализируется D-оксидазами (кофермент ФАД)
-катализируется L-оксидазами (кофермент ФМН)
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
2)
Анаэробное прямое окислительное дезаминирование
-только У ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ
-катализируется глутаматдегидрогеназой, превращающей глутамат в α-кетоглутарат
-глутаматдегидрогеназа имеется в митохондриях всех клеток организма (кроме мышечных)
-теснейшим образом связано с трансаминированием аминокислот и формирует с ним процесс трансдезаминирования
В печени реакция используется для получения аммиака из его транспортной формы глутаминовой кислоты. Далее
аммиак входит в реакции синтеза мочевины.
Непрямое окислительное дезаминирование (трансдезаминирование)
Состоит из 2х этапов и идет во всех клетках организма.
Большинство аминокислот не способно дезаминироваться в одну стадию, подобно Глу. Аминогруппы таких
аминокислот в результате трансаминирования переносятся на α-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты,
которая затем подвергается уже прямому окислительному дезаминированию. Такой процесс получил название
трансдезаминирования (непрямое дезаминирование).
Первый этап заключается в обратимом переносе NH2-группы с аминокислоты на кетокислоту с образованием новой
аминокислоты и новой кетокислоты при участии ферментов аминотрансфераз, кофермент – пиридоксальфосфат
(витамин В6)
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Этот перенос называется ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
В результате трансаминирования свободные аминокислоты теряют α-NH2-группы и превращаются в соответствующие
кетокислоты. Далее их кетоскелет катаболизирует специфическими путями и вовлекается в цикл трикарбоновых кислот
и тканевое дыхание, где сгорает до СО2 и Н2О.
То есть была у нас аминокислота со своей аминогруппой. Мы взяли и перенесли аминотрансферазой эту аминогруппу
на α -кетоглутарат. А-кетоглутарат с аминогруппой стал глутаминовой кислотой, а аминокислота без аминогруппы
стала кетокислотой.
Второй этап состоит в отщеплении аминогруппы от аминокислоты 2 – дезаминирование.
Т.к. в организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислота, то только она
подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака и α-кетоглутаровой кислоты. Этот этап
осуществляется глутаматдегидрогеназой,которая имеется в митохондриях всех клеток организма, кроме
мышечных. Для осуществления реакции необходим НАД (витамин РР/B3).
Реакция активируется при дефиците
энергии и ингибируется избытком АТФ и
НАДН.
Если реакция прямого дезаминирования идет в
митохондриях печени, то аммиак используется для
синтеза мочевины, которая в дальнейшем удаляется с
мочой. В эпителии канальцев почек реакция
необходима для удаления аммиака в процессе
аммониегенеза.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
РОЛЬ ВИТАМИНА PP(В3, ниацин, антипеллагрический)
Источники: печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб, в молоке и яйцах витамина мало.
!Также синтезируется в организме из триптофана – 60 мг триптофана равноценны примерно 1 мг никотинамида. То
есть если человек потребляет с пищей много триптофана, но мало самого В3, его недостаток может
компенсироваться.
Коферментные формы: никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ)
Биохимические функции: Перенос гидрид-ионов Н– (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных
реакциях: он является коферментом оксидоредуктаз.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Благодаря этой функции он может осуществлять:
1. Синтез и окисление карбоновых кислот, аминокислот (глутамат), жиров (холестерол, жирные кислоты) и углеводов,
так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ.
2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления,
например, в цикле трикарбоновых кислот.
3.Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФрибозилированияв процессе сшивки
хромосомных разрывов и репарации ДНК, что замедляет некробиоз и апоптоз клеток.
4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.
5.НАДФН участвует в реакциях синтеза тетрагидрофолиевой кислоты (см ниже) из фолиевой.
Гиповитаминоз
Из-за пищевой недостаточности ниацина и триптофана
Клиническая картина: ПЕЛЛАГРА (от итл. шершавая
кожа) Проявляется как «синдром трёх Д»:
1)
Деменция (слабоумия, нервные и психические расстройства, галлюцинации)
2)
Дерматиты (фотодерматиты)
3)
Диарея (слабость, расстройство пищеварения)
4)
death 
Проявляется в виде симметричного дерматита на участках кожи, доступных действию солнечных лучей,
расстройств ЖКТ и воспалительных поражений слизистых оболочек рта и языка.
Антивитамины: фтивазид, тубазид, ниазид – лекарства, используемые для лечения туберкулеза
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
РОЛЬ ВИТАМИНА В6(ПИРИДОКСИН, АНТИДЕРМАТИТНЫЙ)
Источники: злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется
кишечными бактериями
Суточная потребность 1,5-2,0 мг
Коферментные формы: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат
Витамин В6 всасывается в тонком кишечнике, с током крови попадает
вовнутрь клеток. В клетках происходит фосфорилирование всех трёх форм
витамина при помощи пиридоксалькиназы, при этом образуется активная
форма – пиридоксальфосфат. Выводится из организма Витамин в виде 4пиридоксиловой кислоты с мочой.
Биохимические функции:
1)Является коферментом фосфорилазы гликогена (50% всего витамина находится в мышцах), участвует в синтезе гема,
сфинголипидов.
2) Принимает участие в метаболизме аминокислот. Наиболее известная функция пиридоксиновых коферментов –
перенос аминогрупп и карбоксильных групп в реакциях метаболизма аминокислот:
-кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы между аминокислотами
- кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных аминов из аминокислот, например, ГАМК (γаминомасляная кислота) из глутаминовой кислоты
То есть пиридоксальфосфат является коферментом для ферментов трансаминирования, т.е. аминогруппа может
переноситься с одной аминокислоты на другую, а так же образовывать из кетокислот аминокислоты. Так же участвует в
реакциях рацемизации, дегидрирования, гидролитического расщепления субстратов.
Гиповитаминоз: пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование,
использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства, L-ДОФА, эстрогены в составе
противозачаточных средств), беременность, алкоголизм
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Клиническая картина: у детей – повышенная возбудимость ЦНС, периодические судороги (связано с
недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК), специфические дерматиты.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
У взрослых гиповитаминоз при длительном лечении туберкулёза изониазидом (антагонист витамина В6), при этом
возникают поражения нервной системы, эритемы, отеки, анемии.
Давай-давай, осталось немного!
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ЗНАЧЕНИЕ РЕАКЦИЙ ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ. РЕАКЦИИ, КАТАЛИЗИРУЕМЫЕ АСПАРТАТАМИНОТРАНСФЕРАЗОЙ (АСТ) И АЛАНИНАМИНОТРАНСФЕРАЗОЙ (АЛТ).
Реакции трансаминирования:
•
активируются в печени, мышцах и других органах при поступлении в клетку избыточного количества тех или иных
аминокислот – с целью оптимизации их соотношения,
•
обеспечивают синтез заменимых аминокислот в клетке при наличии их углеродного скелета (кетоаналога),
•
начинаются при прекращении использования аминокислот на синтез азотсодержащих соединений (белков,
креатина, фосфолипидов, пуриновых и пиримидиновых оснований) – с целью дальнейшего катаболизма их
безазотистого остатка и выработки энергии,
•
необходимы при внутриклеточном голодании, например, при гипогликемиях различного генеза – для
использования безазотистого остатка аминокислот в печени для кетогенеза и глюконеогенеза, в других органах – для его
прямого вовлечения в реакции цикла трикарбоновых кислот.
При патологиях (сахарный диабет 1 типа, гиперкортицизм) реакции трансаминирования обусловливают появление
субстратов для глюконеогенеза и способствуют патологической гипергликемии.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Продукт трансаминирования глутаминовая кислота:
•
является одной из транспортных форм аминного азота в гепатоциты,
•
способна реагировать со свободным аммиаком, обезвреживая его (синтез глутамина).
АМИНОТРАНСФЕРАЗЫ ИМЕЮТ КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Аспартатаминострансфераза и аланинаминотрансфераза – ферменты, обеспечивающие перенос аминогруппы. Оба
фермента обратимо взаимодействуют с α-кетоглутаровой кислотой и переносят на нее аминогруппы от соответствующих
аминокислот с образованием глутаминовой кислоты и кетокислот.
Их коферментом является ПИРИДОКСАЛЬФОСФАТ (Витамин В6)
Аспартатаминотрансфераза (АСТ) – обеспечивает перенос аминогруппы с аспарагиновой кислоты на α кетоглутарат. При этом образуются кето-кислота – оксалоацетат, и аминокислота - глутаминовая кислота.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Аланинаминотрансфераза (АЛТ ын) – переносит аминогруппу с аланина на α-кетоглутарат. При этом образуется
кето-кислота – пируват, и аминокислота – глутаминовая кислота.
Хотя активность обоих ферментов значительно возрастает при заболеваниях сердечной мышцы и печени, при
поражении клеток миокарда наибольшая активность в сыворотке крови обнаруживается для АСТ, при нарушении печени
(гепатиты различного генеза) – для АЛТ.
В клинической практике определение активности АЛТ и АСТ используется для дифференциальной диагностики
болезней печени и миокарда, глубины поражения и контроля эффективности их лечения.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ОСОБЕННОСТИ НЕПРЯМОГОДЕЗАМИНИРОВАНИЯ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ – ЦИКЛ ИМФ-АМФ.
Мы знаем, что обычно в тканях реакции непрямого дезаминирования катализирует глутаматдегидрогеназа. Она
работает активно везде, кроме мышц.
В мышечной ткани активность глутаматдегидрогеназы низка, поэтому в миоцитахпри интенсивной физической нагрузке
функционирует еще один путь непрямого дезаминирования аминокислот с участием цикла ИМФ-АМФ.
Можно выделить 4 стадии процесса:
•
реакция трансаминирования с α-кетоглутаратом и образование глутамата
•
трансаминирование глутамата с оксалоацетатом (фермент аспартатаминотрансфераза) и образование аспартата
•
перенос аминогруппы (снова трансаминирование) от аспартата на ИМФ – инозинмонофосфат , образование АМФ и фумарата
•
гидролитическоедезаминирование АМФ под действием АМФ-дезаминазы
Главной целью цикла АМФ-ИМФ является превращение аспарагиновой кислоты в фумарат и аммиак всякий раз, когда
мышца начинает работать. Этот источник фумарата можно использовать многократно, потому что количество аспартата
во много раз больше, чем пул промежуточных продуктов ЦТК, и постоянно пополняется из крови или при распаде
мышечного белка. Таким образом, при повышенном расходе энергии в мышце фумарат, выходящий из цикла АМФ-ИМФ,
используется для анаплеротического пополнения метаболитов ЦТК и позволяет ему развивать большую скорость.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Процесс играет защитную роль, т.к. при мышечной работе увеличивается выделение молочной кислоты. Аммиак,
связывая ионы Н+, предотвращает закисление цитозоля миоцитов.
Последние рывочки и ты у финиша! ВПЕРЕД ВПЕРЕД ВПЕРЕД
Студенты: ждут приказ и
стипуху Рниму:
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
СУДЬБА Α-КЕТОКИСЛОТ, ОБРАЗОВАВШИХСЯ В ПРОЦЕССАХ ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ
ПИРУВАТА, ОКСАЛОАЦЕТАТА, Α-КЕТОГЛУТАРАТА. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ОКИСЛЕНИЯ
ЭТИХ АМИНОКИСЛОТ
АСПАРТАТ, превращаясь в результате реакции трансаминирования под действием АСТ в оксалоацетат, вступает в
Цикл Кребса. Так как он содержит 4 атома углерода, ему необходимо пройти 2 оборота ЦТК, прежде чем он
превратится в СО2.
За один оборот цикла мы получаем 3 НАДН, 1 ФАДН2 и 1 ГТФ. Оборота 2, значит 6 НАДН, 2 ФАДН2 и 2 ГТФ.
1 НАДН=2,5 АТФ
1 ФАДН2 = 1,5 АТФ
1 ГТФ=1 АТФ
Итого за 2 оборота мы получаем:
20 АТФ
6НАДН х 2,5 + 2 ФАДН2 х 1,5 + 2ГТФ х 1 = 15+3+2
= за 2 оборота
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
АЛАНИН, превращаясь в результате реакции трансаминирования под действием АЛТ в пируват, окислится в
пируватдегидрогеназном комплексе с образованием НАДН и превратится в ацетил-SKoA. Ацетил-SКоА входит в ЦТК и
полностью окисляется в одном его обороте.
В реакции ПВК-дегодригеназы образуется 1 НАДН,за один оборот Цикла Кребса мы получаем 3 НАДН, 1 ФАДН2 и 1 ГТФ.
Итого:
12,5 х 1 =
1НАДН (ПВК-дегидрогеназа) х 2,5 + 3 НАДН (ЦТК) х 2,5 + 1 ФАДН2 х 1,5 +1 ГТФ
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
А -КЕТОГЛУТАРАТ, получившийся в реакции трансаминирования из глутамата, сразу превращается в сукцинилSКоА и далее по реакциям ЦТК до оксалоацетата. Для полного окисления оксалоацетата (С4) требуется два
оборота ЦТК (2 × 2СО2).
Он сначала проходит небольшой отрезок ЦТК, в котором
получает 2 НАДН, 1 ГТФ и 1 ФАДН2, а затем 2 полных оборота
ЦТК (6 НАДН, 1 ФАДН2, 1 ГТФ).
Отрезок цикла: 2 НАДН х 2,5 + 1 ГТФ х 1 + 1 ФАДН2 х 1,5 = 7,5 АТФ
2 полных оборота ЦТК:
6НАДН х 2,5 + 2 ФАДН2 х 1,5 + 2ГТФ х 1 = 15+3+2= 20 АТФ
Итого: 7,5 + 20 27,5
=
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
СИНТЕЗ БИОГЕННЫХ АМИНОВ (НА ПРИМЕРЕ Γ-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ, ГИСТАМИНА,
СЕРОТОНИНА, ДОФАМИНА). РОЛЬ ЭТИХ БИОГЕННЫХ АМИНОВ.
Биогенные амины - органические вещества, которые образуются в организмах животных или растений из аминокислот путём их
декарбоксилирования и обладающие высокой биологической активностью.
К биогенным аминам относятся дофамин, норадреналин и адреналин (синтезируются изначально из аминокислоты
тирозина), серотонин, мелатонин и триптамин (синтезируются из триптофана), гистамин (синтезируется из гистидина) и
многие другие соединения.
В организме животных многие биогенные амины играют роль гормонов и нейромедиаторов.
Разлагаются в организме при участии ферментов аминоксидаз.
Гамма-аминомасляная кислота
Синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) происходит исключительно в центральной нервной системе в
подкорковых образованиях головного мозга.
Роль: в центральной нервной системе ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором.
Наиболее высока ее роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной
субстанции, ядрах мозжечка.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Гистамин
Реакция образования гистамина наиболее активно идет в тучных клетках легких, кожи, печени, базофилах и
эозинофилах. В них гистамин синтезируется и накапливается в секреторных гранулах.
В кровь гистамин выделяется при повреждении ткани, при ударе, при электрическом раздражении. В клинической
практике секреция гистамина обычно связана с аллергиями – при повторном попадании антигена в ранее
сенсибилизированный организм развивается аллергическая реакция.
Физиологические эффекты
•
расширение артериол и капилляров и, как следствие, покраснение кожи, снижение артериального давления;
•
повышение проницаемости стенки капилляров и, как следствие, выход жидкости в межклеточное
пространство (отечность), снижение артериального давления;
•
если предыдущие пункты имеют место в головном мозге – повышение внутричерепного давления;
•
увеличивает тонус гладких мышц бронхов, как следствие – спазм и удушье;
•
слабо повышает тонус мышц желудочно-кишечного тракта;
•
стимулирует секрецию слюны и желудочного сока.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Серотонин
Серотонин активно синтезируется в тучных клетках кожи, легких, печени, в селезенке, ЦНС.
Физиологические эффекты
•
стимулирует сокращение гладких мышц желудочно-кишечного тракта и, как следствие, повышение перистальтики ЖКТ;
•
выражено стимулирует сокращение гладких мышц сосудов, кроме сосудов миокарда и скелетных мышц и, как
следствие, повышение артериального давления;
•
слабо увеличивает тонус гладких мышц бронхов;
•
в центральной нервной системе является тормозным медиатором;
•
в периферических нервных окончаниях обусловливает возникновение боли и зуда (например, при укусе насекомых).
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Дофамин
Синтез дофамина происходит в основном в нейронах промежуточного и среднего мозга.
Физиологические эффекты
Является медиатором дофаминовых рецепторов в подкорковых образованиях ЦНС, в больших дозах расширяет сосуды
сердца, стимулирует частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды почек, увеличивая диурез.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ БИОГЕННЫХ АМИНОВ: ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ С УЧАСТИЕМ МОНОАМИНООКСИДАЗЫ
(МАО) И РЕАКЦИИ МЕТИЛИРОВАНИЯ.
Для осуществления биологической функции в нервных клетках требуется определённая концентрация биогенных
аминов. Избыточное накопление их может вызывать различные патологические отклонения. В связи с этим большое
значение приобретают механизмы инактивации биогенных аминов.
Существует 2 способа инактивации биогенных аминов:
1)
Дезаминирование
2)
Метилирование
ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
Протекает с образованием свободного аммиака и с участием ФАД. Катализирует реакцию моноаминоксидаза, она
обнаружена во многих тканях, но наиболее активна в печени, желудке, почках, кишечнике, нервной ткани.
Таким путем чаще происходит инактивация дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК. При этом происходит
окислительное дезаминирование биогенных аминов с образованием альдегидов, а затем соответствующих кислот,
которые выводятся почками.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
МЕТИЛИРОВАНИЕ
Происходит при наличии у биогенного амина гидроксильной группы (дофамин, серотонин). В реакции принимает участие
активная форма метионина – S-аденозилметионин (SAM), образуется метилированная форма амина и Sаденозилгомоцистеин (SАГ).
Дофамин может обезвреживаться обоими указанными выше способами с образованием промежуточных метаболиов: 3,4дигидроксифенилуксусной кислоты или 3-метокситирамина. Оба эти вещества превращаются в гомованилиновую
кислоту.
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Ура ура ура это закончилось! А впереди еще полгода этого счастья
Точно не на дворец в Геленджике: 5469 3900
1275 3412
Дистант, на кого ты нас оставил(
Дисклеймер: основано на реальных событиях методе
Тимина, Северине,Ленинжере, Википедии, куче других
источников и моих псевдознаниях.
Сказать особо нечего, поэтому…
Автор идеи: Таня Курина, 2.2.15
@tanissimoo https://vk.com/tanissimooo
«Если я встану, я лягу!»
Иллюстрации: Света Логунова,
2.2.15 @ssvtln
https://vk.com/ssvtlnl
«В депрессии»
Редактор: Настя Акопова 2.2.15 как же ты заебала
@anastasiska.a https://vk.com/lohopova
«Я заебалась… спасибо »
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Оглавление
Источники и общие пути превращений аминокислот в тканях. Этапы окисления аминокислот до со2 и н2о.
Использование аминокислот для синтеза глюкозы (на примере аланина, аспарагиновой и глутаминовой кислот)
................................................................................................................................................................................................................................................
5
Схема путей использования дикарбоновых аминокислот (глутаминовой и аспарагиновой) и их амидов в реакциях
метаболизма. Связь обмена аминокислот с циклом трикарбоновых кислот
..............................................................................................................................................................................................................................................
10
Схема путей использования триптофана. Реакции синтеза серотонина из триптофана. Синдром хартнупа,
молекулярные причины, биохимические основы патогенеза, характерные проявления, основы лечения
..............................................................................................................................................................................................................................................
13
Схема путей использования глицина и серина...........................................................................................................................................20
Взаимосвязь обмена глицина, серина, метионина и цистеина, витаминов b6, b9 и b12:......................................................22
Причины гомоцистеинемии и гомоцистинурии. Каковы сопутствующие заболевания и основы лечения?...............26
Схема путей использования цистеина и его серы. Дайте характеристику заболеванию "цистиноз", укажите его
причину, клинические проявления. Что такое цистинурия и каковы ее причины?
..............................................................................................................................................................................................................................................
29
Характеристика витаминов в9 (фолиевая кислота), в6 (пиридоксин) и в12 (цианкобаламин): потребность,
источники, биохимические функции, характерные признаки гиповитаминоза
..............................................................................................................................................................................................................................................
34
Пути использования в клетке фенилаланина и тирозина. В чем состоят анаболические и катаболические пути
превращений тирозина? Реакция превращения фенилаланина в тирозин.
..............................................................................................................................................................................................................................................
40
Характеристика заболеваний фенилкетонурия 1 типа (классическая) и фенилкетонурия 2 типа (вариантная).
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Назовите дефектные ферменты, биохимические основы патогенеза, характерные клинические проявления,
основы лечения.
..............................................................................................................................................................................................................................................
42
Реакции превращения тирозина в диоксифенилаланин, дофамин, норадреналин и адреналин......................................45
Схема синтеза эу- и феомеланинов из диоксифенилаланина. Роль цистеина.............................................................................47
Нарушение анаболической функции тирозина – альбинизм и паркинсонизм. Молекулярные причины,
биохимические основы патогенеза, характерные особенности заболеваний, основы лечения.
..............................................................................................................................................................................................................................................
48
Схема реакций катаболизма тирозина, промежуточные метаболиты. Отметьте ферменты, дефект которых
приводит к тирозинемии 1 типа (гепаторенальная), 2 типа (глазокожная), 3 типа (новорожденных), к
алкаптонурии. Укажите характерные особенности заболеваний и основы лечения.
..............................................................................................................................................................................................................................................
49
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Пути использования аргинина. Реакции участия аргинина в синтезе мочевины, креатина, оксида азота (no).
Реакции образования полиаминов (спермина и спермидина). Белки, содержащие большое количество аргинина,
их роль.............................................................................................................................................................................................................................52
Анаболическая роль аминокислот на примере креатина. Строение креатина и креатинфосфата, реакции их
синтеза, локализация процесса. Биологическая роль креатинфосфата. В чем причина физиологической
креатинурии у детей и у стариков?..................................................................................................................................................................54
Реакция образования креатинина. Нормальные величины концентрации креатинина в крови и моче и его
клинико- диагностическое значение...............................................................................................................................................................56
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Внеаудиторная работа:
1. Строение протеиногенных аминокислот.
Серьезно? Чувак, выучи их уже
2. Болезнь кленового сиропа.
Другими словами – Лейциноз.
Это аутосомно-рецессивно наследуемый ферментативный блок окислительного декарбоксилирования
кетокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин), образующихся при распаде лейцина,
изолейцина, валина. Эту реакцию осуществляет ферментативный комплекс дегидрогеназа α-кетокислот с
разветвленной цепью.
Патогенез до сих пор не ясен, но предполагается, что лейцин активно поглощается нервной тканью и
вызывает нарушения в энергетике нервных клеток и синтезе миелиновых волокон.
Обнаружено также понижение активности глутамат-декарбоксилазы и недостаточность образования ГАМК в
мозге больных под влиянием повышенных количеств разветвлённых кетокислот.
Недоокисленные кетокислоты выделяются с мочой и придают ей специфический запах.
Клиническая картина: рвота и пронзительный крик на первой недели жизни и характерный запах мочи,
напоминающий запах кленового сиропа или карамели (ням).
Одновременно появляется неврологическая симптоматика: отсутствие сухожильных рефлексов, мышечная
гипотония, генерализованные и очаговые судороги, нарушение ритма дыхания
Лечение: диета с исключением из рациона лейцина, валина и изолейцина.
Начнём…. И пусть удача всегда будет с
вами
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ИСТОЧНИКИ И ОБЩИЕ ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЙ АМИНОКИСЛОТ В ТКАНЯХ. ЭТАПЫ
ОКИСЛЕНИЯ АМИНОКИСЛОТ ДО СО2 И Н2О. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ ДЛЯ
СИНТЕЗА ГЛЮКОЗЫ (НА ПРИМЕРЕ АЛАНИНА, АСПАРАГИНОВОЙ И ГЛУТАМИНОВОЙ
Источники аминокислот:
1) Распад белков организма
2) Синтез заменимых аминокислот
3) Поступление с пищей
Общие пути превращений:
1) Синтез белков
2) Синтез биогенных аминов (серотонин, ГАМК, дофамин и тд)
3) Синтез заменимых аминокислот
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
4) Синтез пуриновых и пиримидиновых оснований
У пуринов глутамин необходим для ФРДФамидтрансферазной
реакции,
ГМФсинтетазной реакции, а так же при синтезе
аденилокцината из ИМФ необходим аспартат.
У
пиримидинов
аспартат
необходим
для
аспартат- карбамоил трансферазной реакции,
для ЦТФ- синтетазной реакции
5) Синтез глюкозы
Многие
аминокислоты
могут
через
анаплеротические реакции пополнять пул
веществ цикла Кребса. Например, аспартат
может превратиться в оксалоацетат реакцией
трансаминирования с альфа-КГ. Оксалоацетат
может превратиться в фосфоенол-пируват и
затем может вступать в реакции глюконеогенеза
для синтеза глюкозы.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Аланин –> в пируват
Глутаминовая кислота –> в альфа-кетоглутарат (глутаматдегидрогеназа)
6) Синтез триацилглицеролов, холестерина, кетоновых тел
Для синтеза кетоновых тел, холестерина и ТАГов нам необходим ацетил-S-КоА, который мы можем получить из
любой аминокислоты
7) Синтез креатина, карнитина и др.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900 1275 3412
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Для синтеза креатина необходимы три аминокислоты (глицин, аргинин и метионин), а также три
фермента (L-аргинин: глицин-амидинотрансфераза, гуанидинацетат-метилтрансфераза и метионинаденозилтрансфераза). У всех позвоночных и некоторых беспозвоночных креатин образуется из
креатинфосфата
Этапы окисления аминокислот до со2 и н2о
Тут все просто – аминокислоты подвергаются реакции трансаминирования или дезаминирования в случае
глутамата, вступают в ЦТК и сгорают до СО2 и Н2О
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА ПУТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИКАРБОНОВЫХ АМИНОКИСЛОТ (ГЛУТАМИНОВОЙ И
АСПАРАГИНОВОЙ) И ИХ АМИДОВ В РЕАКЦИЯХ МЕТАБОЛИЗМА. СВЯЗЬ ОБМЕНА
АМИНОКИСЛОТ С ЦИКЛОМ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Аспартат (аспарагиновая кислота) и глутамат (глутаминовая) – отрицательно заряженные аминокислоты.
Их амиды- аспарагин и глутамин так же активно участвуют в реакциях метаболизма.
Глутамин и аспарагин являются транспортной формой аммиака из тканей в почки и печень.
Глутаминовая кислота входит в состав глутатиона, участвующего в переносе АК через мембрану и
антиоксидантных реакциях. Тут проще, наверное, схемой:
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Связь обмена аминокислот с ЦТК
Обмен аминокислот, а в частности – реакции синтеза мочевины тесным образом связаны с циклом Кребса
1) Образующийся в ЦТК углекислый газ включается в синтез карбамоилфосфата
2) Оксалоацетат, переаминируясь, превращается в аспартат, который принимает участие в синтезе мочевины
3) Образовавшийся в орнитиновом цикле фумарат включается в ЦТК
4) Дальнейшее окисление фумарата (—>малат—>оксалоацетат)в ЦТК обеспечивает восстановление НАД до НАДН,
что
приводит к синтезу 3 молекул АТФ, которые покрывают затраты на процесс синтеза мочевины.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА ПУТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРИПТОФАНА. РЕАКЦИИ СИНТЕЗА СЕРОТОНИНА ИЗ
ТРИПТОФАНА. СИНДРОМ ХАРТНУПА, МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРИЧИНЫ, БИОХИМИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ПАТОГЕНЕЗА, ХАРАКТЕРНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ, ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
Триптофан относится к группе гидрофобных ароматических аминокислот и для человека является незаменимой
аминокислотой.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900 1275 3412
Основные пути метаболизма:
1) Кинурениновый (основной) – окисление и разрушение индольного кольца с образованием производных
кинуреновой и антраниловой кислот. В одном из ответвлений этого пути образуется никотиновая кислота
(витамин В3, ниацин)
2) Серотониновый путь – окисление до 5-окситриптофана и далее превращение в серотонин и мелатонин
3) Индольный путь – образование индольных производных, которые затем конъюгируются и
выводятся с мочой (индоллактат, индолбутират и др.)
Основная локализация метаболизма – КИШЕЧНИК (95%)
КИНУРЕНИНОВЫЙ ПУТЬ
(95%триптофана) – это метаболический путь, ведущий к производству никотинамидадениндинуклеотида
(НАД), а также других активных метаболитов. Нарушение этого пути связано с определенными
генетическими нарушениями.
1. Триптофан под действием триптофан-диоксигеназы превращается в кинуренин
2. При ферментативном окислении кинуренин превращается в 3-оксикинуренин.
3. Кинуренин и 3-оксикининурин расщепляются ферментом кинурениназой, содержащей
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
пиридоксаль-5-фосфат, с образованием аланина и антраниловой кислоты,
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Долгое время было непонятно – почему
95% всего триптофана метаболизирует в
кишечнике и 95% всего триптофана идёт по
кинурениновому пути.Пару десятков лет
назад были открыты
арилгидрокарбоновые рецепторы, и
считалось, что эти рецепторы связывают
диоксин. Затем, когда стали изучать этот
вопрос глубже, стало известно, что эти
арилгидрокарбоновые рецепторы активно
экспрессируются в
клетках иммунной системы – в
лимфоцитах, дендритных клетках. При
активации этих рецепторов на лимфотцитах
запускались противовоспалительные
механизмы. Оказалось, что у этих
лимфоцитов существуют эндогенные
лиганды – ими являются кинуренин, его
метаболиты и индолы, метаболизм которых
тесно связано с кинуренином.
Таким образом была описана система
кинуренины-арилгидрокарбоновые
рецепторы. И тогда стало понятно, почему
практически весь триптофан
метаболизируется именно так. Кишечник –
это место обитания микробиоты, которая
взаимодействует с локальной
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
иммунной системой слизистой кишечника. При этом взаимодействии естественно должны активироваться
различные противовоспалительные механизмы, механизмы толерантности. Именно поэтому в кишечнике
образуется большое количество кинуренинов и индолов, которые действуют на иммунные клетки слизистой.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
В частности индолы активируют арилгидрокарбоновые
рецепторы так называемых ILC3-клеток (врожденные
лимфоидные клетки 3го типа) и они начинают продуцировать
большое количество инетлейкина-22. С одной стороны этот
ИЛ действует на эпителиоциты,стимулируя их регенерацию,
с другой стороны, действуя на эпителий, он стимулирует
выработку молекул адгезии для микробиоты, обеспечивая
колонизационную резистентность. Так же кинуренин
действует на другие клетки, в частность на дендритные
клетки, вызывая формирования толерагенного фенотипа. Эти
клетки активируют дифференцировку Т-регуляторных клеток
с одной стороны и подавляют дифференцировку
провоспалительных Т- хелперов 17 с другой стороны, ,тем
самым формируя ЛОКАЛЬНУЮ ТОЛЕРАНТНОСТЬ к
микробиоте кишечника, для того чтобы обеспечить
комфортные условия для существования бактерий.
Доп. источники:
У больных с хронической почечной недостаточностью
происходит деградация триптофана, а увеличение
вследствие этого уровня кинуренина приводит к его
дальнейшему превращению в соединения с
нейротоксичными свойствами.
Уровень кинуренина в плазме крови здорового человека
составляет 1,6 мкМ и 2,7 мкМ, а в плазме гемодиализных
больных, подвергающихся лечению, его концентрация
возрастает в 10 раз.
Также, поскольку кинуренин — основной по количеству продукт (90—95 %) метаболической деградации
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
триптофана, то особый интерес вызывает поиск средств для купирования алкогольного абстинентного синдрома
(похмелья), связанный с изучением возможной роли кинуренина в развитии этого состояния (господи закончу
мед пойду в науку и посвящу этому жизнь блин а то пиво уже нельзя выпить голова болит 20 лет это не шутки)
(хаха старуха таня)
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СЕРОТОНИНОВЫЙ ПУТЬ
СЕРОТОНИН
Серотонин активно синтезируется в тучных клетках
кожи, легких, печени, в селезенке, ЦНС.
Синтезируется из триптофана путём гидроксилирования с
получением 5-гидрокситриптофана, а затем
декарбоксилирования.
1. Гормон радости и агрессии
2. Облегчает двигательную активность
3. Регуляция функции гипофиза
4. Регуляция сосудистого тонуса
5. Участие в гемостазе (тромбоциты)
6. Участие в процессах аллергии и воспаления
7. Регуляция ЖКТ, мочеполовой
системы МЕЛАТОНИН – гормон
эпифиза
Синтезируется из серотонина в 2 реакции с помощью ферментов
N-ацил-трансферазы и 5-гидроксииндол-Ометилтрансферазы.
1. Регулирует деятельность эндокринной системы,
кровяное давление, периодичность сна
2. Уменьшает эмоциональную, интеллектуальную и
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
физическую активность
3. Регулирует сезонную ритмику многих животных
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
4. Замедляет рост и половое развитие у детей
5. Замедляет процессы старения
6. Усиливает эффективность функционирования иммунной системы
7. Обладает антиоксидантными свойствами
8. Влияет на процессы адаптации при быстрой смене часовых поясов
БОЛЕЗНЬ ХАРТНУПА
Синдром Хартнупа (имя больного, родители которого были двоюродными братом и сестрой) возникает в
результате аутосомно-рецессивного дефекта транспортного белка для нейтральных аминокислот в
эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев. Это приводит к снижению всасывания
триптофана и ряда нейтральных аминокислот в
слизистой кишечника и уменьшению их реабсорбции в канальцах почек.
Патогенез
Из-за нарушения транспорта триптофана в эпителиоциты, он остаётся в просвете кишки и подвергается
процессам гниения под действием микрофлоры – превращается в индолы, кинуренин, серотонин, которые
могут всасываться и обнаруживаются в моче. Концентрация триптофана в крови снижается, происходит потеря
нейтральных АК с мочой, и развивается гипераминоацидурия.
Триптофан необходим для синтеза витамина РР (В3, ниацин), поэтому клиническая картина болезни Хартнупа
характеризуется
признаками пеллагры (гиповитаминоза В3).
Клиническая картина
У пациентов поражается нервная система, кожа и слизистые оболочки, пищеварительная система и,
соответственно, наблюдаются неврологические, психические и дерматологические проявления пеллагры,
фоточувствительная кожная сыпь, эмоциональная лабильность, возможны энцефалопатия, преходящая
мозжечковая атаксия, поражение печени и ЖКТ.
Одним из ярких проявлений синдрома является симптом голубых пеленок, возникающий из-за того, что
избыток триптофана в кишечнике под действием микрофлоры превращается в индол, который всасывается в
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
кровь и в печени обезвреживается до индикана. Далее индикан выводится с мочой и на воздухе окисляется в
индиго и родственные ему соединения (индиготин) синего цвета.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Основы лечения
Симптомы болезни уменьшаются или даже исчезают при кормлении ребенка продуктами с высоким
содержанием белка (4 г на 1 кг массы тела в день) и добавлением никотиновой кислоты (по 40-200 мг 4 раза в
день).
Давай-ка сделаем перерывчик, сходи попей водички, разомнись и возвращайся 
МЕМЫ
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА
ПУТЕЙ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ГЛИЦИНА И СЕРИНА
Серин - заменимая аминокислота,
синтезируется из промежуточного продукта
гликолиза –
фосфоглицерата, а аминогруппу
получается от глутаминовый кислоты
3-
Одновременно данная реакция является
первой на пути катаболизма серина. В
других реакциях своего метаболизма серин
 при синтезе глюкозы
подвергается неокислительному
дезаминированию под действием
фермента сериндегидратазы с
образованием пирувата,

на пути образования холина или бетаина декарбоксилируется,

при образовании сфингозина – конденсируется с пальмитиновой кислотой.
Глицин – заменимая аминокислота, основным источником которой служит серин. Реакцию синтеза глицина
из серина катализирует фермент серин-оксиметилтрансфераза, кофермент данной реакции – H4-фолат
(тетрагидрофолат). Эта реакция легко обратима.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900 1275 3412
Основной путь катаболизма глицина так же связан с использованием H4-фолата. Эта реакция обратима и
катализируется глицинсинтазой – ферментным комплексом, похожим на пируватдегидрогеназный комплекс,
и локализированный в митохондриях клеток печени. Кофермент – НАД.
Несмотря на простоту строения, глицин и серин являются весьма востребованными аминокислотами в
клетках. Благодаря взаимопревращению перечень возможных путей метаболизма этих аминокислот еще
больше расширяется.
Заценил(а) постироничную шутку? держи мемчик
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБМЕНА ГЛИЦИНА, СЕРИНА, МЕТИОНИНА И ЦИСТЕИНА, ВИТАМИНОВ
B6, B9 И
B12:

реакция взаимопревращения серина и глицина
Глицин может синтезироваться из серина в реакции, катализируемые серин-оксиметилтрансферазой, которая
переносит
оксиметильную группу с серина на кофермент-Н4-фолата. Катаболизм глицина происходит также с участием Н4 фолата

реакции образования метилен-ТГФК и метил-ТГФК
Все ферменты, катализирующие перенос одноуглеродных групп, нуждаются в коферменте, роль которого
выполняет тетрагидрофолат (ТГФК или Н4-фолат), образующийся из фолиевой кислоты — витамина В9.
Тетрагидрофолат способен связывать одноуглеродные группы с атомами азота в положении N-5 и 10,
образуя разные формы в зависимости от степени окисленности одноуглеродных производных.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412

реакции синтеза S аденозилметионина из гомоцистеина, отметьте роль витамина В12,
Реакции метилирования (присоединения CH3
группы) протекает с участием незаменимой
аминокислоты метионина. Донором метильной
группы служит S- аденозилметионин (SAM). Это
соединение
является
активной
формой
метионина в реакциях метилирования.
Когда реакция метилирования прошла и SAM
отдал свою метильную группу, он превращается
в S- аденизилгомоцистеин, а тот – в гомоцистеин,
путём отщепления аденозина.
Гомоцистеин может вновь превратиться в
метионин, т.е. метионин может регенерировать,
но для этого нужен донор и переносчик
метильной группы.
Донор метильной группы – метил-Н4-фолат,
который
передаёт
свой метил (CH3) на
переносчик – витамин В12 или кобаламин.
Метил-Н4-фолат при этом превращается в Н4фолат.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412

участие S аденозилметионина в процессах трансметилирования при
синтезе биологически важных веществ
Реакции метилирования, которые канализируют метилтрансферазы, и для которых
донором метильной группы служит SAM, используются для:
• синтеза ряда веществ (адреналина, ацетилхолина, карнитина,
креатина, фосфатидилхолина и т.д
• инактивации метаболитов (гормонов, биогенных аминов), ксенобиоти- ков,
в том числе лекарств;
• метилирования азотистых оснований.

реакции получения гомоцистеина и путь его превращения в цистеин,
отметьте роль витамина В6
Как уже упоминалось ранее, гомоцистеин не поступает с пищей. Вместо этого он
биосинтезируется из метионина в многостадийном процессе. Сначала
метионин алкилируется АТФ с образованием S-аденозилметионина (SAM). Затем
при помощи фермента цитинозил-5-метилтрансферазы SAM передаёт свою
метильную группу на цитозин в ДНК, образуя аденозилгомоцистеин. Фермент
аденозилгомоцистеиназа затем катализирует гидролиз этого продукта до
образования гомоцистеина.
Образовавшийся из метионина гомоцистеин имеет 2 пути метаболизма при
нарушении которых развивается гомоцистеинемия:
Первый путь превращения гомоцистеина – реметилирование до метионина и
вновь участие в реакциях метилирования и синтезе веществ.
Второй путь – взаимодействие с серином при участии цистатионин-синтазы,
превращение в цистатионин с последующим распадом в цистеин и α-кетобутират,
катализируемый цистатионин-лиазой. Коферментом в данной реакции является
пиридоксальфосфат (В6)
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ПРИЧИНЫ ГОМОЦИСТЕИНЕМИИИ
ЗАБОЛЕВАНИЯ И ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ?
ГОМОЦИСТИНУРИИ. КАКОВЫ
СОПУТСТВУЮЩИЕ
Гомоцистеинемия – накопление гомоцистеиа в крови из-за нарушения его метаболизма в метионин или цистеин.
Референсные величины гомоцистеина в сыворотке крови
Дети
около 5 мкмоль/л
Подростки 6-7 мкмоль/л
Взрослые 5,0-15,0 мкмоль/л
Повышение уровня разделяют на легкое (16-30), среднее (31-100) и тяжелое (>100
мкмоль/л).
Причины делят на 2 группы:
1) Недостаточность витаминов В12 (цианкобаламин), В6 (пиридоксин), В9 (фолиевая
кислота)которые взаимодействуют с ферментами метионин-синтаза, цистатионин-синтаза,
метилен-ТГФК-редуктаза, играющими центральную роль в метаболизме метионина и
гомоцистеина.
2) Наследственный дефект указанных выше ферментов
- гомозиготный (аутосомно-рецессивно) дефект цистатионин-синтазы (пиридоксин-зависимая
гомоцистинурия), частота 1:100000, наблюдается повышение уровня общего гомоцистеина натощак до
40 раз.
Клинические проявления включают дислокацию хрусталика и другие глазные осложнения, проблемы с
интеллектом примерно в 50% случаев, деформации скелета, ранний атеросклероз и сосудистые
(атеротромботические) осложнения.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
- чаще причиной наследственной гипергомоцистеинемии является гомозиготный дефицит
метилен- тетрагидрофолат-редуктазы (пиридоксин-резистентная гомоцистинурия), при
которой фермент имеет половинную активность от нормы (умеренная гомоцистеинемия).
- нарушенная активность метионинсинтазы. Описано всего несколько случаев такого дефекта.
Предполагается, что дефектным является фермент кобаламин-редуктаза, работа которого
предшествует образованию дезоксиаденозилкобаламина и метилкобаламина, т.к. одновременно
наблюдается повышение концентрации метилмалоновой кислоты (симптом дефицита витамина B12).
ПАТОГЕНЕЗ
Гомоцистеин, растворенный в плазме, провоцирует перекисное окисление липидов в липопротеинах крови и
повреждение апобелков и тем самым вызывает нарушение связывания их с рецепторами и задержку их в
крови. Особенно это ярко проявляется для ЛПНП, окисление которых приводит к их поглощению макрофагами
в интиме и к
активации атеросклероза. Параллельно гомоцистеин ускоряет агрегацию
тромбоцитов и вызывает повреждение эндотелия сосудов, что интенсифицирует
развитие тромбозов.
Сопутствующие заболевания
Гомоцистеинемия считается независимым фактором риска атеросклероза коронарных, периферических и
мозговых сосудов (т.е. независимо от курения, уровня холестерина и артериальной гипертензии). Она
обнаруживается в 30%
случаев атеросклероза, тромбозов и ишемической болезни сердца. Также выявляется при болезни Альцгеймера,
нарушениях беременности – невынашивание, мертворождения.
Основы лечения
При дефекте цистатионин-синтазы применяется лечение витамином В6 в дозе 250-500 мг/день. При
дефекте метилен- тетрагидрофолат-редуктазы уровень гомоцистеина может быть снижен благодаря
употреблению фолиевой кислоты по 5 мг/день. Витамин В12 также оказывает положительное влияние.
Одновременно назначается диета со сниженным содержанием метионина, что достигается специальным
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
подбором продуктов, бедных этой аминокислотой.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Повышенную склонность к гипергомоцистеинемиии имеют курящие. Выкуривание 20 сигарет в день
приводит к увеличению концентрации гомоцистеина на 20 %.
Биохимия, не знаю, как тебе сказать, но немного ты заебала. Давай перерывчик сделаем…
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА ПУТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦИСТЕИНА И ЕГО СЕРЫ. ДАЙТЕ ХАРАКТЕРИСТИКУ
ЗАБОЛЕВАНИЮ "ЦИСТИНОЗ", УКАЖИТЕ ЕГО ПРИЧИНУ, КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ.
ЧТО ТАКОЕ ЦИСТИНУРИЯ И КАКОВЫ ЕЕ ПРИЧИНЫ?
Цистеин – важная аминокислота, которая является
единственным источником органической серы в нашем
организме. Она условно заменимая, так как для ее
синтеза необходим атом серы, источником которого
служит незаменимая аминокислотам метионин.
В результате реакций метаболизма эта сера переходит
в состав других серосодержащих веществ –
фосфоаденозинфосфосерная кислота(ФАФС), коэнзим
А, глутатион,
сульфированные гетерополисахариды(хондроитинсульфат,
кератансульфат, дерматансульфат) (гистологические
флешбеки)или выводится почками в виде сульфатов.
Для синтеза цистеина необходимы 2 аминокислоты – серин и метионин.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Синтез цистеина происходит в 2 стадии под действием пиридоксальзависимых ферментов
цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы. Если же процесс использования гомоцистеина нарушен, из
него образуется гомоцистин, который может накапливаться в крови и вызывать гомоцистинурию.
Биологические функции цистеина разнообразны и очень важны. Так, цистеин, входящий в состав белков,
играет необычайно важную роль в их ФОЛДИНГЕ, поскольку тиогруппы цистеина способны образовывать
прочную ДИСУЛЬФИДНУЮ связь. При этом 2 остатка цистеина формируют молекулу цистина. Эта
реакция протекает с участием НАД.
Образованные дисульфидные связи стабилизируют структуру полипептидной цепи (инсулин). Так же многие белки
содержат
SH-группу в активном центре.
Еще одним важным путём использования цистеина можно считать синтез таурина, который
происходит путём декарбоксилирования производных цистеина – цистеиновой и
цистеиносульфиновой кислот.
Таурин необходим для синтеза желчных кислот в печени. Кроме того, он так же важен в клетках как
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
антиоксидант и используется для снижения перекисного окисления липидов и связывания
гипохоританиона.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Цистеин так же служит предшественником тиоэтаноламинового фрагмента HS-КоА.
Цистиноз –аутосомно-рецессивная болезнь лизосомального накопления, обусловленная нарушением белка
цистинозина,
обеспечивающего транспорт цистина из лизосом
ПАТОГЕНЕЗ
Происходит отложение цистиновых кристаллов в ретикулярных клетках костного мозга, в клетках печени,
почек, селезёнки, слизистой оболочки прямой кишки, в лимфатических узлах и лейкоцитах, в клетках
роговицы и конъюнктивы, в островковых клетках поджелудочной железы, аорте, атрофических яичниках и
мозге.
ДИАГНОЗ
Первыми симптомами являются полиурия, полидипсия, лихорадка неизвестного происхождения. При
исследовании мочи выявляется щелочной рН, глюкозурия и протеинурия, что свидетельствует о синдроме
нарушения функции почечных канальцев – синдроме Фанкони.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
На втором году жизни ухудшается функция почек и развивается аминоацидурия с повышенным выведением цистина с
мочой, обнаруживаются кристаллы цистина в моче (цистинурия).
КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА
Цистиноз ранний нефропатический
Заболевание развивается на 1-м году жизни и при отсутствии терапии больные погибают от хронической
почечной недостаточности до конца 1-го десятилетия жизни. Отмечаются отставание массы тела,
психического развития, часто развиваются анорексия, гипотрофия и потеря аппетита, отставание в росте,
миопатия, общая мышечная слабость, расстройства памяти, атрофия мозга, часто возникает метаболический
ацидоз, рвота, запоры, полиурия и полидипсия. Могут наблюдаться подъемы температуры тела, не связанные с
инфекцией. К концу первого года жизни нарушение почек вызывает
развитие рахита и остеопороза. Увеличены в размерах печень и селезенка.В роговице можно обнаружить
кристаллические отложения и ретинопатию по типу «соли с перцем». Прогрессивно нарастает фотофобия.
Цистиноз нефропатический поздний
Отличается от раннего варианта нормальным ростом и началом в подростковом возрасте. Прогрессирует
медленнее, однако прогноз также неблагоприятный.
Цистиноз доброкачественный взрослый
Начинается во взрослом возрасте. Характерно отсутствие аминоацидурии и нарушений функций почечных
канальцев. Болезнь проявляется фотофобией, головными болями и слезотечением.
ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
Если больного не лечить, то наблюдается ранняя терминальная почечная недостаточность ,
тиреоидная недостаточность и мультиорганная дисфункция.
Введение цистеамина (NH2-CH2-CH2-SH) – его молекула может реагировать с дисульфидной группой цистина,
разрывая его структуру. При этом образуется молекула свободного цистеина и комбинация цистеин-цистеамин
которые выходят из лизосомы. Это снижает количество цистина в лизосоме и значительно улучшает течение
заболевания. Постоянное применение цистеамина замедляет повреждение почек и других органов.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Трансплантация почки – имеет относительную эффективность, т.к. не устраняет причину, продолжается
дегенерация внутренних органов вследствие накопления цистина.
Также применяют высокие дозы витамина D (100 000 ME в сутки), анаболические гормоны.
Используется диетотерапия с ограничением белков, содержащих значимое количество серусодержащих
аминокислот: метионина, цистеина и цистина.
ЦИСТИНУРИЯ
- наследственное заболевание, наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
В основе заболевания лежит нарушение транспорта цистина в слизистой оболочке тонкой кишки и в почечных
канальцах. Есть 3 типа цистинурии:



1 тип — отсутствие транспорта цистина и диаминомонокарбоновых аминокислот в кишечнике.
2 тип — снижение до 50 % транспорта цистина в почках и полное отсутствие транспорта
диаминомонокарбоновых аминокислот в кишечнике и почках.
3 тип — снижение транспорта этих аминокислот в почках при нормальном их всасывании в кишечнике.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ХАРАКТЕРИСТИКА ВИТАМИНОВ В9 (ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА), В6 (ПИРИДОКСИН) И В12
(ЦИАНКОБАЛАМИН):
ПОТРЕБНОСТЬ,
ИСТОЧНИКИ,
БИОХИМИЧЕСКИЕ
ФУНКЦИИ,
ХАРАКТЕРНЫЕ ПРИЗНАКИ ГИПОВИТАМИНОЗА.
ВИТАМИН В9=Вс (ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА, ФОЛАЦИН, АНТИАНЕМИЧЕСКИЙ)
Источники: Растительные продукты, дрожжи, мясо, печень, почки, желток яиц. Витамин активно синтезируется
дружественной кишечной микрофлорой.
Суточная потребность: 400 мкг
Строение: птеридин+парааминобензойная
кислота+глутаминовая кислота (может быть несколько)
Коферментная форма: тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
Витамин Вс всасывается в тонком кишечнике, при этом в
слизистой ферментативным путём происходит превращение
витамина в его коферментную форму ТГФК. Большая часть
ТГФК катализируется в эритроцитах и оставшаяся – в плазме.
Ткани-депо фолацина – печень и
почки. Выделение с мочой.
Биохимические функции:
Перенос одноуглеродных фрагментов различных метаболитов.
Благодаря этой способности он:



участвует в синтезе пуриновых оснований и тимидинмонофосфата, т.е., следовательно, в синтезе ДНК,
участвует в обмене аминокислот – обратимое превращение глицина и серина, синтез метионина из
гомоцистеина,
взаимодействует с витамином В12, содействуя выполнению его функций.
Отдельные фрагменты фолиевой кислоты обладают высокой ростовой активностью по отношению к Streptobacterium
plantarum.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Гиповитаминоз: Пищевая недостаточность, кислые продукты, тепловая обработка пищи, прием лекарств
(барбитураты, сульфаниламиды и антибиотики, некоторые цитостатики – аминоптерин, метотрексат),
алкоголизм и беременность
Клиническая картина: в первую очередь затрагиваются органы кроветворения - так как клетки не теряют
способности расти, и в них происходит нарушение синтеза ДНК с остановкой деления, то это приводит к
образованию мегалобластов (крупных клеток) и мегалобластической анемии. Лейкопения присутствует по той
же причине.
Аналогично развивается поражение слизистых желудка и кишечного тракта (гастриты, энтериты), глоссит.
Отмечается замедление роста, конъюнктивит, ухудшение заживления ран, иммунодефициты,
оживление хронических инфекций и субфебрилитет.
В мед. практике фолиевую кислоту применяют для стимуляции эритропоэза, при отравлении тяжёлыми
металлами, лучевых болезнях.
Антивитамины: 4-аминоптерин, в комплексной терапии онкологических заболеваний для подавление
синтеза ДНК в опухолевых клетках, а также при лейкозах для ингибирования лейкопоэза
ВИТАМИН В6 (ПИРИДОКСИН, АНТИДЕРМАТИТНЫЙ)
Источники: злаки, бобовые, дрожжи, печень, почки, мясо, также синтезируется
кишечными бактериями
Суточная потребность 1,5-2,0 мг
Строение: существует в виде пиридоксина – пиримидинового кольца. Его
коферментными формами являются пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат
(оба содержат остаток фосфорной кислоты). Все три формы легко превращаются
друг в друга, но наибольшую биологическую значимость имеет пиридоксаль.
Пиридоксальфосфат: вместо одной из OH –групп присоединяется карбонильная группа (альдегид)
ПиридоксАМИНфосфат: вместо одной из OH-групп присоединяется аминогруппа
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Витамин В6 всасывается в тонком кишечнике, с током крови попадает вовнутрь клеток. В клетках
происходит фосфорилирование всех трёх форм витамина при помощи пиридоксалькиназы, при этом
образуется активная форма – пиридоксальфосфат. Выводится из организма Витамин в виде 4пиридоксиловой кислоты с мочой.
Биохимические функции:
1)Является коферментом фосфорилазы гликогена (50% всего
витамина находится в мышцах), участвует в синтезе гема,
сфинголипидов.
2) Принимает участие в метаболизме аминокислот. Наиболее
известная функция пиридоксиновых коферментов – перенос
аминогрупп и карбоксильных групп в реакциях метаболизма
аминокислот:
-кофермент аминотрансфераз, переносящих аминогруппы
между аминокислотами
- кофермент декарбоксилаз, участвующих в синтезе биогенных
аминов из аминокислот, например, ГАМК (γ-аминомасляная
кислота) из глутаминовой кислоты
Как видишь, пиридоксальфосфат является коферментом для ферментов трансаминирования, т.е.
аминогруппа может переноситься с одной аминокислоты на другую, а так же образовывать из кетокислот
аминокислоты. Так же участвует в реакциях рацемизации, дегидрирования, гидролитического расщепления
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Гиповитаминоз: пищевая недостаточность, хранение продуктов на свету и консервирование,
использование ряда лекарств (антитуберкулезные средства, L-ДОФА, эстрогены в составе
противозачаточных средств), беременность, алкоголизм
Клиническая картина: у детей – повышенная возбудимость ЦНС, периодические судороги (связано с
недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК), специфические дерматиты. У взрослых
гиповитаминоз при длительном лечении туберкулёза изониазидом (антагонист витамина В6), при этом
возникают поражения нервной системы, эритемы, отеки, анемии.
ВИТАМИН В12 (ЦИАНКОБАЛАМИН, АНТИАНЕМИЧЕСКИЙ)
Источники: только животные продукты: печень, рыба, почки, мясо. Также он синтезируется кишечной
микрофлорой, однако не доказана возможность всасывания витамина в нижних отделах ЖКТ
Суточная потребность 2,5-5,0 мкг
Строение: 4 пиррольных кольца+ ион кобальта (с валентностью от Co3+ до Co6+)+группу CN– . В
организме при синтезе коферментных форм цианидная группа CN– заменяется метильной или 5'дезоксиаденозильной.
Витамин В12 в свободном состоянии не может всасываться в ЖКТ, а усваивается только в комплексе со
специальным белком – гликопротеином с молекулярной массой 90kDа и называется внутренним фактором, или
фактором Касла. После поступления этого комплекса в кровь он распадается и внутренний фактор
разрушается протеинкиназами крови. Свободный кобаламин образует комплексы с альфа и бета-глобулинами,
которые и транспортируют его к тканям. В тканях кобаламин превращается в свои активные формы –
метилкобаламин(Мет-К) и дезоксиаденозилкобаламин (ДОАК) – коферменты ряда кобамидных ферментов. Их
распад осуществляется в печени и почках, а кобаламин выводится из организма с мочой.
Биохимические функции
Витамин В12 участвует в двух видах реакций – реакции изомеризации и метилирования.
1. Основой изомеризующего действия витамина В12
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
является возможность способствовать переносу атома
водорода на атом углерода в обмен на какую-либо
группу.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Это имеет значение в процессе окисления остатков жирных
кислот с нечетным числом атомов углерода, при утилизации
углеродного скелета треонина, валина, лейцина, изолейцина,
метионина, боковой цепи холестерола.
Рассмотрим: сначала имеем жирные кислоты, при окислении
которых образуется пропионил-SКоА, далее происходит
реакция карбоксилирования, образуется метилмалонилSКоА.
И вот теперь под действием изомераз, для которых витамин
B12 – кофермент, превращается в сукцинил-SКоА
(перенеслась карбоксильная группа внутри одной молекулы,
значит это не трансфераза, а изомераза
2. Участие в трансметилировании аминокислоты гомоцистеина при синтезе метионина. Метионин в
дальнейшем активируется и используется для синтеза адреналина, креатина, холина,
фосфатидилхолина.
Нам необходимо получить аминокислоту –
метионин. Мы можем синтезировать её из
гомоцистеина, к которому для этого нужно
присоединить одну метильную группу.
Осуществляет это фермент метионинсинтаза,
коферментом для которой является
метилкобалами! Он в свою очередь образуется
при метилировании кобаламина N5-метил-ТГФК,
который отдаёт свою метильную группу и
превращается в ТГФК.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
3. Является коферментом метилмалонил-КоА-мутазы, катализирует реакции превращения малонилКоА в сукцинилКоА.
4. Вовлекается в процессы образования форменных элементов крови, в обмен жиров в качестве протектора КоА
Синтез Витамина В12 из глицина:
Глицин+Сукцинил-КоА—> АЛК –> ПБГ –> УПГ III
–> Кобириновая кислота –> Кобинамид –>
Витамин В3 Где АЛК – аминолевуленовая кислота, ПБГ – порфобидиноген, УПГ III – уропорфириноген III
Гиповитаминоз: пищевая недостаточность (особенно у вегетарианцев из-за плохого всасывания в
результате заболеваний желудка и кишечника)
Так же могут быть БЕ ДЫ с фактором Касла (перционная анемия). Помнишь? Это тот самый белок в
обкладочных клетках желудка, с которым цианкобаломину необходимо связаться, чтобы смогло произойти
его всасывание в кишечнике.
Клиническая картина:
1. Макроцитарная анемия, при которой количество эритроцитов снижено в 3-4 раза. Она возникает чаще у
пожилых, но может быть и у детей. Непосредственной причиной анемии является потеря фолиевой кислоты
клетками при недостаточности витамина В12 и, как следствие, замедление деления клеток из-за снижения
синтеза пуриновых нуклеотидов и ТМФ.
Нехватка витамина В12 без гематологических нарушений поразительно широко распространена, особенно среди
пожилых.
2. Неврологические нарушения:


замедление окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода и накопление токсичного
метилмалоната вызывает жировую дистрофию нейронов и демиелинизацию нервных волокон. Это
проявляется в онемении кистей, стоп, ухудшении памяти, нарушении походки, снижении кожной
чувствительности, нарушении сухожильных рефлексов (ахиллов, коленный),
нехватка метионина опосредует снижение активности реакций метилирования, в частности,
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
уменьшается синтез нейромедиатора ацетилхолина
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ПУТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В
КЛЕТКЕ
ФЕНИЛАЛАНИНА И ТИРОЗИНА.В
ЧЕМ
СОСТОЯТ
И
АНАБОЛИЧЕСКИЕ
КАТАБОЛИЧЕСКИЕПУТИПРЕВРАЩЕНИЙ ТИРОЗИ
ФЕНИЛАЛАНИНА В ТИРОЗИН.
Фенилаланин – незаменимая АК, тюка в клетках
животных не синтезируется ее бензольное кольцо.
Тирозин – условно заменимая АК, т.к она образуется из
фенилаланина..
ФЕНИЛАЛАНИН
Расходуется по 2м путям:
1) Включаясь в белки
2) Превращаясь в тирозин – для удаления
избытка
фенилаланина,
т.к.
его
высокие
концентрации токсичны для клеток
Эта реакция катализируется монооксигеназой –
фенилаланингидросилазой.
Кофермент: тетрагидробиоптерин (H4БП). Необходимо
Fe2+. НЕОБРАТИМА.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Тетрагидробиоптерин при это
превращается в дигидробиоптерин
(Н2БП), его регенерация
осуществляется с помощью НАДФН.
ТИРОЗИН
пигмента меланина.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Весь фенилаланин, не использованный в синтезе
тканевых белков, в норме превращается в
тирозин. Тирозин, помимо участия в синтезе
белков, является предшественником гормона
надпочечников адреналина, медиаторов
норадреналина и дофамина, гормонов щитовидной
железы тироксина и трийодтиронина и
ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ
ЗАБОЛЕВАНИЙ ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ
БИОХИМИЧЕСКИЕ 1 ТИПА
(КЛАССИЧЕСКАЯ) И
ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ. 2
ТИПА
(ВАРИАНТНАЯ). НАЗОВИТЕ ДЕФЕКТНЫЕФЕРМЕНТЫ,
ОСНОВЫ ПАТОГЕНЕЗА, ХАРАКТЕРНЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ,
При любых нарушениях превращения фенилаланина в тирозин развивается фенилкетонурия.
Известно сравнительно часто встречающееся заболевание, причиной которого является генетический дефект
фенилаланингидроксилазы (фенилкетонурия 1 типа) или реже дефицит редуктазы тетрагидробиоптерина —
фермента, обеспечивающего восстановление Н2БП в Н4БП (фенилкетонурия 2 типа)
ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ 1 типа (классическая) –
наиболее распространённая. Заболевание наследуется
аутосомно- рецессивно и вызвано мутацией, которая
вызывает снижение активности фермента фенилаланин4-монооксигеназы, обеспечивающей превращение
фенилаланина в тирозин. Фермент имеется только в
печени, почках, поджелудочной железе.
При этом концентрации фенилаланина повышаются в
крови до 20-30 раз. Большие концентрации
фенилаланина ограничивают транспорт тирозина и
триптофана через гематоэнцефалический
барьер и тормозят синтез нейромедиаторов (ДОФА,
норадреналин, серотонина)
ПАТОГЕНЕЗ:
1) Накопление в тканях фенилаланина и его производных (фенилпировиноградная, фенилмолочная
(миндальная), фенилуксусная и др) в тканях, и вызванный ими АЦИДОЗ
2) токсическое действие указанных веществ на центральную нервную систему, которое заключается
в торможении фенилаланином активности ряда ферментов, в том числе пируваткиназы (окисление
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
глюкозы), тирозиназы (синтез меланина), тирозин-гидроксилазы(синтез катехоламинов) и нарушение
синтеза моноаминовых нейромедиаторов – тирамина, октопамина,
3) нарушение синтеза серотонина, т.к. фенилаланин-4-монооксигеназа также вовлечена в
гидроксилирование триптофана до 5-гидрокситриптофана, предшественника серотонина,
4) конкурентное снижение фенилаланином транспорта в клетки ароматических аминокислот – триптофана и
тирозина,
5) нарушение синтеза простых и сложных белков в тканях, что вызывает тяжелые повреждения
мозга и нарушение функции печени у большинства больных.
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ:
Первым симптомом заболевания может стать рвота. Другими ранними проявлениями болезни служат
вялость ребенка, чрезмерная сонливость, отсутствие интереса к окружающему, иногда повышенная
раздражительность, беспокойство, плаксивость, также отмечаются срыгивания, нарушение
мышечного тонуса (чаще мышечная гипотония), судороги.
Характерным признаком является повышенная потливость, от мочи и пота исходит необычный запах
фенилуксусной кислоты, который характеризуют как заплесневелый, мышиный или волчий.
ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
Единственным методом лечения является диетотерапия – исключение из питания больного
высокобелковых продуктов питания с высоким количеством фенилаланина (мясо, рыба, яйцо, молоко,
крупы). Вместо натурального белка используют специальные гидролизаты белка, частично или полностью
лишенные фенилаланина. Однако больной должен получать с пищей определенные количества
фенилаланина, покрывающие минимальную суточную потребность, что составляет 50-60 мг/кг для детей
первого года жизни и 15-40 мг/кг для детей более старшего возраста.
ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ 2 ТИПА - Аутосомно-рецессивныйдефект дигидробиоптеринредуктазы.
В результате недостаточности фермента нарушается восстановление активной формы тетрагидробиоптерина,
участвующего в качестве кофактора гидроксилаз фенилаланина и триптофана. Вследствие этого нарушается
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
превращение фенилаланина в тирозин, триптофана в 5-гидрокситриптофан.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ПАТОГЕНЕЗ
Отмечается снижение уровня фолатов в сыворотке крови, эритроцитах и цереброспинальной жидкости. Это
объясняется тесной взаимосвязью обмена фолатов и биоптерина, в частности участием
дигидробиоптеринредуктазы в метаболизме тетрагидрофолиевой кислоты.
КЛИНИЧЕСКАЯ КАРТИНА
тяжелая умственная отсталость, судороги, признаки повышенной возбудимости, сухожильная
гиперрефлексия, мышечная дистония и гипотония, хореиформные движения (непроизвольные трясущиеся
движения головы, лица или конечностей), спастический тетрапарез.
Течение болезни прогрессирующее и нередко приводит к смерти в 2-З-летнем возрасте. Появление
клинической симптоматики, как правило, развивается в начале второго полугодия жизни, не смотря на
диетотерапию.
ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ
НЕ ПОДДАЁТСЯ ЛЕЧЕНИЮ. Лечение тетрагидробиоптерином неэффективно, так как он не проникает через
гематоэнцефалический барьер. Заместительная терапия L-ДОФА и 5-гидроокситриптофаном частично
обходит блок в синтезе дофамина и серотонина.
Есть еще формы фенилкетонурии, если у вас вдруг их спросили:
https://biokhimija.ru/narushenie-aminokislot/fenilalanin.html
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
РЕАКЦИИ ПРЕВРАЩЕНИЯ ТИРОЗИНА В ДИОКСИФЕНИЛАЛАНИН, ДОФАМИН,
НОРАДРЕНАЛИН И АДРЕНАЛИН.
В мозговом веществе надпочечников и нервной ткани тирозин является предшественником
катехоламинов (дофамина, норадеранилина, адреналина). Промежуточным веществом служит
диоксифенилаланин (ДОФА).
1– Тирозингидроксилаза (Тирозин – ДОФА)
Fe2+зависимый фермент, кофермент – Н4БП
Является регуляторным и определяет скорость синтеза катехоламинов
Аллостерическая регуляция: ингибитор – норадреналин
Ковалентные модификации: в результате фосфорилирования протеинкиназой А снижается сродство
фермента к норадленалину, в результате чего происходит АКТИВАЦИЯ тирозингидроксилазы (т.к.
норадреналин это аллостерический ингибитор, а если к нему снижается сродство, то и ингибировать он не
может)
2 –ДОФА-декарбоксилаза (ДОФА – дофамин)
Кофермент: пиридоксальфосфат (Витамин В6)
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
3 – Дофамингидроксилаза (дофамин –
норадреналин) Необходимы Cu2+, витамин С и
Н4БП
4 – фенил-этаноламин-N-метилтрансфераза (норадреналинадреналин) Катализирует метилирование норадреналина, Источник
метильной группы – SAM.
Дофамин и норадреналин – медиаторы в синоптической передаче нервных импульсов, адреналин – гормон
широкого спектра действия, регулирующий энергетический обмен.
Оппа стоямба, красоточка))) Перерывчик)
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА СИНТЕЗА ЭУ- И ФЕОМЕЛАНИНОВ ИЗ ДИОКСИФЕНИЛАЛАНИНА. РОЛЬ ЦИСТЕИНА.
В пигментных клетках тирозин выступает предшественником темных пигментов – меланинов. Среди них
преобладают 2 типа: эумеланины и феомеланины.
Образование пигмента происходит в меланоцитах, для этого в них существуют специальные органеллы – меланосомы.
Наполненные меланином меланосомы продвигаются к апикальной части клетки и мигрируют в кератиноциты.
Эумеланины (чёрного и коричневого цвета) –
нерастворимые высокомолекулярные гетерополимеры
5,6-дигидроксииндола
и
некоторых
его
предшественников,
Феомеланины – желтые или красновато-коричневые
полимеры, растворимые в разбавленных щелочах.
Находятся они, в основном, в составе волос. Для
синтеза необходим СЕРИН
Меланины присутствуют в сетчатке глаз, цвет кожи
зависит от распределения меланинов и количества в
ней разных типов меланинов.
Первую
реакцию
катализирует
тирозиназа,
превращающая тирозин в ДОФА и использующая в
качестве кофактора ионы меди. Мы уже встречали
фермент с такой же функцией – тирозингидроксилаза –
действующая в надпочечниках, и не нуждающейся в
ионах меди.
ртуть). Также меланины являются мощными
антиоксидантами.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Функцией меланинов является защитная. Они
поглощают ультрафиолетовые лучи, способны
связывать катионы и анионы, хелатировать металлы
(медь, марганец, хром, свинец,
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
НАРУШЕНИЕ АНАБОЛИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ ТИРОЗИНА – АЛЬБИНИЗМ И ПАРКИНСОНИЗМ.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРИЧИНЫ, БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАТОГЕНЕЗА, ХАРАКТЕРНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ, ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ.
АЛЬБИНИЗМ (частота 1:20000)
Причина дефекта – врожденный дефект тирозиназы, которая катализирует превращение тирозина в ДОФА в
меланоцитах, и, как результат, нарушается синтез пигментов меланинов.
Клиническое проявление –отсутсвие пигментации кожи и волос, у больных часто снижена острота зрения,
возникает светобоязнь. Длительное пребывание таких больных под открытым солнцем приводит к раку кожи.
Лечение - Рекомендуется использовать различные средства защиты от ультрафиолетовых лучей.
БОЛЕЗНЬ ПАРКИНСОНА (частота 1:200 среди людей старше 60)
Болезнь развивается при недостаточности дофамина в чёрной субстанции
мозга. При этой патологии снижена активность тирозингидроксилазы,
ДОФА-декарбоксилазы, Клиническое проявление: три основных симптома
1) Акинезия (скованность движений)
2) Ригидность (напряжение мышц)
3) Тремор (непроизвольное дрожание)
Депрессивные состояния часто связаны со снижением в нервных клетках содержания дофамина и норадреналина.
Лечение: дофамин не проникает через гематоэнцефалический барьер и как лекарственный препарат не
используется. Для лечения предлагаются следующие принципы,
1) Заместительная терапия предшественниками дофамина (производные ДОФА) – леводопа, мадопар, наком и др.
2) Подавление инактивации дофамина ингибиторами МАО (моноаминоксидазы, которая инактивирует биогенные
амины)
– депренил, ниаламид, пирамизол
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
СХЕМА РЕАКЦИЙ КАТАБОЛИЗМАТИРОЗИНА,
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ.ОТМЕТЬТЕ
ФЕРМЕНТЫ, ДЕФЕКТ КОТОРЫХ ПРИВОДИТ К ТИРОЗИНЕМИИ 1 ТИПА (ГЕПАТОРЕНАЛЬНАЯ), 2 ТИ
ОСНОВЫ ЛЕЧЕНИЯ.
Тирозин, помимо участия в синтезе белков, является
предшественником гормонов надпочечников адреналина,
норадреналина,
медиатора
дофамина,
гормонов
щитовидной
железы
тироксина
и
трийодтиронина,
пигментов. Нарушения катаболизма тирозина
многочисленны и
называются
тирозинемии.
ТИРОЗИНЕМИЯ 1 типа (гепаторенальная)
Возникает при недостаточности
фумарилацетоацетатгидролазы. При этом накапливается
фумарилацетоацетат и его метаболиты
(сукцинилацетон), поражающие печень и почки
Острая форма: составляет большинство случаев этой
тирозинемии с началом в возрасте 2-7 мес и смертью 90%
больных в возрасте 1-2 года из-за недостаточности печени.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
К симптомам относится гипотрофия, рвота, "капустный запах"
от тела и мочи, задержка развития, кровоточивость, диарея, мелена,
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
гематурия, желтуха, анемия, периферические невропатии и параличи, кардиомиопатия, слабость мышц,
дыхательные нарушения. Отмечают гипогликемию вследствие гиперплазии островковых клеток
поджелудочной железы.
При хронической форме болезнь развивается позднее, медленнее прогрессирует. Продолжительность жизни
около 10 лет. Из-за поражения печени и почек возникают проявления рахитоподобных заболеваний
(остеопороз, остеомаляция). В результате печеночной недостаточности возникают симптомы, напоминающие
острую порфирию. Непостоянными признаками являются умственная отсталость и неврологические
изменения.
Основы лечения: Лекарственным средством является нитизинон, конкурентный ингибитор 4гидроксифенилпируват- диоксигеназы. В результате прекращается образование гомогентизиновой
кислоты и ее дальнейший распад. Также используется диета со снижением количества фенилаланина и
тирозина, инъекции глутатиона.
ТИРОЗИНЕМИЯ 2 типа (глазокожная)
Возникает при недостаточности тирозин-аминотрансферазы.
Наблюдается задержка умственного и физического развития, микроцефалия, катаракты и кератоз роговицы
(псевдогерпетический кератит), гиперкератоз кожи, членовредительство, нарушение тонкой координации
движений.
Лечение: Эффективна диета с низким содержанием тирозина, при этом поражения кожи и роговицы быстро исчезают.
ТИРОЗИНЕМИЯ 3 типа (новорождённых)
Результат кратковременного снижения активности 4-гидроксифенилпируват-диоксигеназы. Чаще
наблюдается у недоношенных детей.
Наблюдается сниженная активность и летаргия. Аномалия считается безвредной. Дефицит аскорбиновой
кислоты усиливает клиническую картину.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Лечение: Диета со снижением количества белка, фенилаланина, тирозина и высокие дозы
аскорбиновой кислоты (100 мг/день).
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
АЛКАПТОНУРИЯ
В основе заболевания лежит снижение активности печеночного фермента гомогентизат-оксидазы, в результате в
организме
накапливается гомогентизиновая кислота.
Гомогенизат выводится с мочой и на воздухе окисляется и полимеризуется в меланиподобное соединение, поэтому
частым и постоянным симптомом является темная моча, на пеленке и нижнем белье остаются темно-коричневые
пятна.
С возрастом гомогентизиновая кислота, накапливается в соединительно-тканных образованиях, склерах и
коже, вызывает шиферно-глубокий оттенок ушного и носового хрящей (охроноз), окрашивает одежду,
контактирующую с потеющими участками тела (подмышки).
Из-за связывания гомогентизата с коллагеном ухудшается состояние соединительной ткани, что делает
хрупкими хрящевые образования. После 30 лет развивается дегенеративный артрит позвоночника и
крупных суставов (бедренные, коленные), межпозвонковые пространства сужены, снижается минеральная
плотность костей. Может наблюдаться поражение почек и сердца.
Лечение: рекомендуется с раннего возраста ограничить потребление фенилаланина и тирозина , что
должно препятствовать развитию охроноза и суставных нарушений. Назначают большие дозы аскорбиновой
кислоты для снижения связывания гомогентизиновой кислоты в соединительной ткани. Предлагается
использовать
препарат нитизинон, конкурентный ингибитор 4-гидроксифенилпируват-диоксигеназы.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АРГИНИНА. РЕАКЦИИ УЧАСТИЯ АРГИНИНА В СИНТЕЗЕ
МОЧЕВИНЫ, КРЕАТИНА, ОКСИДА АЗОТА (NO). РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИАМИНОВ
(СПЕРМИНА
И
СПЕРМИДИНА).
БЕЛКИ,
СОДЕРЖАЩИЕ
БОЛЬШОЕ
КОЛИЧЕСТВО
Аргинин – положительно заряженная и условно
незаменимая аминокислота, тк у детей, подростков и
пожилых синтезируется в недостаточном количестве.
Существует 2 основных пути метаболизма аргинина:
тоже стану молекулой года)
1)
NO-синтазный путь – реакция окислительного
дезаминирования аргинина в цитрулин, побочным
продуктом которого является оксид азота, обладающий
множеством чрезвычайно важных физиологических
эффектов. Он даже признавался молекулой года
(надеюсь, если я буду стараться, я
Существует несколько типов NO-синтаз, характерных для разных
типов клеток.
2) Аргиназный путь –связан с гидролизом аргинина ферментом
аргиназой II(не та, которая в орнитиновом цикле, там была аргиназа
I)с образованием орнитина и мочевины.
Далее орнитин превращается
путём
декарбоксилирования в
путресцин
с помощью
орнитин-декарбоксилазы. Необходим пиридоксальфосфат.
Орнитин в нескольких реакциях превращается в
полиамины спермин и спермидин. Эти высокоактивные вещества содержатся
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
в клетках всех типов и жизненно необходимы для их нормального роста и
пролиферации. Спермин и спермидин
взаимодействуют с ДНК, РНК и нуклеопротеинами,
служат регуляторами активности ферментов транскрипции, репликации и репарации,
 абсолютно незаменимы при синтезе одного из факторов инициации при трансляции,
 регулируют процесс полимеризации тубулина.
 участвуют в регуляции транспорта ионов Са2+ и ионов K+.


СИНТЕЗ КРЕАТИНА
Синтез креатина идет последовательно в почках и
печени в двух трансферазных реакциях. По окончании
синтеза креатин с током крови доставляется в мышцы
или мозг. При наличии энергии АТФ (во время покоя
или отдыха) он фосфорилируется с образованием
креатинфосфата.
БЕЛКИ С АРГИНИНОМ
Аргинин в тканях входит в состав белков и, в
частности, в большом количестве присутствует в
гистонах, регулирующих активность ДНК.
Можно выделить две функции гистонов:
Регуляция активности генома, а именно – они
1.
препятствуют транскрипции.
2. Структурная – стабилизируют пространственную
структуру ДНК.
Благодаря гистонам и формированию более сложных
структур размеры ДНК, в конечном итоге,
уменьшаются в тысячи раз.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
АНАБОЛИЧЕСКАЯ РОЛЬ АМИНОКИСЛОТ НА ПРИМЕРЕ КРЕАТИНА. СТРОЕНИЕ КРЕАТИНА
И
КРЕАТИНФОСФАТА,
РЕАКЦИИ
ИХ
СИНТЕЗА,
ЛОКАЛИЗАЦИЯ
ПРОЦЕССА.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ КРЕАТИНФОСФАТА. В ЧЕМ ПРИЧИНА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ
КРЕАТИНУРИИ У ДЕТЕЙ И У СТАРИКОВ?
Креатин – вещество скелетных мышц, миокарда, нервной ткани. В виде креатинфосфата креатин
является "депо" макроэргических связей, используется для быстрого ресинтеза АТФ во время работы
клетки.
Особенно показательна роль креатина в мышечной ткани. Креатинфосфат обеспечивает срочный ресинтез
АТФ в первые секунды работы (5-10 сек), когда никакие другие источники энергии (анаэробный гликолиз,
аэробное окисление глюкозы, β-окисление жирных кислот) еще не активированы, и кровоснабжение мышцы
не увеличено. В
клетках нервной ткани креатинфосфат поддерживает жизнеспособность клеток при отсутствии кислорода.
При мышечной работе ионы Са2+, высвободившиеся из саркоплазматического ретикулума, являются
активаторами креатинкиназы. Реакция еще интересна тем, что на ее примере можно наблюдать обратную
положительную связь — активацию фермента продуктом реакции креатином. Это позволяет избежать
снижения скорости реакции по ходу работы, которое должно было бы произойти по закону действующих масс
Около 3% креатинфосфата постоянно в реакции неферментативного дефосфорилирования превращается в
креатинин. Количество креатинина, выделяемое здоровым человеком в сутки, всегда почти одинаково и
зависит только от объема мышечной массы. Уровень активности креатинкиназы в крови и концентрация
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
креатинина в крови и моче являются ценными
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
диагностическими показателями и используется для характеристики интенсивности работы мышц в
спортивной медицине и при некоторых патологических состояниях.
Существует так же несколько изоформ креатинкиназы, определение которых в крови используется для
диагностики таких заболеваний, как инфаркт миокарда, миопатии, мышечные дистрофии..
КРЕАТИН СИНТЕЗИРУЕТСЯ В ПЕЧЕНИ И ПОЧКАХ (именно по ним я получу на следующей паре с Ириной
Максимовной)
Синтез идёт последовательно в 2 трансферазные реакции с
участием 3 аминокислот: аргинина, глицина и метионина.
В почках образуетс гуанидинацетат, который метилируется
в печени и затем доставляется в мозг или мышцы.
Здесь при наличии энергии АТФ (во время покоя или отдыха) он
фосфорилируется с образованием креатинфосфата.
Если синтез креатина опережает возможность его
фиксации в мышечной ткани, то развивается
креатинурия – появление креатина в моче.
Физиологическая креатинурия наблюдается в первые
годы жизни ребенка. Иногда к физиологической относят и
креатинурию стариков, которая возникает как следствие
атрофии мышц и неполного использования образующегося в
печени креатина. При заболеваниях мышечной системы
(при миопатии или прогрессирующей мышечной
дистрофии) в моче наблюдаются наибольшие концентрации
креатина –
патологическая креатинурия.
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
РЕАКЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРЕАТИНИНА. НОРМАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ КОНЦЕНТРАЦИИ
КРЕАТИНИНА В КРОВИ И МОЧЕ И ЕГО КЛИНИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ.
Около 3% креатинфосфата постоянно в реакции неферментативного дефосфорилирования превращается
в креатинин. Количество креатинина, выделяемое здоровым человеком в сутки, всегда почти одинаково и
зависит только от объема мышечной массы. Уровень активности креатинкиназы в крови
и концентрация креатинина в крови и моче являются
ценными диагностическими показателями.
Нормальные величины
Сыворотка
дети
27-62 мкмоль/л
подростки 44-88 мкмоль/л
женщины
44-88 мкмоль/л
мужчины
44-100 мкмоль/л
Суточная моча
4,4-17,7
ммоль/сут Амниотическая жидкость
>177 мкмоль/л
Влияющие факторы
Повышение содержания отмечается при употреблении мясной пищи и при усиленной физической
работе. Ложное увеличение показателя может вызвать липемия и гемолиз, ложное снижение —
желтуха.
Клинико-диагностическое значение
Уровень креатинина не является чувствительным показателем заболевания почек в ранней стадии.
Сыворотка
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412
Увеличение содержания креатинина вызывается острым и хроническим нарушением функции почек
различного генеза, закупоркой мочевых путей, кишечной непроходимостью, выявляется при заболеваниях
печени, голодании, также наблюдается при акромегалии и гипертиреозе.
Гипокреатининемия отмечается при уменьшении мышечной массы, во время беременности (особенно I и II
триместры).
Моча
Увеличение концентрации креатинина может быть связано с повышенной физической активностью, с
лихорадочными состояниями, отмечается при выраженной недостаточности функции печени, при
сахарном диабете,
инфекциях. Снижение обнаруживается при голодании, у больных с мышечной атрофией, с дегенерацией и
амилоидозом почек, лейкемией.
Амниотическая жидкость
Накопление креатинина выявляется при беременности больных сахарным диабетом, преэклампсии.
ХОЖДЕНИЕ ПО МУКАМ КОНЧИЛОСЬ!!!!
А это злая Таня унижает и доминирует над вашей бедной редакторкой 
на билет Саранск-Москва: 5469 3900
1275 3412