Шпаргалка по биохимии

Виды азотистого баланса:

«положительный» – если азота выведено меньше, чем введено, т.е. азот задерживается в организме (в норме это имеет место у беременных, в растущем организме). При этом происходит накопление белков в тех или иных органах и тканях.

«нулевой» – азотистое равновесие.

«отрицательный» – если азота выведено больше, чем введено. Это значит, что в организме идет распад белков органов и тканей (сахарный диабет, ожоги, злокачественные новообразования и др.), который не компенсируется белками пищи. Он наблюдается при заболеваниях, связанных с усиленным распадом белков тканей, в старческом возрасте.

Коэффициент изнашивания – это результат ежесуточного распада тканевого белка, который равняется 23,2 г. Определен он был на добровольцах, у которых на 8-10 день безбелковой диеты начинает выделяться постоянное количество азота (53 мг в сутки на 1 кг массы тела).

Определив физиологический минимум белка, равный 30-45 г в сутки, при котором в организме устанавливается азотистое равновесие, ученые научно обосновали и рекомендовали суточную потребность белка, равную 100-120 г. Одинаково она зависит от многих факторов: возраста, вида выполняемой работы, физиологических и патологических состояний и т.д. Потребность в белке у детей: 1-3 года – 4,0 г/кг массы, 11-13 лет – 2,5 г/кг массы, 14-17 лет – 1,8 г/кг массы.

При тяжелых формах пищевых дистрофий, например, при «квашиоркоре» (в переводе «золотой или красный мальчик»)  – заболевании, которое распространено среди детей развивающихся стран, наблюдаются тяжелые поражения печени, остановка роста, отечность, атония мышц, анемия, резкое снижение сопротивляемости организма инфекциям. У лиц негроидной расы волосы приобретают красно-коричневый оттенок. Болезнь часто заканчивается летальным исходом.

При белковой недостаточности наблюдается резкое снижение интенсивности процессов дезаминирования, трансаминирования, биосинтеза аминокислот и синтеза мочевины в печени. Эти нарушения обусловлены нарушением ферментативных функций печени и других органов. Следствием их являются накопление аминокислот в крови, экскреция с мочой свободных аминокислот (до 10-20 г/сут, в норме – 1г/сут) и резкое снижение образования и выделения мочевины с мочой.

Аминоацидурия – дефект белков одной из транспортных систем аминокислот в почках, где происходит их реабсорбция, сопровождающийся потерей их с мочой в 3-5 раз больше нормы.

Цистинурия – дефект белка, транспортирующего цистин, приводит к повышенному выделению с мочой преимущественно цистина и образованию цистиновых камней в почках.

      Кетонурия – болезнь, сопровождающаяся появлением мочи  с запахом ''кленового сиропа'', является следствием недостаточности декарбоксилазы кетопроизводных аминокислот, т.е. валина, лейцина и изолейцина. В результате нарушения окислительного декарбоксилирования происходит повышение содержания в крови этих аминокислот и их кетопроизводных, а также выделение их с мочой. Моча таких больных имеет характерный запах ''кленового сиропа''. Клинически у таких детей наблюдается рвота, периодические судороги, мышечная ригидность.

2.9. Особенности процессов переваривания белков у детей. Эндопептидазы – пепсин, трипсин, химотрипсин; проферменты протеиназ и механизмы  их превращения в ферменты. Экзопептидазы: карбоксипептидаза, аминопептидазы, дипептидазы.  Роль соляной кислоты в процессе пищеварения.

 

 Переваривание белков в ЖКТ следует рассматривать как начальный этап обмена веществ, при котором белки лишаются видовой специфичности и в виде аминокислот усваиваются организмом. Фермент ЖКТ осуществляет поэтапное расщепление пептидных связей белковой молекулы.

Протеазы, гидролизующие пептидные связи внутри белковой молекулы относятся к эндопептидазам: пепсин, ренин (у детей) гастриксин, трипсин, химотрипсин, эластаза – синтезируются в неактивной форме. Механизм активирования связан с отщеплением концевого пептида, приводящее к формированию трехмерной структуры и образованию активного центра ферментов. Трипсин разрывает пептидные связи, образованные основными аминокислотами: лизином и аргинином, пепсин – между циклическими аминокислотами, ренин створаживает молоко.

  Ферменты, гидролизующие пептидную  связь, образованную концевыми  аминокислотами относятся к экзопептидазам: карбоксипептидазы синтезируются в виде предшественников в поджелудочной железе, содержат Zn, разрывают пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами.

      Переваривание белков  начинается в желудке. Большую роль в этом процессе занимает соляная кислота. Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гистамина и группы белковых гормонов – гастринов, которые вызывают секрецию соляной кислоты (образуется в обкладочных клетках желудочных желез) и профермента пепсиногена. Под действием соляной кислоты происходит денатурация белков пищи, не подвергшихся термической обработке. НСl обладает бактерицидным действием и препятствует попаданию патогенных бактерий в кишечник. Она активирует пепсиноген и создает оптимум рН для действия пепсина.

      Желудочное содержимое (химус) в процессе перевариваня  поступает в двенадцатиперстную кишку. Низкое значение рН химуса вызывает в кишечнике выделение секретина, поступающего в кровь. Он стимулирует выделение из поджелудочной железы в тонкий кишечник панкреатического сока, содержащего НСО3- , что приводит к нейтрализации НСl желудочного сока и ингибированию пепсина (рН резко возрастает от 1,5-2,0 до 7,0).

Поступление пептидов в тонкий кишечник вызывает секрецию холецистокинина, который стимулирует выделение панкреатических ферментов с оптимумом рН 7,5 – 8,0. Под действием ферментов поджелудочной железы и клеток кишечника завершается переваривание белков.

Под влиянием протеолитических ферментов образуются аминокислоты, которые всасываются в кишечнике, либо диффузно, либо путем активного транспорта.

3.9. Гниение белков в толстом кишечнике. Образование, всасывание в кровь и обезвреживание в  печени  токсичных  продуктов гниения: фенол, скатол, индол, путресцин, кадаверин и   др.

       Гниение белков в кишечнике: под влиянием микрофлоры нижнего отдела кишечника некоторые аминокислоты могут подвергаться превращениям до аминов, жирных кислот, спиртов, фенолов, сероводорода и др.

Общее направление этих реакций:

При декарбоксилировании аминокислот возможно образование соответствующих нередко ядовитых аминов.

При дезаминировании  возникают насыщенные и ненасыщенные кислоты, кетокислоты, оксикислоты.

Путресцин образуется при декарбоксилировании орнитина, а кадаверин – из лизина. Они относятся к группе трупных ядов. Выводятся из организма через почки с мочой почти в неизменном виде. Выделение путресцина и кадаверина с мочой наблюдается при холере, дизентерии и т.д.

Фенол и крезол образуются из тирозина. После всасывания они обезвреживаются в печени. Происходит это либо за счет связывания с Н2SО4, либо с глюкуроновой кислотой. В результате образуются парные серные-, фенол- или крезолглюкуроновые кислоты. Они называются еще эфиро-серными кислотами и являются постоянными составными частями мочи. Серная кислота присоединяется в виде активной формы, формируя фосфоаденин фосфосульфат (ФАФС), глюкуроновая кислота – уридиндифосфат глюкуроновой кислоты (УДФГК).

Индол и скатол образуется при декарбоксилировании из триптофана. Они обусловливают специфический запах кала, являются ядовитыми веществами и обезвреживаются в печени. Индол связывается в виде эфирсерной кислоты калиевая соль этой кислоты получила название животного индикана, который выводится с мочой и по его количеству судят не только о скорости процесса гниения, но и о функциональном состоянии печени.

Пути использования аминокислот после всасывания:

1. Синтез специфических белков тканей, плазмы крови, ферментов, гормонов.
2. Синтез углеводов (глюконеогенез).
3. Синтез липидов.
4. Синтез гистамина, серотонина, креатина, порфиринов, холина, адреналина, пуриновых, пиримидиновых нуклеотидов.
5. Синтез мочевины.
6. Оставшиеся неиспользованные аминокислоты подвергаются распаду с выделением энергии (10-15%).

 

Общие пути распада аминокислот:    

Декарбоксилирование;

Трансаминирование;

Дезаминирование;

4.9. Трансаминирование аминокислот. Роль трансаминаз( аланинтрансаминаза,аспартаттрансаминаза),кофермента-пиридоксальфосфата. Биологическое значение реакций трансаминирования. Определение трансаминаз в сыворотке крови в диагностике инфаркта миокарда, заболеваниях печени.

Трансаминирование – процесс переноса аминогруппы с α-аминокислоты на кетокислоту при участии ферментов трансаминаз (В6 – фосфопиридоксаль). Этому процессу подвергаются все аминокислоты, кроме лизина, треонина и пролина.

Реакцию трансаминирования катализируют высокоактивные аминотрансферазы: аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ), которые обладают субстратной специфичностью.

       АЛТ и АСТ  – органоспецифические ферменты, в норме в крови их активнрсть равна 5-40 ЕД/л, т.е. активность трансаминаз сравнительно низкая. При заболеваниях, сопровождающихся деструкцией (некрозом) клеток, происходит выход ферментов в кровь и повышение их активности. Определение активности АЛТ и АСТ имеет большое диагностическое значение. Для дифференциальной диагностики заболеваний печени и сердца определяют соотношение активности АСТ/АЛТ в сыворотке крови – «коэффициент де Ритиса», который в норме составляет 1,33±0,42.

При гепатитах активность АЛТ увеличивается в 6-8 раз по сравнению с нормой, а АСТ – в2-4 раза. «Коэффициент де Ритиса» уменьшается примерно до 0,6. Особенно важное значение для диагностики имеет повышение активности АЛТ при безжелтушных формах вирусного гепатита. У детей при гепатитах активность АЛТ возрастает еще в дожелтушный период развития болезни. Однако, при церрозе печени «Коэффициент де Ритиса» приближается к 1,0, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходят обе фракции (цитоплазматическая и митохондриальная).     

При инфаркте миокарда активность АСТ увеличивается в 8-10 раз, а АЛТ – в 1,5 -2,0 раза. Значение «Коэффициента де Ритиса» резко возрастает. Инфекционные и токсические миокардиты характеризуются повышением АСТ, это же самое наблюдается при операциях на сердце.

При стенокардии, пороках сердца, инфаркте легкого активность аминотрансфераз в крови не возрастает.

5.9.Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот( связь с трансаминированием).       Дезаминирование – процесс потери аминокислотой аминогруппы. В организме подвергается этому процессу только глутаминовая кислота, т.к. в организме активен фермент глутаматдегидрогеназа (ГДГ). Фермент ГДГ активен в митохондриях клеток всех органов, кроме мышечной ткани.

 

 

1. Окислительное дезаминирование.

                                                                                     

                                                                               NН

                                          СООН – СН2 – СН2 – С – СООН

НООС–СН2- СН2 - СН – СООН

                                  NН2

                                                                                                                                   О

                                                        ГДГ                                +НОН         СООН-СН2-СН2-С-СООН

глутаминовая кислота                   иминоглутарат             NН3    + -  

                                                                                                                          α-кетоглутаровая кислота            

                                                   НАД

                                                           НАДН2                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остальные аминокислоты подвергаются непрямому дезаминированию.

 

     2.  Непрямое дезаминирование – это процесс дезаминирования путем трансаминирования.

 

     

6.9. Основные  источники аммиака в детском  организме. Роль глутамина в обезвреживании  и транспорте аммиака.  Судьба аммиака в организме.   Биосинтез мочевины( орнитиновый цикл). Нарушение синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия.  

      Аммиак в организме образуется в результате дезаминирования аминокислот,  биогенных аминов и нуклеотидов. Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на пищевые белки (гниение). Концентрация аммиака в крови в норме – 0,4-0,7мг/л. Это токсичное соединение, поэтому аммиак не накапливается, а вступает в реакцию с глутаминовой или аспарагиновой кислотами с образованием индифферентной транспортной формы – глутамина или аспарагина.

 

                                      

                                                +NН3

НООС-(СН2)2-СН-СООН                              Н 2NОС-(СН2)2-СН-СООН