Раздел 6. Обмен белков и аминокислот
К азотистым соединениям относятся белки, пептиды, аминокислоты и их производные, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды и их производные, а также азотистые производные сахаров. Основная часть связанного азота приходится на белки, поэтому азотистый обмен часто отождествляют с белковым. Хотя аминокислоты, образующиеся при распаде белков, могут быть повторно использованы для биосинтеза белка (в среднем 5 раз), для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянное поступление аминокислот в составе пищи.
Способность клеток осуществлять эти биохимические процессы зависит от наличия в них сбалансированного пула аминокислот. Клетки не имеют запасных форм аминокислот, они не могут осуществлять синтез белковых молекул, если отсутствует хотя бы одна из входящих в их состав аминокислот. Каждая из аминокислот, входящая в состав белков, вносит свой вклад в синтез углеводов путем глюконеогенеза или в образование важных биологически активных соединений – пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, порфиринов, гормонов, медиаторов.
Определение промежуточных продуктов азотистого обмена в крови и моче дает ценную информацию о функции печени, состоянии азотистого обмена в различных органах, помогает выявить врожденные нарушения обмена веществ.
Цель изучения раздела: уметь применять знания о путях метаболизма аминокислот
Студент должен:
Усвоить:
-общие и индивидуальные пути превращения важнейших аминокислот;
– механизмы обезвреживания аммиака;
– взаимосвязь обмена аминокислот, глюкозы и жирных кислот;
Рекомендуемые темы реферативных сообщений.
1. Биосинтез и секреция протеолитических ферментов в желудке.
2. Механизмы активации и ингибирования протеолитических ферментов желудочно – кишечного тракта.
3. Регуляция секреции пищеварительных соков.
4. Молекулярные механизмы обезвреживания токсических продуктов гниения белков в желудочно-кишечном тракте.
Переваривание и всасывание белков. Пути использования аминокислот в клетке. Нарушения переваривания белков
Методические указания к самоподготовке
Вопросы к разделу
1.Переваривание белков. Характеристика протеолитических ферментов, работающих в желудке. Роль соляной кислоты в переваривании белков.
2. Характеристика протеолитических ферментов, работающих в тонком кишечнике. Схема активации протеолитических ферментов поджелудочной железы. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Ингибиторы протеиназ для лечения панкреатитов.
3.Всасывание продуктов гидролиза белка.
4. Гниение белков в кишечнике. Механизмы обезвреживания продуктов, образующихся при этом процессе.
5.Пул аминокислот в клетке. Пополнение пула аминокислот за счет эндогенного распада дефектных тканевых белков.
6.Роль убиквитина и процессов гликозилирования в «мечении» старых белков в клетке. Роль шаперонов.
7.Внутриклеточные протеазы.
8.Возможные пути использования аминокислот в клетке.
При подготовке к занятию, используя лекции, учебники и дополнительную литературу, выполните следующие задания (таблица 18).
Таблица 18. Переваривание белков
| Задание | Указания к выполнению задания | ||||||||
| Вспомните биологическую роль белков. | Напишите, какие функции выполняют белки в организме: а), б), в) и.т.д. | ||||||||
| Изучите роль пищевых белков. | Выпишите, какие факторы должны учитываться при обосновании норм потребления белка. Напишите формулу незаменимых аминокислот. Дайте определение понятию «полноценные белки» | ||||||||
| Дайте общую характеристику процессов переваривания белков в ЖКТ | Законспектируйте состав желудочного, панкреатического и кишечного соков. Запишите сведения о субстратной специфичности протеиназ, оптимуме рН их действия | ||||||||
| Изучите процессы переваривания белков в желудке | Назовите условия, необходимые для переваривания белков в желудке Представьте схему превращения пепсиногена в пепсин. Начертите в тетради и заполните таблицу | ||||||||
| Пепсиноген | Пепсин | гастриксин | |||||||
| Изучите переваривание белков в кишечнике и всасывание продуктов гидролиза | Приведите условия, обеспечивающие переваривание белков в тонком кишечнике Перечислите протеолитические ферменты кишечника и опишите их роль в переваривании белков и пептидов. Начертите в тетради и заполните таблицу | ||||||||
| трипсин | химотрипсин | эластаза | Карбоксипептидазы А и В | ||||||
| Изучите механизмы регуляции секреции пищеварительных соков и протеолитических ферментов | Перечислите основные гормоны ЖКТ и назовите их физиологическую роль. Дайте характеристику их структуры. | ||||||||
| Изучите гниение белков в кишечнике | Сформулируйте понятие о гниении белков в кишечнике Представьте примеры химических процессов превращения аминокислот в ядовитые продукты гниения Дайте примеры основных процессов детоксикации продуктов гниения Напишите структурные формулы ФАФС и УДФ-глюкуроновой кислоты и примеры реакций обезвреживания с их участием | ||||||||
Пример тест-контроля исходного уровня знаний
- НОРМА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ПОТРЕБНОСТИ В БЕЛКЕ В СУТОЧНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ ДЛЯ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА, ЗАНИМАЮЩЕГОСЯ УМСТВЕННЫМ ТРУДОМ
1) 20-30 г.
2) 50-70 г.
3) 80-115 г.
4) 120-150 г.
5) 150-200г.
- ПРИ БОЛЬШИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТАХ ОРГАНИЗМА (НЕДОСТАТОЧНО МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ТРУД) НА СКОЛЬКО СЛЕДУЕТ УВЕЛИЧИТЬ НОРМУ БЕЛКА В ЕЖЕДНЕВНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ НА КАЖДЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНО ПОТРАЧЕННЫЕ 2100 кДж
1) 1 г
2) 5 г
3) 10 г
4) 20 г
5) 30 г
- МИНИМАЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО БЕЛКА (БЕЛКИ КУРИНОГО ЯЙЦА) В СУТОЧНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА, НЕОБХОИМОЕ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ АЗОТИСТОГО РАВНОВЕСИЯ
1) 20 г
2) 28 г
3) 40 г
4) 60 г
5) 80 г
- ПРИ ОКИСЛЕНИИ 1 Г ДАЕТ НАИБОЛЬШЕЕ КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ ДАЁТ
1) Углеводы
2) Белки
3) Минеральные вещества
4) Жиры
5) Витамины
- АЗОТИСТОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОРГАНИЗМЕ
1) При беременности на сроке 4-7 мес.
2) При голодании в течении 5-7 дней и более
3) У взрослых мужчин и женщин в период жизни 30-40 лет
4) У ребенка в течении 2-го года жизни
5) При обширных термических ожогах
- ВЕЩЕСТВА, НАИБОЛЕЕ СИЛЬНО ВЛИЯЮЩИЕ НА СОСТОЯНИЕ АЗОТИСТОГО БАЛАНСА ЧЕЛОВЕКА
1) Углеводы
2) Жиры
3) Минералы
4) Белки
5) Витамины
- ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ВОЗМОЖЕН ПРИ
1) Процесс роста ребенка
2) Заболевание почек
3) Синдром приобретенного иммунодефицита
4) Заболевание псориаз
5) Недостаток незаменимых аминокислот в рационе
- ВЫЗДОРАВЛИВАЮЩИЙ ПАЦИЕНТ БУДЕТ ИМЕТЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ЕСЛИ
1) Количество поступившего с пищей азота равно количеству азота, выводимого с мочой, калом и потом
2) Количество азота, выводимого с мочой, калом и потом, меньше, чем количество азота, поступившего с пищей
3) Количество азота, выводимого с мочой, калом и потом, больше, чем количество азота, поступившего с пищей
4) Пациент находится на безбелковой диете
5) Пациент находится на углеводной диете
- ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ВОЗМОЖЕН ПРИ
1) Лактация
2) Акромеглия
3) Онкологическое заболевание
4) Беременность
5) Гиповитаминоз К
- ЗАМЕНИМАЯ АМИНОКИСЛОТА
1) Пролин.
2) Цистеин
3) Тирозин
4) Глутаминовая кислота
5) Все вышеперечисленное
- ФЕРМЕНТ, УЧАСТВУЮЩИЙ В ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДКЕ
1) Пепсин
2) Химотрипсин
3) Гастрин
4) Карбоксипептидаза
5) Трипсин
- ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЙ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ ,ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ КАТАЛИЗ ПРИ pH=1,5-2,5
1) Химотрипсин.
2) Энтеропептидаза (энтерокиназа).
3) Трипсин.
4) Карбоксипептидаза.
5) Пепсин.
- ПРИ ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ ФЕРМЕНТ ПЕПСИН ГИДРОЛИЗУЕТ ПЕПТИДНУЮ СВЯЗЬ, ОТМЕЧЕННУЮ НА ПРИВЕДЕННОЙ СХЕМЕ СТРЕЛКОЙ С КАКОЙ ЦИФРОЙ
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
5) 5
- ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, РАСЩЕПЛЯЮЩИЙ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ, ОБРАЗОВАННЫЕ ОСНОВНЫМИ АМИНОКИСЛОТАМИ
1) Химотрипсин
2) Энтеропептидаза (энтерокиназа)
3) Трипсин
4) Карбоксипептидаза
5) Пепсин
- ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, РАСЩЕПЛЯЮЩИЙ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ, ОБРАЗОВАННЫЕ КАРБОКСИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ
1) Химотрипсин
2) Энтеропептидаза (энтерокиназа)
3) Трипсин
4) Карбоксипептидаза
5) Пепсин
16. ФЕРМЕНТ ,УЧАСТВУЮЩИЙ В ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ТОНКОЙ КИШКЕ?
1) Пепсин
2) Гастриксин
3) Фосфолипаза
4) Карбоксипептидаза
5) α-Амилаза
17. ОРГАН, В КОТОРОМ СЕКРЕТИРУЕТСЯ ПРЕДШЕСТВЕННРИК КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ
1) Желудок
2) Поджелудочная железа
3) Кишечник
4) Желчный пузырь
5) Почки
18.ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, ГИДРОЛИЗУЮЩИЙ ПЕПТИДНУЮ СВЯЗЬ С-КОНЦЕВОЙ АМИНОКИСЛОТЫ ПЕПТИДА
1) Химотрипсин
2) Энтеропептидаза ( энтерокиназа)
3) Трипсин
4) Карбоксипептидаза
5) Пепсин
- ПРИ ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ ФЕРМЕНТ КАРБОКСИПЕПТИДАЗА ГИДРОЛИЗУЕТ ПЕПТИНУЮ СВЯЗЬ, ОТМЕЧЕННУЮ НА ПРИВЕДЕННОЙ СХЕМЕ СТРЕЛКОЙ С КАКОЙ ЦИФРОЙ
1)1
2)2
3)3
4)4
5)5
20.ВЫСКАЗЫВАНИЕ, ПОХОДЯЩЕЕ ДЛЯ АМИНОКИСЛОТ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ИЗ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ
1) Предоставляют азот для синтеза незаменимых аминокислот
2) Могут быть превращены в глюкозу в большинстве тканей
3) Не могут быть превращены в жир в жировой ткани
4) Освобождают азот, превращающийся в мочевину в скелетных мышцах
5) В основном превращаются в белки организма и частично выделяются с мочой
- ВО ВРЕМЯ ПРИЕМА СМЕШАННОЙ ПИЩИ
1) Крахмал и другие полисахариды кровью воротной вены транспортируются в печень
2) Белки расщепляются до дипептидов, всасывающихся в кровь
3) Моносахариды через лимфатическую систему транспортируются в жировую ткань
4) Пищевые триглицериды через воротную вену транспортируются в печень
5) Содержание глюкозы увеличивается в крови
Ответы на тестовые задания.
1.-3);2.-3);3.-1);4.-4);5.-3);6.-4);7.-1)4;8.-2);9.-3);10.-5);11.-1);12.-5);13.-1);14.-3);15.-1);16.-4);17.-2);18.-4);19.-5);20.-5);21.-5).
Примеры ситуационных задач
Задача 1. «Скорая помощь» доставила в приемное отделение мужчину 35 лет с острыми болями в животе, появившимися после обильной еды. Постепенно боль приобрела опоясывающий характер и локализовалась на границе брюшной полости и грудной клетки. Температура нормальная, давление 130/70 мм.рт. ст. Морфологический состав крови без существенных изменений. Анализ мочи: плотность 1,020, кетоновые тела и сахар в моче отсутствуют. Активность амилазы мочи по Вольгемуту равна 364 ед., содержание мочевины – 1,7%, хлоридов – 0,95%. Дайте заключение.
Задача 2. Реакционная смесь содержит два фермента – пепсин и химотрипсин. Какая реакция пойдет при 1) рН 1,5; 2) 7,5; 3) 5?
Задача 3. Ребенок получает с пищей 60 г белка в сутки. С мочой за это время выделяется 14 г азота. Рассчитайте азотистый баланс.