Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Марта 2012 в 09:31, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы для экзамена по дисциплине "Биохимия".
2. транспорте ацильных остатков (пр., АцКоА)
3. в реакциях окислительного декарбоксилирования пирувата и -кетоглутаровой кислоты.
{Т.е. витамин В3 необходим для обмена Б, Ж, У}
Авитаминоз – представлен разными формами; характерны дерматиты, поражения слизистой оболочки внутренних органов, поражение ЖВС (надпочечники, тимус), поражение нервной ткани. Авитаминозы практически не встречаются.
Суточная потребность 10 мг.
Этот витамин широко распространен, содержится в печени, яйцах. овсяных хлопьях, дрожжах. Также синтезируется микрофлорой кишечника.
Антисеборейный витамин. Структура: тиофен, соединеный с мочевиной+ боковая цепь (валериановая кислота).
Устойчив при нагревании.
Роль биотина в обмене веществ
Биотин – кофермент карбоксилирования (превращение ацетил-КоА в малонил-КоА в синтезе ВЖК) и кофермент транскарбоксилирования в синтезе пуриновых оснований.
Авитаминоз Н – себорея: покраснение и шелушение сальной кожи на волосистой части головы.
Суточная потребность витамина Н 0,010 мг.
Источники: печень, яйца, молоко.
Авитаминоз бывает при употреблении сырых яиц, содержащих авидин (антивитамин Н).
Витаминоподобные вещества
Парааминобензойная кислота
Роль: входит в состав фолиевой кислоты, участвует в пигментации. При авитаминозах нарушение пигментации.
Относится к витаминоподобным веществам.
НО-СН2-СН2-N(CH3)3
Роль в обмене веществ
1. холин входит в состав сложных липидов (фосфатидилхолин);
2. источник метильных групп при синтезе различных соединений.
В организме синтезируется из серина и метионина в необходимых количествах. Но метионин – незаменимая АК!
АНТИВИТАМИНЫ
Это вещества, которые нарушают использование витаминов.
Их 2 группы:
1. антивитамины, прямо воздействующие на снижение активности витаминов, например авидин на витамин А, аскорбатоксидаза на витамин С;
2. структурные аналоги витаминов, похожие на витамины, но оказывающие противоположное действие, например сульфаниламиды похожи по структуре на ПАБК. Такие вещества используют для гибели микроорганизмов, которые их не различают.
Биохимия печени
Роль печени в обмене веществ
Печень занимает центральное место в обмене веществ организма. Особенность анатомического расположения и связи с другими органами, позволяет печени участвовать во всех видах обмена веществ. Печень кровоснабжается печеночной артерией и воротной веной, которые в ней образуют обширную капиллярную сеть, следовательно, все вещества поступающие в организм вместе с пищей, после их всасывания в кровь распределяются печенью по всему организму. Через печень протекает около 1,2 литра крови в минуту. Площадь капиллярных синусоидов в печени взрослого человека 400-450 м2.
Важнейшие функции печени:
1. синтетическая - происходит превращение питательных веществ в такие формы, которые могут быть использованы другими тканями:
- белки плазмы крови (альбумины, глобулины, фибриноген, протромбины);
- группа белков участвующих в транспорте липидов (ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП);
- гормонов (транскортины);
- витаминов;
- микроэлементы (трансферины, церрулоплазмины – переносчики ионов меди)
В печени синтезируется глюкоза, гликоген, нейтральные жиры, ХС, ФЛ, ВЖК (заменимые), кетоновые тела.
В печени активно синтезируются из АК небелковые азотистые соединения: коферменты (HS-KoA), креатин, глутатион, никотиновая кислота, пуриновые и пиримидиновые основания, порфирины.
В печени происходит биосинтез мочевины, мочевой кислоты, активно протекают реакции обмена АК (переаминирование, окислительное дезаминирование, декарбоксилирование), что обеспечивает поддержание в организме баланса заменимых АК, биогенных аминов.
2. депонирующая. В печени может депонироваться гликоген, ТГ, жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), некоторые водо-растворимые витамины (В1, В2, В12), микроэлементы.
3. пищеварительная - связана с образованием и секретированием желчи и желчных кислот.
4. выделительная (экскреторная) – связана с образованием специально жидкого экскрета - желчи. Вместе с желчью из клеток удаляются избытки ХС, желчные кислоты, продукты распада гема (желчные пигменты), инактивированные витамины и гормоны, обезвреженные токсические вещества, вода.
5. обезвреживающая функция. В печени обезвреживаются токсические метаболиты обмена веществ (аммиак, крезол, фенол, скатол, индол, билирубин). В печени обезвреживаются, поступающие из вне через ЖКТ, вдыхаемый воздух, кожу - спирты, карболовые кислоты, альдегиды.
Поступающие в организм извне чужеродные вещества, а так же соединения, образующиеся в организме в процессе метаболических реакций, которые не могут быть использованы для пластических целей или как источники энергии, называются ксенобиотиками. Эти соединения в подавляющем большинстве случаев должны подвергаться обезвреживанию, т.е. детоксикации. Главным органом, где происходят эти процессы, является печень.
Кроме ксенобиотиков, инактивации в печени и выведению из организма подвергаются и некоторые собственные метаболиты обмена (продукты распада гема, стероидные гормоны, катехоламины). Все эти соединения из организма выводятся в виде метаболитов, химического комплекса с биомолекулами (с глутатионом), выводятся металлы. Некоторые из них выводятся в неизмененном виде (ацетон), некоторые соединяются с макромолекулами и могут, накапливаясь в организме, оказывать токсическое действие, медленно выделяясь из организма. Так взаимодействуют с белками соли тяжелых металлов.
В большинстве случаев ксенобиотики выводятся из организма в виде парных безвредных соединений – конъюгатов. Если в молекулах, поступающих с током крови веществ в печень, имеются свободные функциональные группы –OH, –SH,–NH2, то эти вещества могут сразу же вступать в фазу конъюгации.
Если у ксенобиотиков таких функциональных групп нет, то они должны предварительно пройти стадию химической модификации. В процессе этих реакций, соединение может подвергаться окислению или восстановлению, циклизации, дециклизации, гидролизу и т.д. При этом, в структуре вещества происходит разрыв внутренних связей, либо вводят дополнительные функциональные группы или происходит высвобождение заблокированной функциональной группы. Таким образом, появление дополнительной функциональной группы делает ксенобиотики более гидрофильными и следовательно способны вступить в фазу конъюгации.
Важным этапом детоксикации поступивших в печень с током крови веществ является их окисление в микросомах ЭПС. Здесь в липидном слое биомембран локализуется система гидроксилированных ферментов, требующих наличие молекул кислорода, НАДФН2 (восстановленый), поступающих из пентозного цикла, флавопротеида (ФП) и цитохрома.
Гидроксилазы способствуют включению кислорода в молекулу субстрата. НАДФН2 является источником электронов и протонов. Введение ОН-группы в структуру ксенобиотика делает его более полярным и, следовательно, облегчает его последующее конъюгирование.
НАДФН2 – зависимая моноксигеназная цепь микросом состоит из:
1. ФП, коферментом которого является ФАД;
2. цитохрома Р-450.
ФП обладает НАДН2–дегидрогеназной активностью, причем ФАД акцентирует протоны и электроны. С ФП электроны транспортируются на цитохром Р-450, а протоны в окружающую среду.
Цитохром Р-450 является последним самоокисляющим звеном этой цепи. Он выполняет двойную роль:
1. активирует кислород путем переноса электронов;
2. использует активированный кислород для окисления вещества и образование воды.
В этом процессе 1 атом кислорода включается в окисляемое вещество, а другой связывает два протона из среды и входит в состав воды.
Гидроксилирование ксенобиотиков с участием микросомальной монооксигеназной системы
1. бензола:
[рис. бензол+ О2 +НАДФН2(гидроксилаза, цитохром Р450) фенол + НАДФ+ Н2О]
2. индола:
[рис. индол+ О2 +НАДФН2(гидроксилаза, цитохром Р450) индоксил + НАДФ+ Н2О]
Кроме микросом, химическое превращений ксенобиотиков может проходить в митохондриях, лизосомах, цитозоле гепатоцитов. Обезвреживание ксенобионтов в печени проходит с участием основных конъюгатов: глюкуроновой кислоты, серной кислоты, уксусной кислоты и глицина и соответствующих ферментов – ТФ.
Конъюгация происходит путем химического связывания ксенобиотиков с активными формами – УДФ-ГК (с глюкуроновой кислотой ), ФАФС, Ац-КоА и глицина.
При образовании конъюгатов значительно уменьшается количество токсических соединений, увеличивается водорастворимость, что облегчает выведение их из организма в составе мочи.
Конъюгацией с глюкуроновой кислотой подвергаются: ксенобиотики, стероиды, билирубин, витамины D2, D3.
С серной кислотой: ксенобиотики, стероиды, тирамины, токаферолы, продукты гниения белков.
С уксусной кислотой - все соединения, имеющие свободную аминогруппу.
С глицином - соединения имеющие СООН-группу.
Реакции конъюгации ксенобиотиков:
1. с глюкороновой кислотой (УДФ-ГК):
[рис. УДФ-ГК+ фенол(ТФ) фенилглюкоуронид+ УДФ]
2. с серной кислотой:
[рис. индоксил+ НО3S-ФАФ (это ФАФС)(ТФ) индоксилсульфат+ ФАФ]
3. с глицином:
[рис. бензойная кислота+ NH2-CH2-COOH (это глицин) (ТФ) гиппуровая кислота+ Н2О]
Пигментный обмен представляет собой совокупность сложных взаимопревращений окрашенных веществ тканей и жидкостей организма человека.
К пигментам относятся 4 группы веществ:
1. гем-содержащие пигменты, входят в состав ФАВ, т.н. дыхательных пигментов (гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы, пероксидазы);
2. представлены предшественниками гема – порфиринами;
3. представлены продуктами распада гема – желчными пигментами (билирубин желчи, уробилин мочи, стертобилин кала);
4. образуются из аминокислоты (ТИР) в пигментных клетках - меланоцитах. Это меланин. Он находится в коже, волосах, радужной оболочке глаз.
Т.о., большая часть пигментов человека – это гемохромагенные пигменты, которые образуются либо при синтезе, либо при распаде гема.
Биосинтез гема идет в большинстве тканей, за исключением эритроцитов, которые не имеют митохондрий. В организме человека гем синтезируется из глицина и сукцинил-КоА, образованного в результате метаболических реакции ЦТК.
Для активации глицина необходим витамин В6. В процессе первой метаболической реакции синтеза гема образуется -аминолевулиновая кислота (АЛК). Скорость синтеза гема контролируется ферментом – синтаза. Наиболее активно эта реакция идет в печени.
[рисуется в столбик. Первая реакция идет в митохондриях: глицин + сукцинил-КоА(синтаза) аминолевулиновая кислота (АЛК). Следующие реакции в цитозоле: АЛК + АЛК порфобилиноген (монопиррол) + 3 порфобилиногена уропорфобилиноген (или тетрапиррол) (над стрелкой: декарбоксилаза; под: -СО2) копропорфобилиноген. Далее реакции до образования гема идут опять в митохондриях: копропорфобилиноген (над стрелкой: декарбоксилаза; под: -СО2) протопорфобилиноген (над стрелкой оксидаза; под: +О2) протопорфирин (над: синтаза; под: +Fе2+) гем Нb(над: +белок) Последняя реакция соединения гема с белком идет в цитозоле.]
После образования АЛК в митохондриях, в цитозоле происходит конденсация двух молекул АЛК с образованием порфобилиногена (монопиррола). Следующим этапом синтеза является реакция конденсации 4-х молекул порфобилиногена с образованием уропорфириногена (тетрапиррола).
В природе встречаются порфирины типов 1 и 3. В организме человека более широко представлены и биологически более важные изомеры 3 типа. В процессе декарбоксилирования уропорфобилиноген превращается в копропорфобилиноген, который из цитозоля поступает в митохондрии, где превращается в протопорфирин. Реакция окисления идет в присутствии кислорода при участии оксидаз. Заключительной стадией синтеза гема является включение 2-х валентного железа в протопорфирин. Эта реакция синтезируется гем–синтазой и завершает в митохондриях образование гема.
При нарушении синтеза гема в организме человека главным образом в печени могут развиваться порфирии – группа заболевании возникшие в результате блокирования отдельных стадий синтеза гема и сопровождающиеся увеличенным содержанием порфиринов в организме.
Причинами порфирий могут быть:
1. наследственные болезни, когда из-за дефицита митохондрий и ЦПМ ферментов синтеза гема, нарушается пигментный обмен;
2. приобретенные (токсические), которые вызываются действием ряда токсических соединений. Например: гексохлорбензол, соли тяжелых металлов, алкоголь. Эти соединения могут быть ингибированны ферментами в системе синтеза гема.
Порфирии могут сопровождаться поражением кожи под влиянием УФЛ, сопровождаясь фотодерматозами. Моча таких больных – розовая или красная.
Фотодерматозы – проявления кожной порфирии, т.е. увеличения светочувствительности кожи.
Большая часть гемхромагенных пигментов в организме человека образуется при распаде гема. Главным источником гема является гемоглобин. В эритроцитах содержание гемоглобина составляет 80%, время жизни эритроцита 110-120 дней. В течение суток в организме взрослого человека массой 70 кг распадается около 6г гемоглобина. Распад эритроцитов происходит в клетках мононуклеарных фагоцитов. Наибольшее число таких клеток в селезенке, печени, костном мозге.
Первая реакция распада гемоглобина – это гидролиз его белковой части.
Катаболизм гема, освобождение от белковой части происходит в микросомальной фракции при участии сложной гем-оксигеназной ферментативной системы, требующей наличие НАДФН2 и кислорода. При поступлении гема в гемаксиназную систему микросом ионы железа окисляются в ферри форму, т.е. гем превращается в гемин.