Общие пути обмена аминокислот. Декарбоксилирование аминокислот, образование биогенных аминов, их биолог роль. Обезвреживание биологических аминов

Наибольшее количество свободных аминокислот поступает из мышц и кишечника, причем до 50% составляет глутамин и аланин. Основное кол-во глутамина поставляют в кровь мышцы и мозг. Почки – основной источник серина и аланина. Головной мозг способен поглощать и окислять большие кол-ва аминокислот с разветвленной боковой цепью. Некоторые аминокислоты и их производные могут подвергаться декарбоксилированию – отщепление альфа-карбоксильной группы. Продуктами реакции являются СО2 и амины, которые оказывают выраженное биологическое действие на организм.биогенные амины). Амины часто являются биологически активными веществами. Они выполняют функции нейромедиаторов (серотони, дофамин), гормонов (норадренали, адренали), регуляторных факторов регуляторного действия (карнозин, гистамин). Для осущ-я биологической функции в нервных клетках требуется определенная концентрация биогенных аминов. Инактивация биогенных аминов происходит двумя путями: 1.Метилированием с участием S-аденазилматионином под действием метилтрансфераз. Т.о. могут инактивироваться различные биогенные амины, но чаще всего происходит инактивация гистамина и адреналина. 2.Окислением ферментами моноаминооксидазами с коферментом ФАД – таким путем чаще происходит инактивация норадреналина и серотонина..

2.Симпатоадреналовая система. Адреналин, норадреналин. Влияние на обменные процессы. Нервные центры гипоталамуса регулируют секрецию адреналина в хромофильной ткани мозгового слоя надпочечников.возбуждение симпатической нервной системы в стресавых ситуациях мобилизует энергетические ресурсы организма с тем, чтобы организм мог выдержать большие напряжения. При этом в кровь выбрасывается большое кол-во адреналина и норадреналина. Сначала адреналина вырабатывается больше, но при продолжительной стимуляции надпочечников адреналин уступает норадреналину.

Билет 41

1.Общие пути обмена аминокислот. Прямое и опосредованное окислительное дезаминирование аминокислот. Роль трансаминаз, значение их определения при патологии.

Наибольшее количество свободных аминокислот поступает из мышц и кишечника, причем до 50% составляет глутамин и аланин. Основное кол-во глутамина поставляют в кровь мышцы и мозг. Почки – основной источник серина и аланина. Головной мозг способен поглощать и окислять большие кол-ва аминокислот с разветвленной боковой цепью. Дезаминирование аминокислот – это реакция отщепления альфа-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая альфа-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака. Существует несколько способов дезаминирования: окислительно, непрямое, неокислительное, внутримолекулярное. Окислительноедезаминирование наиболее активно идет на примере глутаминовой кислоты. Реакция идет в 2 этапа. В начале идет ферментативное дегидрирование глутамата образования альфа-эминоглутарата, затем – неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется альфа-кетоглутарат. Окислительноедезаминированиеглутамата – обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в обратном направлении как восстановительное аминирование альфа-кетоглутарата. Непрямоедезаминирование – основной способ дезаминирования большинства аминокислот. Обе стадии непрямого дезаминирования обратимы, что обеспечивает как катаболизм аминокислот, так и возможность образования практически любой аминокислоты из соответствующей альфа-кетакислоты. Реакции трансаминирования играют большую роль в обмене аминокислот. Поскольку этот процесс обратим, ферменты трансаминазы функционируют как в процессах катабализма, так и биосинтеза аминокислот. Трансаминазы классический пример ферментов, катализирующих реакции, протекающие по механизму типа пинг-понг В таких реакциях первый продукт должен уйти из активного центра фермента до того, как 2-ой субстрат сможет к нему присоединиться. В норме в крови активность трансаминаз очень мала. При повреждение клеток соответствующего органа ферменты приходят в кровь, где активность их резко повышается. Аспартатаминотрансфераза (АСТ) и аланинаминотрансфераза (АЛТ) наиболее активны в клетках печени, сердца и, в меньшей степени скелетных мышц, их используют для диагностики болезни этих органов. Соотношение активностей АСТ/АЛТ называют коэффициент де Ритиса (норм 1,33).при инфаркте миокарда этот коэффициент резко возрастает, а при гепатитах увеличивается.

2.Биохимия стресса. гормоны удовольствия и наркотики. опиантные рецепторы.

Нервные центры гипоталамуса регулируют секрецию адреналина в хромофильной ткани мозгового слоя надпочечников.возбуждение симпатической нервной системы в стрессовых ситуациях мобилизует энергетические ресурсы организма с тем, чтобы организм мог выдержать большие напряжения. При этом в кровь выбрасывается большое кол-во адреналина и норадреналина. Сначала адреналина вырабатывается больше, но при продолжительной стимуляции надпочечников адреналин уступает норадреналину.

В 1975 г. нервной ткани были выделены 2 пентопептида: лейцин-энкефалин и метионин-энкефалин, обладающий способностью связываться с опиоидными рецепторами и действовать подобно морфину. Позднее в гипофизе были обнаружены и др. эндогенные опиаты – альфа-, бета-, гамма-эндорфины, являющиеся пептидами. Все эти вещества с опиатоподобным действием, включая ранее открытые энкифалины, получили общее групповое название – эндорфины. Они являются продуктами ограниченного протеолиза гормонов гипофиза. Считается, что в гипофизе образуется крупный прегормональный белок, из которого образуются бета-липотропин и кортикотропин. Ограниченный протеолиз бета-липотропина и кортикотропина приводит к образованию эндорфинов, пептидов обучения и памяти и альфа- и бета-меланотропинов. последние также содержат аминокислотную последовательность пептидов, облегчающих обучение и запоминание. Все нейропептиды являются медиаторами или модуляторами в синапсах, влияя на функцию нейронов. С эндорфинами связывают обезболивающие действия, в состоянии эйфории и отклонения психической деятельности вследствие нарушения их обмена при шизофрении. Эндорфины оказывают более сильное болеутоляющее действие, чем морфин..

Билет 42

1.Пути обезвреживания аммиака, биосинтез мочевины, происхождение атомов в молекуле мочевины. Нарушения синтеза и выделения мочевины. Гипераммониемия.

Пути обезвреживания аммиака. Аммиак обр-ся: 1) дезаминирование а/к-т; 2) ---- биогенных аминов (гистамина, серотанина); 3) ---- пуриновых осований(гуанина и аденина); 4) ---- амидо а/к-т (аспарагина и глутомина); 5)распада пиримидиновых оснований (тимина, цитозина). АММИАК-оч токсичное соед, особенно д/нервных кл. При накоплении его возникает возбуждение н.с. Мех-мы обезв-ния: 1)обр-ие мочевины; 2)восст-ое аминирование (трансаминир-ие); 3)обр-ие амидов а/к-т аспарагина и глутамина; 4) обр-ие аммонийных солей. Синтез мочевины. Представляет собой циклич. проц, в кот каталитическую роль играет орнитин. Начальной р-цией этого цикла явл-ся синтез карбомоилофосфата. На обр-ие1 мол мочевины расход-ся 3 мол АТФ. Мочевина-безвредное д/орг-ма соед. Главным местом ее обр-ия в орг-меявл-ся печень, где есть все ф-ты мочевинообр-ия. В главном месте имеются все ф-ты синтеза мочевины, кроме карбомоилфосфатсинтетазы, поэтому в нем мочевина не обр-ся. Нарушение ф-ции печени ведет к уменьш мочевинообр-я, и сод-ие мочевины в крови и выделение ее с мочой падает.

2.Ренин-ангиотензин-альдостероновая система как важнейший фактор сохранения постоянства обьёма внеклеточной жидкости и крови. Предсердный натрийуретический фактор, его роль в регуляции осмотического и артериального давления.

Главный механизм регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренин-ангиотензин. Ренин-протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками. Они особенно чувствительны к снижению перфузального давления. Уменьшение артериального давления сопровождается падением перфузионного давления вприносящих артериолах почечных клубочков и соответствующей стимуляции высвобождения ренина. Ангиотензин оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объм жидкости в организме восстанавливается. Предсердный натриуретический фактор(ПНФ)- это пептид, содержащий 28 аминокислот с единственным дисульфидным мостиком. ПНФ синтезируется в кардиомиоцитах предсердий и хранится в виде препрогормона. Основным фактором, регулирующим секрецию предсердно натрийуретического фактора, являясь артериального давления. Другие стимулы секреции- увеличение осмолярности плазмы, повышение частоты сердцебиения. Основные клетки мишени ПНФ- это почки, и периферические артерии. В почках ПНФ стимулирует расширение приносящих артериол, усиление почечного кровотока, увеличение скорости фильтрации и экскреции ионов натрия. В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц и расширяет артериолы. Таким образом, суммарным действием ПНФ является увеличение экскреции ионов натрия и понижение артериального давления.

Билет 43

1.Индивидуальные пути обмена аминокислот на примере фенилаланина и тирозина.примеры наследственных патологий в обмене этих аминок-т. энзимопатии как разновидность молекулярных болезней.

Фениаланин-незаменимая аминокислота,т.к. в клетках животных не синтезируется её бензольное кольцо. Основное кол-во фенилаланина расходуется по 2-м путям: включается в белки и превращается в тирозин. Превращение фенилаланина в тирозин прежде всего необходимо для удаления избытка фенилаланина,т.к. высокие концентрации его токсичны для клеток. Образование тирозина не имеет большого значения, т.к. недостатка этой аминокислоты в клетках практически не бывает.Основной путь метаболизма фенилаланина начинается с его гидроксилирования в результате чего образуется тирозин. Эта реакция катализируется специфической монооксигеназой-фенилаланингидроксилазой,коферментом которой служит тетрагидробиоптерин. Тирозин-условно заменимая аминокислота, поскольку образуется из фенилаланина. Тирозин в разных тканях выступает предшественником катехоламины,тироксин,меланины. В печени происходит катаболизм тирозина до конечных продуктов. Обмен фенилаланина и тирозина связан со значительным кол-ом реакций гидроксилирования,которые катализируют оксигеназы. При образовании катехоламинов,которое происходит в нервной ткани и надпочечниках, и меланина в меланоцитах промежуточным продуктом служит диоксифенилаланин(ДОФА) Однако гидроксилирование тирозина в клетках различных типов катализируется различными ферментами: тирозиназа,тирозингидроксилаза. Заболевание-фенилкетонурия. В печени здоровых людей небольшая часть фенилаланина превращается в фениллактат и фенилацетилглутамин. Этот путь катаболизма фенилаланина становится главным при нарушении основного пути-превращения в тирозин,катализируемого фенил-аланингидроксилазой. Дефект фенилаланингидроксилазы приводит к заболеванию фенилкетонурия(ФКУ) Наиболее тяжёлые проявления ФКУ-нарушение умственного и физического развития,судорожный синдром. Некоторые нарушения катаболизма тирозина в печени приводит к тирозинемии и тирозинурии. Причиной заболевания является дефект фетментафумарилацетонацетатгидролазы. Клинические проявления-диарея,рвота. Энзимопатия. В основе многих заболеваний лежат нарушения функционирования ферментов в клетке-энзомопатии. При первичных энзимопатиях дефектные ферменты наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Гетерозиготы не имеют фенотипических отклонений. Первичные энзимопатии обычно относят к метаболическим болезням,т.к. происходит нарушение определённых метаболических путей.Известно заболевание алкаптонурия. У таких больных наблюдают недостаточность фермента окисления гомогентизиновой кислоты. В присутствии кислорода эта кислота превращается в алкоптон. Алкаптон оседает в тканях,коже,суставах. Нарушение образования конечных продуктов и накопление субстратов предшественников- это связано с нарушением распада гликогена в печени и выходом из неё глюкозы вследствии дефекта фермента 6-фосфатфосфатазы.

2.Вазопрессин и альдосерон. их роль в регуляции осмотического давления и обмена внеклетточной жидкости.несахарный диабет. гипер и гипоальдостеронизм.

Главный механизм регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренин-ангиотензин. Ренин-протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками. Они особенно чувствительны к снижению перфузального давления. Уменьшение артериального давления сопровождается падением перфузионного давления вприносящих артериолах почечных клубочков и соответствующей стимуляции высвобождения ренина. Ангиотензин оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объм жидкости в организме восстанавливается. Предсердный натриуретический фактор(ПНФ)- это пептид, содержащий 28 аминокислот с единственным дисульфидным мостиком. ПНФ синтезируется в кардиомиоцитах предсердий и хранится в виде препрогормона. Основным фактором, регулирующим секрецию предсердно натрийуретического фактора, являясь артериального давления. Другие стимулы секреции- увеличение осмолярности плазмы, повышение частоты сердцебиения. Основные клетки мишени ПНФ- это почки, и периферические артерии. В почках ПНФ стимулирует расширение приносящих артериол, усиление почечного кровотока, увеличение скорости фильтрации и экскреции ионов натрия. В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц и расширяет артериолы. Таким образом, суммарным действием ПНФ является увеличение экскреции ионов натрия и понижение артериального давления.

Вазопрессин – пептид с М около 1100, содержащий 9 аминокислот, соединенных одним дисульфидным мостиком. Стимулом, вызывающим секрецию вазопрессина, служит повышение концентрации ионов Na и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости. При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приема большого количества соли осморецепторы гипоталамуса, чувствительные к колебаниям осмолярности, регистрирует повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в заднюю долю гипофиза и вызывает высвобождение вазопрессина. Секреция происходит также в ответ на сигналы от барорецепторов предсердий. Изменение осмолярности всего на 1% преводит к изменениям секреции вазопрессина. Альдостерон – наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холистерола. Биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку хлоридов натрия в организме, и возрастание экскреции калия. Гиперальдостеронизм – заболевание, вызванное гиперсекрецией альдостерона надпочечниками. Примерно у 80% больных причиной является аденома надпочечников, в остальных случаях – диффузная гипертрофия клеток клубочковой зоны, вырабатывающих альдостерон. Гипоальдостеронизм нарушает водно-минеральный обмен. Организм теряет Na и воду и накапливает калий, вследствие чего развивается гипотония, резкая мышечная слабость, прогрессирующая утомляемость вплоть до полного бессилия, к развитию несахарного диабета приводит дефицит вазопрессина, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушением в системе передачи гормонального сигнала. Под названием «несахарный диабет» объединяют заболевания с разной этиологией. Основное проявление несахарного диабета – гипотоническая полиурия, т.е. выделение большого количества мочи низкой плотности.

используется в анаболических процессах и при осуществлении физиологических ф-ций. Енергетическая ценность: У=4ккал/г, Ж=9ккал/г, Б=4 ккал/г. Взрослому челу в сутки требуется 2-3 тыс. ккал. При обычном ритме питания промежутки между приёмом пищи =4-5 ч с ночным перерывом 8-12 ч. Во время пищеварения и абсорбтивного периода основные энергоносители, используемые тканями (глюкоза, жирные кислоты, аминокислоты) могут поступать из ЖКТ. В постабсортивном периоде и при голодании энергетические субстраты образуется в процессе катаболизма депонированных энергоносителей. Изменения в потреблении энергоносителей и энергозатратахкоординируеются путём чёткой регуляции метаболических процессов в разных органах и системах организма. Основную роль в поддержании энергитического гомеостаза играют гормоны-инсулин и глюкогон. Обмен углеводов: т.к. засчёт мобилизации гликогена обеспечивается только кратковременное голодание, основным источником глюкозы при длительном голодании служит глюконеогенез(ГНГ) , а основными субстратами ГНГ-аминокислоты, лактат и глицерол. При низком содержании инсулина глюкоза используется только инсулинзависимыми тканями(мозг и эритроциты). Обеспечение энергетических потребностей других тканей-засчёт кислот и кетоновых тел. Обмен жиров: жирные кислоты, образующиеся в процессе мобилизации жиров в жировом депо, становится основным источником энергии для большинства органов в первый период голодания. Во второй фазе мобилизация жиров продолжается, и концентрация жирных кислот в крови возрастает в 3-4 раза по сравнению с постабсорбтивном состоянии. Синтез кетоновых тел начинается в первые дни голодания, во второй фазе скорость синтеза повышается, их концентрация может достигать 20-30 мг/децилитр(при норме 1-3 мг/дл). Используются кетоновые тела в основном в мышцах. В этот период голодания часть энергетических потребностей мозга обеспечиваются кетоновыми телами, а скорость окисления кетоновых тел мышцами понижается. Обмен белков в течение нескольких первых дней голодания быстро распадаются мышечные белки-основной источник субстрата для ГНГ. При голодании более 3-х недель скорость катаболизма белков стабилизируется и составляет около 20 г.в сутки. В этот период повышается потребление мозгом кетоновых тел а скорость ГНГ понижается. Это способствует сбережению белков. В этот период и для мозга кетоновые тела становятся значительным источником энергии, однако, для окисления кетоновых тел необходимы ЩУК и другие компоненты. В норме они образуются из глюкозы и аминокислот, а при голодании только из аминокислот. Продолжительность голодания более 4-х недель развиваются атрофические процессы, в результате которых происходит потеря значительного кол-ва белка.

Билет 44