Шпаргалка по "Химии"

Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток — абсолютная недостаточность инсулина — является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани — относительная инсулиновая недостаточность — имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа.

 

№55. К чему может приводить самоускоряющийся процесс ПОЛ.

К разрущению клеток.

№56. Гипокалиемия — уменьшение [К+] в сыворотке крови ниже нормы (менее 3,4 ммоль/л). Существенно, что значительная часть К+ (около 155 ммоль/л) содержится в клетках. В связи с этим даже значительная потеря калия клетками может сочетаться с небольшими изменениями его содержания в сыворотке крови. Причины гипокалиемии • Недостаточное (менее 10 мэкв/сут) поступление калия в организм с пищей (например, при голодании или ограничении приёма продуктов, содержащих соединения калия, — овощей, молочных изделий). • Избыточное выведение калия из организма в результате: - Хронических профузных поносов. Кишечные секреты содержат большое количество калия. - Многократной рвоты. Содержание калия в желудочном соке невысокое. Однако развитие гиповолемии вызывает вторичный гиперальдостеро-низм и увеличение экскреции ионов К+ почками. - Повышенного выведения калия почками при: - Неправильном применении диуретиков. - Гиперальдостеронизме: - Первичном (у пациентов с опухолями или гипертрофией коры надпочечников). - Вторичном (например, при ишемии почек и повышении образования в них ренина, при сердечной недостаточности, при печёночной недостаточности). - Дефектах почечных канальцев — мембрано- и ферментопатиях (например, при синдроме Барттера), при почечном канальцевом ацидозе. - Повреждении почечной ткани нефротоксическими веществами, в том числе ЛС (например, некоторыми антибиотиками: пенициллинами, гентамицином или отдельными противогрибковыми средствами, в частности амфотерици-ном В).

Гиперкалиемия — увеличение [К+] в сыворотке крови выше нормального  уровня (более 5,5 ммоль/л). Причины гиперкалиемии  • Уменьшение экскреции почками  в результате: - Почечной недостаточности. Почки способны выводить до 1000 мэкв/сут  калия, т.е. значительно больше, чем  его поступает в норме в  организм. Повреждение почечной ткани  может привести к гиперкалиемии  при нормальном или даже несколько  сниженном (по сравнению со статистической нормой) потреблении. - Гипоальдостеронизма (например, при болезни Аддисона — надпочечни-ковой недостаточности  или снижении чувствительности эпителия канальцев к альдостерону у пациентов  с нефропатиями, системной красной  волчанкой [СКВ], амилоидозом, поражением интерстиция почек).

Перераспределение калия из клеток в кровь вследствие: - Повреждения и разрушения клеток (например, при гемолизе форменных  элементов крови; гипоксии, ишемии и  некрозе тканей; синдроме длительного  раздавливания тканей, их ожоге или  размозжении). - Гипоинсулинизма (в основном в связи с повышенным гликогенолизом и протеолизом, сопровождающимися  высвобождением большого количества калия). - Внутриклеточного ацидоза. Это определяется избытком Н+ в клетках, что стимулирует  выход К+ из них и одновременно

№58. Адренокортикотропный гормон (АКТГ), или кортикотропин, оказывает стимулирующее действие на кору надпочечников. В большей степени его влияние выражено на пучковую зону, что приводит к увеличению образования глюкокортикоидов, в меньшей - на клубочковую и сетчатую зоны, поэтому на продукцию минералокортикоидов и половых гормонов он не оказывает значительного воздействия. За счет повышения синтеза белка (цАМФ-зависимая активация) происходит гиперплазия коркового вещества надпочечников. АКТГ усиливает синтез холестерина и скорость образования прегненолона из холестерина. Вненадпочечниковые эффекты АКТГ заключаются в стимуляции липолиза (мобилизует жиры из жировых депо и способствует окислению жиров), увеличении секреции инсулина и соматотропина, накоплении гликогена в клетках мышечной ткани, гипогликемии, что связано с повышенной секрецией инсулина, усилении пигментации за счет действия на пигментные клетки меланофоры.

Продукция АКТГ подвержена суточной периодичности, что связано  с ритмичностью выделения кортиколиберина. Максимальные концентрации АКТГ отмечаются утром в 6 - 8 часов, минимальные - с 18 до 23 часов. Образование АКТГ регулируется кортиколиберином гипоталамуса. Секреция АКТГ усиливается при стрессе, а  также под влиянием факторов, вызывающих стрессогенные состояния: холод, боль, физические нагрузки, эмоции. Гипогликемия способствует увеличению продукции  АКТГ. Торможение продукции АКТГ происходит под влиянием самих глюкокортикоидов по механизму обратной связи

№59. Освобождающаяся в процессе биологического окисления энергия частично выделяется в виде тепла, основная же ее часть идет на образование молекул сложных фосфорорганических соединений (главным образом аденозинтрифосфата — АТФ), которые являются источниками энергии, необходимой для жизнедеятельности организма

Трансформация энергии окисления  осуществляется ферментами, расположенными во внутренней мембране митохондрий  и работающими как генераторы, которые используют в качестве носителя электрического заряда ион водорода (Н+, протон). По определению, окислительными (точнее, окислительно-восстановительными) реакциями называют такие, в которых  происходит перенос электронов от молекулы-донора (восстановителя) к молекуле-акцептору (окислителю). Эти реакции чрезвычайно  распространены в живых системах и катализируются ферментами, получившими  название оксидоредуктаз. Совокупность оксидоредуктаз, катализирующих процесс  внутриклеточного дыхания, обычно называют дыхательной цепью. Для ответа на вопрос о том, как возникает электричество  в мембране митохондрий, предстоит  рассмотреть, как работает дыхательная  цепь.

№62. С 142

№64. Основным предшественником синтеза этих веществ является арахидоновая кислота, депонированная в клетках в форме эфиров холестерина

№65. А. Катаболизм гема

Первая реакция катаболизма  гема происходит при участии NADPH-зависимого ферментативного

645

Рис. 13-10. Регуляция  синтеза рецептора трансферрина. А - при низком содержании железа в клетке железочувствительный белок обладает высоким сродством к IRE мРНК, кодирующей белок-рецептор трансферрина. Присоединение железосвязывающего белка к IRE мРНК предотвращает её разрушение РНК-азой и синтез белка-рецептора трансферрина продолжается; Б - При высоком содержании железа в клетке сродство железосвязывающего белка к IRE снижается, и мРНК становится доступной для действия РНК-азы, которая её гидролизует. Разрушение мРНК ведёт к снижению синтеза белка-рецептора трансферрина.

комплекса гемоксигеназы. Ферментная сисгема локализована в мембране ЭР, в области электронтранспортных цепей микросомального окисления. Фермент катализирует расщепление связи между двумя пиррольными кольцами, содержащих винильные остатки, - таким образом, раскрывается структура кольца (рис. 13-11). В ходе реакции образуются линейный тетрапир-рол - биливердин(пигмент жёлтого цвета) и монооксид углерода (СО), который получается из углерода метениловой группы. Гем индуцирует транскрипцию гена гемоксигеназы, абсолютно специфичной по отношению к тему.

Ионы железа, освободившиеся при распаде гема, могут быть использованы для синтеза новых молекул  гемоглобина или для синтеза  других железосодержащих белков. Биливердин восстанавливается до билирубина NADPH-зависимым  ферментом биливердинредуктазой.Билирубин образуется не только при распаде гемоглобина, не также при катаболизме других гемсодержащю белков, таких как цитохромы и миоглобин. При распаде 1 г гемоглобина образуется 35 мг билирубина, а в сутки у взрослого человека - примерно 250-350 мг билирубина. Дальнейший метаболизм билирубина происходит в печени.

646

Рис. 13-11. Распад гема. М - (-СН₃) - метильная группа; В - (-СН=СН₂) - винильная группа; П - (-CH₂-CH₂-COOH) - остаток пропионовои кислоты. В ходе реакции одна метильная группа превращается в окись углерода и, таким образом, раскрывается структура кольца. Образованный биливердин под действием биливердинредуктазы превращается в билирубин.

Б. Метаболизм билирубина

Билирубин, образованный в  клетках РЭС (селезёнки и костного мозга), плохо растворим в воде, по крови транспортируется в комплексе  с белком плазмы крови альбумином. Эту форму билирубина называют неконъюгированным  билирубином. Каждая молекула альбумина  связывает (или даже 3) молекулы билирубина, одна из которых связана с белком более прочно (более высокое сродство), чем другие. При сдвиге рН крови  в кислую сторону (повышение концентрации кетоновых тел, лактата) изменяются заряд, конформация альбумина, снижается  сродство к билирубину. Поэтому билирубин, связанный с альбумином непрочно, может вытесняться

647

из центров связывания и образовывать комплексы с коллагеном межклеточного матрикса и липидами мембран. Ряд лекарственных соединений конкурирует с билирубином за высокоаффинный, имеющий высокое  сродство центр альбумина.

Поглощение билирубина паренхиматозными клетками печени

Комплекс "альбумин-билирубин", доставляемый с током крови в  печеНb, на поверхности плазматической мембраны гепатоцита диссоциирует. Высвобожденный билирубин образует временный комплекс с липидами плазматической мембраны. Облегчённая диффузия билирубина в  гепатоциты осуществляется двумя типами белков-переносчиков: лигандина (он транспортирует основное количество билирубина) и протеина Z. Активность поглощения билирубина гепатоцитом зависит от скорости его метаболизма в клетке.

Лигандин и протеин Z обнаружены также в клетках почек и  кишечника, поэтому при недостаточности  функции печени они способны компенсировать ослабление процессов детоксикации в этом органе.

Конъюгация билирубина в гладком ЭР

В гладком ЭР гепатоцитов  к билирубину присоединяются (реакция  конъюгации) полярные группы, главным  образом от глюкуроновой кислоты.Билирубин имеет 2 карбоксильные группы, поэтому может соединяться с 2 молекулами глюкуроновой кислоты, образуя хорошо

Рис. 13-12. Структура  билирубиндиглюкуронида (конъюгированный, "прямой" билирубин). Глюкуроновая кислота присоединяется эфирной связью к двум остаткам пропионовой кислоты с образованием ацилглюкуронида.

растворимый в воде конъюгат - диглюкуронид билирубина (конъюгированный, или прямой, билирубин) (рис. 13-12).

Донором глюкуроновой кислоты  служит УДФ-глюкуронат. Специфические  ферменты, УДФ-глюкуронилтрансферазы (уридиндифосфоглюкуронилтрансферазы) катализируют образование моно- и  диглюкуронидов билирубина (рис. 13-13). Индукторами  синтеза УДФ-глюкуронилтрансфераз служат некоторые лекарственные  препараты, например, фенобарбитал (см. раздел 12).

Секреция билирубина в жёлчь

Секреция конъюгированного билирубина в жёлчь идёт по механизму  активного транспорта, т.е. против градиента  концентрации. Активный транспорт является, вероятно, ско-рость-лимитирующей стадией  всего процесса метаболизма билирубина в печени. В норме диглюкуронид билирубина - главная форма экскреции билирубина в жёлчь, однако не исключается

Рис. 13-13. Образование  билирубиндиглюкуронида.

648

присутствие небольшого количества моноглюкуронида. Транспорт конъюгирован-ного билирубина из печени в жёлчь активируется теми же лекарствами, которые способны индуцировать конъюгацию билирубина. Таким образом, можно сказать, что  скорость конъюгации билирубина и активный транспорт билирубинглюкуронида из гепатоцитов в жёлчь строго взаимосвязаны (рис. 13-14).

В. Катаболизм билирубин-диглюкуронида

В кишечнике поступившие  билирубинглюкурониды гидролизуются  специфическими бактериальными ерментами  β-глюкуронидазами, которые гидролизуют  связь между билирубином и  остатком глюкуроновой кислоты. Освободившийся в ходе этой реакции билирубин  под действием кишечной микрофлоры восстанавливается с образованием группы бесцветных тет-рапиррольных соединений - уробилиногенов (рис. 13-15).

В подвздошной и толстой  кишках небольшая часть уробилиногенов снова всасывается, попадает с кровью воротной вены в печеНb. Основная часть  уробилиногена из печени в составе  жёлчи выводится в кишечник и  выделяется с фекалиями из организма, часть уробилиногена

http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Pa..

№66. КАТАБОЛИЗМ ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

У человека основной продукт  катаболизма пуриновых нуклеотидов - мочевая кислота. Её образование  идёт путём гидролитического отщепления фосфатного остатка от нуклеотидов  с помощью нуклеотидаз или  фосфатаз, фосфоролиза N-гликозидной  связи нуклеозидов пуриннуклеозидфосфорилазой, последующего дезами-нирования и  окисления азотистых оснований (рис. 10-9).

От АМФ и аденозина  аминогруппа удаляется гидролитически аденозиндезаминазой с образованием ИМФ или инозина. ИМФ и ГМФ  превращаются в соответствующие  нуклеозиды: инозин и гуанозин под  действием 5´-нуклеотидазы. Пуриннуклеозидфосфорилаза  катализирует расщепление N-гликозидной  связи в инозине и гуанозине  с образованием рибозо-1-фосфата  и азотистых оснований: гуанина  и гипоксантина. Гуанин дезаминируется и превращается в ксантин, а гипоксантин  окисляется в ксантин с помощью  ксантиноксидазы, которая катализирует и дальнейшее окисление ксантина в мочевую кислоту.

Ксантиноксидаза - аэробная оксидоредуктаза, простетическая группа которой включает ион молибдена, железа (Fe³⁺) и FAD. Подобно другим оксидазам, она окисляет пурины молекулярным кислородом с образованием пероксида водорода. В значительных количествах фермент обнаруживается только в печени и кишечнике.

Мочевая кислота удаляется  из организма главным образом  с мочой и немного через  кишечник с фекалиями. У всех млекопитающих, кроме приматов и человека, имеется  фермент уриказа, расщепляющий мочевую  кислоту с образованием аллантоина, хорошо растворимого в воде (рис. 10-10).

Амфибии, птицы и рептилии, подобно человеку, лишены уриказы  и экскретируют мочевую

529

Рис. 10-9. Катаболизм пуриновых нуклеотидов до мочевой  кислоты.