Шпаргалка по "Химии"

30. Витамин С (аскорбиновая кислота)

Аскорбиновая  кислота - лактон кислоты, близкой по структуре к глюкозе. Существует в двух формах: восстановленной (АК) и окисленной (дегидроаскорбиновой  кислотой, ДАК).

Обе эти формы аскорбиновой кислоты  быстро и обратимо переходят друг в друга и в качестве коферментов  участвуют в окислительно-восстановительных  реакциях. Аскорбиновая кислота может  окисляться кислородом воздуха, пероксидом и другими окислителями. ДАК легко  восстанавливается цистеином, глутатионом, сероводородом. В слабощелочной  среде происходят разрушение лактонового  кольца и потеря биологической активности. При кулинарной обработке пищи в  присутствии окислителей часть  витамина С разрушается.

Источники витамина С - свежие фрукты, овощи, зелень (табл. 3-1).

Биологические функции. Главное свойство аскорбиновой кислоты - способность легко окисляться и восстанавливаться. Вместе с ДАК она образует в клетках окислительно-восстановительную пару с редокс-потенциалом +0,139 В. Благодаря этой способности аскорбиновая кислота участвует во многих реакциях гидроксилирования: остатков Про и Лиз при синтезе коллагена (основного белка соединительной ткани), при гидроксилировании дофамина, синтезе стероидных гормонов в коре надпочечников

В кишечнике аскорбиновая кислота  восстанавливает Fe3+в Fe2+, способствуя  его всасыванию, ускоряет освобождение железа из ферритина (см. раздел 13), способствует превращению фолата в коферментные формы. Аскорбиновую кислоту относят  к природным антиоксидантам (см. раздел 8). Большое значение этой роли витамина С придавал известный американский учёный Л. Полинг, дважды лауреат Нобелевской  премии. Он рекомендовал использовать для профилактики и лечения ряда заболеваний (например, простудных) большие  дозы аскорбиновой кислоты (2-3 г).

Клинические проявления недостаточности витамина С. Недостаточность аскорбиновой кислоты  приводит к заболеванию, называемому  цингой (скорбут). Цинга, возникающая  у человека при недостаточном  содержании в пищевом рационе  свежих фруктов и овощей, описана  более 300 лет назад, со времени проведения длительных морских плаваний и северных экспедиций. Это заболевание связано  с недостатком в пище витамина С. Болеют цингой только человек, приматы  и морские свинки. Главные проявления авитаминоза обусловлены в основном нарушением образования коллагена  в соединительной ткани. Вследствие этого наблюдают разрыхление  дёсен, расшатывание зубов, нарушение  целостности капилляров (сопровождающееся подкожными кровоизлияниями). Возникают  отёки, боль в суставах, анемия. Анемия при цинге может быть связана  с нарушением способности использовать запасы железа, а также с нарушениями  метаболизма фолиевой кислоты.

31. .Врожденные нарушения обена моносахаридов . Галактоземия. Напомним, что распад галактозы, осуществляющийся главным образом в печени, ткани мозга и клетках крови, протекает через такие этапы"

1. Галактоза —— Галактозо-1-фосфат.

2. Галактозо-1-фосфат + АТФ ———- УДФ-галактоза  + АДФ.

3. УДФ-галактоза ———- УДФ-глюкоза.

Первую  реакцию катализирует галактокиназа, вторую — галактозо-1-фосфатуридинтрансфераза, третью — галактозо-УДФ-эпимераза. У здоровых новорожденных активность этих ферментов высока, однако известны случаи их врожденного дефицита.

1. Дефицит галактокиназы проявляется  ухудшением зрения, вызванным образованием  катаракт (юношеская катаракта). В  моче обнаруживаются галактоза  и дульцит (так называемый сахарный  спирт, в который превращается галактоза). Снижена активность галактокиназы в эритроцитах.

2. Дефицит галактозо-1-фосфатуридинтрансферазы  ведет к накоплению Г-1-Ф в  клетках крови, печени, почках, мозге  и хрусталике, к появлению в  тканях дульцита. В хрусталике  дульцит из-за высокой способности  связывать воду приводит к  разрыву анулярных волокон и  образованию катаракт. При кормлении галактозосодержащей пищей у ребенка развиваются желтуха, диарея и гипотрофия. При исключении галактозы из питания эти признаки достаточно быстро исчезают.

Решающее  значение для диагноза имеет установление низкой активности фермента в эритроцитах, галактозо-1'фосфатемия и галактозо-1-фосфату-рия.

Отметим, что избыток Г-1-Ф тормозит глюкозо-6-фосфатазу  и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу. Это  ведет к нарушению основного  и пентозофосфатного путей превращения  углеводов.

3. Дефицит галактозо-УДФ-эпимеразы  описан в единичных случаях.  Клинические проявления отсутствуют. Имеются галактоземия и галактозурия.

Эссенциальная фруктозурия обусловлена недостаточностью фосфофрукто-киназы, которая катализирует превращение фруктозы в фруктозо-1-фосфат. Фруктоза накапливается в крови  и выделяется с мочей. Клинические  проявления отсутствуют. Фруктозурию выявляют обычно при наличии гипергликемии и одновременном отсутствии в моче редуцирующих Сахаров. При отсутствии других признаков сахарного диабета прибегают к специфическим способам определения глюкозы (глюкозооксидазный метод) и не находят повышенного содержания глюкозы. В этом случае специальным приемом устанавливают фруктоземию и фруктозурию.

Наследственная  непереносимость фруктозы проявляется  вслед за введением в рацион ребенка фруктов или соков, содержащих фруктозу или ее источник — сахарозу.

Заболевание связано с дефицитом фруктозо-1-фосфатальдолазы. Фермент катализирует расщепление  фруктозо-1-фосфата до 3-ФГА, обеспечивая  включение фруктозы в основной путь превращения глюкозы. В результате дефекта накапливается фруктозо-1-фосфат, развиваются гипофосфатемия из-за превращения фосфата преимущественно в фруктозо-1-фосфат и гипогликемия в связи с нарушением гликогенолиза и глюконеогенеза, что также вызвано дефицитом свободного фосфата. Гипогликемия связана также и с торможением фосфорилазы «а» фруктозо-1-фосфатом.

Таким образом, важнейшие лабораторные признаки заболевания: фруктозе-мия, фруктозурия  и фруктозо-1-фосфатурия, а также  лактатемия, гиперури-кемия и гипогликемия после нагрузки фруктозой.

Недостаточность фруктозо-1,6-фосфатальдолазы — фермента, расщепляющего фруктозо-1,6-дифосфат, также ведет к накоплению фруктозы. Проявления сходны с описанными выше, с той разницей, что не наблюдается выраженного поражения печени. Заболевание можно заподозрить, обнаружив гипогликемию и появление сахара в моче, усиливающиеся после приема пищи, содержащей фруктозу. Активность альдолазы в биоптатах печени значительно снижена.

32. Метаболизм галактозы и фруктозы

Галактоза и фруктоза вступают на путь гликолиза, преобразуясь в метаболиты этого процесса

Галактоза + АТФ ———'• Галактозо-1-фосфат + АДФ   (катализатор — галактокиназа)

Затем следует обменная реакция, катализируемая галактозо-1-фосфат-уридилтрансфераэой'

Галактозо-1-фосфат + УДФ ———- УДФ-галактоза + фосфат

Далее галактоза в составе УДФ под  действием эпимеразы (УДФ-галактозо-4-эпимераза) меняет конфигурацию ОН-группы при  С-4, инвертируется в глюкозо-1-фосфат, освобождаясь одновременно от УДФ'

эпимераза Галактозо-1-УДФ ————————> Глюкозо-1 -фосфат + УДФ

Фруктоза  в печени превращается по фруктозо-1-фосфатному пути:

(реакция  двустадийная, катализирует ее фрукто-1-фосфатальдолаза  и триозокиназа).

В жировой ткани фруктоза может  метаболизировать непосредственно  в фруктозо-6-фосфат — промежуточный  продукт основного пути окисления  глюкозы

??? 33. Жирные кислоты поступают с пищей или синтезируются в организме (кроме полиеновых  кислот). Субстраты, необходимые для синтеза жирных кислот, образуются при катаболизме глюкозы и таким образом, часть глюкозы превращается сначала в жирные кислоты, а затем в жиры. Хотя специфический путь катаболизма жирных кислот заканчивается образованием ацетил-КоА, служащим исходным субстратом для синтеза жирных кислот, процессы синтеза и окисления жирных кислот необратимы. Они происходят в разных компартментах клеток (биосинтез протекает в цитозоле, а окисление - в митохондриях) и катализируются разными ферментами. Окисление жирных кислот как источников энергии увеличивается в постабсорбтивный период, при голодании и физической работе. В этих состояниях их концентрация в крови увеличивается в результате мобилизации из жировых депо, и они активно окисляются печенью, мышцами и другими тканями. При голодании часть жирных кислот в печени превращается в другие "топливные" молекулы - кетоновые тела. Они, в отличие от жирных кислот, могут использоваться нервной тканью как источник энергии. При голодании и длительной физической работе кетоновые тела служат источником энергии для мышц и некоторых других тканей.

А. β-Окисление жирных кислот

  β-Окисление - специфический путь  катаболизма жирных кислот, при  котором от карбоксильного конца  жирной кислоты последовательно  отделяется по 2 атома углерода  в виде ацетил-КоА. Метаболический  путь - β-окисление - назван так  потому, что реакции окисления  жирной кислоты происходят у  β-углеродного атома. Реакции  β-окисления и последующего окисления  ацетил-КоА в ЦТК служат одним  из основных источников энергии  для синтеза АТФ по механизму  окислительного фосфорилирования. β-Окисление жирных кислот происходит  только в аэробных условиях.

Активация жирных кислот

  Перед тем, как вступить в  различные реакции, жирные кислоты  должны быть активированы, т.е.  связаны макроэргической связью  с коферментом А: 

RCOOH + HSKoA + АТФ → RCO ~ КоА + АМФ + PPi.

  Реакцию катализирует фермент  ацил-КоА син-тетаза. Выделившийся  в ходе реакции пирофосфат  гидролизуется ферментом пирофосфатазой: Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4.

  Выделение энергии при гидролизе  макроэргической связи пирофосфата  смещает равновесие реакции вправо  и обеспечивает полноту протекания  реакции активации. 

-КоА ингибирует  β-окисление жирных кислот, которые  могут использоваться для синтеза  жира.

№34 .Генерация энергии. Независимо от характера вовлекающегося в обменные процессы химического соединения высвобождение заключенной в его химических связях энергии осуществляется главным образом путем их окислительно-восстановительного распада. Объединяющий момент — наличие единой ля всех соединений структуры, обеспечивающей постепенное высвобождение .энергии. Такая система — цепь дыхательных ферментов и конечный акцептор водорода (молекулярный кислород), который доставляется с помощью единого для всех случаев механизма (транспорт в форме оксигемоглобина). Интегрирующим моментом является и то, что энергия, высвобождаемая при переносе протонов и электронов по дыхательной цепи, запасается путем синтеза универсального макроэргического соединения (или группы родственных соединений).

Реже энергия  генерируется путем внутримолекулярной перестройки, ведущей к возникновению макроэргической связи. Этот путь генерации также интегрирует обмен всех видов молекул, так как во всех случаях акцепторы макроэргической связи — сходные соединения — дифосфорные эфиры нуклеозидов.

 

 

 

№35. Гликогенозы — общее название синдромов, обусловленных наследственными дефектамиферментов, участвующих в синтезе или расщеплении гликогена

Гликогенозы — состояния, обусловленные энзимдефектом, который проявляется необычной структурой гликогена или его избыточным накоплением.

Описано 6 типов  гликогенозов, различающихся характером энзимдефекта.

Тип I (гликогеноз Гирке) — следствие дефицита гликозо-6-фосфатазы. Встречается наиболее часто, проявляется  гипогликемией, накоплением гликогена в печени и почках, ацидозом (за счет накопления лактата), гепатосплено-мегалией. Больные отличаются малым ростом.

Наиболее  характерные биохимические сдвиги: снижено содержание глюкозы в крови, не повышается ее содержание при введении активаторов фосфорилазы гликогена (адреналин, глюкагон), гиперурикемия, гиперлактатемия, гиперпируватемия и гиперлипемия.

Тип II (гликогеноз Помпе) обсуловлен дефектом кислой 0-1,4-глюкозидазы. Проявляется генерализованным накоплением  гликогена, протекающим с поражением печени, почек и нервной системы, гипертрофией миокарда. Это наряду с воспалением легких ведет к смерти.

По данным лабораторных исследований, нормогликемия, нормальная реакция на адреналин, гомогенаты тканей не расщепляют гликогена и мальтозы при рН 4,0.

Тип III (лимитдекстриноз) вызывается дефицитом амило-1,6-глюкозидазы, проявляется накоплением короткоцепочных  молекул гликогена в печени и  мышцах. Течение относительно доброкачественное  — гипогликемия, гепатоме-галия, задержка роста.

Наиболее  характерные биохимические сдвиги: снижено содержание глюкозы в крови, не повышается ее содержание при введении активаторов фосфорилазы гликогена (адреналин, глюкагон), гиперурикемия, гиперлактатемия, гиперпируватемия и гиперлипемия.

Лабораторно: гипогликемия, нормальная реакция на сахарную нагрузку, гипергликемия на введение адреналина не возникает, гипертриглицеридемия, гиперхолестеринемия, гиперурикемия. Изменена структура гликогена в  разных тканях, в том числе и в клетках крови, активность амило-1,6-глюкозидазы в лейкоцитах резко снижена.

Тип IV (болезнь  Андерсена, амилопектиноз) сопровождает дефект амило-(1,4 ———•• 1,6)-трансглюкозидазы. В миокарде, клетках скелетной  мускулатуры, РЭС и почек накапливается  нерастворимый амилопектиноподобный гликоген. Цирроз печени с желтухой и печеночной недостаточностью.

Диагностика требует исключить другие формы  гликогеноза и включает обнаружение  в биоптатах печени полисахарида с относительно длинными наружными  и внутренними цепями молекул, т.е. с меньшим против нормы количеством  ответвлений.

Тип У (болезнь  Мак-Ардля) вызвана дефицитом фосфорилазы, активирующей р-киназу в мышцах и печени. Печень не поражена, структура гликогена нормальна, смертельные исходы отсутствуют, так как у-амилаза совместно с амило-1,6-гликозидазой расщепляет гликоген до глюкозы