Файл: Учебникрепетитор Издательские решения По лицензии Ridero 2019.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 40
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЛИПИДОВ
I. ЛИПИДЫ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, УТИЛИЗАЦИЯ
Липиды — сложная, неоднородная, разнообразная группа органических веществ гидрофобной природы. Функции липидов
Крайнее разнообразие представителей класса липидов обеспечивает многочисленность их функций. Для простоты усвоения, я объединил их в крупные группы. Пластическая функция — является одной из ключевых.
Дифильные липиды (фосфолипиды, гликолипиды и др) образуют основу биологических мембран — их билипидный слой. Эту функцию трудно переоценить, т. к. наличие билипидного мембранного слоя определяет само существование клеток и, следовательно клеточных форм жизни. Резервная — обеспечивается, в большей степени, тригли- церидами (нейтральными жирами) жировой клетчатки. Резервными можно назвать следующие функции:
а) энергетическая — липиды в два с лишним раза более энергоемки (9,3 кКал/г), чем углеводы, неудивительно, что именно они выбраны эволюцией в качестве главного запаса энергии для животных и растительных организмов.
б) водообразующая — при окислении 100 г жиров образуется г воды, что эффективно применяется многими живыми организмами. Верблюды, например, могут использовать воду, образующуюся при окислении жира, содержащегося в их горбах.
в) функция источника питательных веществ — в процессе метаболизма липидов образуется множество промежуточных
В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику всего одна реакция гниения — образование индикана.
Белки являются ключевыми самым дефицитным компонентом пищи.
Главной функцией пищевого протеина является строительная. Белок пищи — главный источник построения структур организма. Нельзя забывать и об роли незаменимых аминокислот:
валин, лейцин, изолейцин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин и триптофан.
В различных продуктах белок содержится в разных количествах. Большинство животных пищевых продуктов содержит значительное количество белка. Особо следует отметить молочные продукты (молоко, творог, сыр, мясо, рыбу, печень, почки,
яйца. Из растительных продуктов только бобовые (горох, соя,
фасоль, бобы) и злаки содержат белок в определенных количествах. Пищевая ценность белка
Следует отметить, что простая сравнительная оценка процентного содержания белка не отражает истинную пищевую значимость продукта, т. к. белок различных групп продуктов весьма различен. Биологическая ценность пищевого белка определяется двумя факторами:
а) Аминокислотный состав поступающего с пищей белка
Общий белковый пул человеческого организма имеет свой
ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ
ОБМЕНОВ. РОЛЬ ПЕЧЕНИ
В МЕТАБОЛИЗМЕ. МЕТАБОЛИЗМ НУКЛЕОПРОТЕИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику формула по источникам пуринового ядра,
синтез пиримидинов, распад пуринов (до мочевой кислоты),
распад пиримидинов (достаточно одного из двух вертикальных столбцов).
По моему мнению, это — самая бестолковая тема всего курса биохимии куча бесполезного письменного материала и всего пара вопросов по делу — о них и поговорим. Подагра
В крови здорового человека содержится 137—452 мкмоль/л мочевой кислоты. Постоянное повышение ее уровня (гиперури- кемия) часто приводит к развитию подагры. Это распространенное заболевание. Мужчины болеют враз чаще.
При подагре происходит образование кристаллов мочевой кислоты или ее солей (уратов), которые формируют подагрические узлы (тофусы). В основном поражаются мелкие суставы и околосуставные ткани стоп, реже — кистей рук. Тофусы механически раздражают ткани, повреждаются лизосомы и освободившиеся лизосомные ферменты в свою очередь разрушают клетки, что вызывает острое воспаление.
Главный симптом подагры — повторяющиеся приступы острой боли в суставах. Чаще болезнь начинается с воспаления первого плюснефалангового сустава большого пальца ноги. При кризе боль настолько сильна, что больной не в состоянии выносить даже прикосновения простыни. Приступ длится часами и повторяется с перерывами в несколько месяцев.
Лечат подагру противовоспалительными и обезболивающими препаратами. Профилактика специальная диета, ограничивающая продукты с высоким содержанием пуринов. Врожденная оротацидурия
Причина этой патологии снижение активности ферментов,
отвечающих за распад оротовой кислоты. Избыток оротовой кислоты выводится с мочой — дог в сутки (враз больше, чем в норме. Оротовая кислота плохо растворима, поэтому она оседает измочив виде мелких белых кристалликов (белое помутнение мочи).
При отсутствии лечения наследственная оротацидурия приводит к развитию необратимого резкого отставания умственного и физического развития обычно больные погибают впервые годы жизни. Оротовая кислота нетоксична, нарушения развития являются следствием недостаточности пиримидинов, производных уридина. Поэтому для лечения этой болезни применяют уридин в дозах 0,5—1 г в сутки. Лечение должно продолжаться на протяжении всей жизни. МЕТАБОЛИЗМ ХРОМОПРОТЕИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез гема (первые две реакции).
Вы наверное заметили, что, чем больше устных вопросов в теме, тем она важнее. Таки есть. Данная тема чрезвычайно значима (всего 1 письменный вопрос. Обмен железа
Самым часто встречающимся металлом в составе хромопротеидов является железо. Железо является единственным металлом, одинаково легко отдающими принимающим электроны.
Это свойство обеспечивает очень мягкий и обратимый переход изв ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
I. ЛИПИДЫ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, УТИЛИЗАЦИЯ
Липиды — сложная, неоднородная, разнообразная группа органических веществ гидрофобной природы. Функции липидов
Крайнее разнообразие представителей класса липидов обеспечивает многочисленность их функций. Для простоты усвоения, я объединил их в крупные группы. Пластическая функция — является одной из ключевых.
Дифильные липиды (фосфолипиды, гликолипиды и др) образуют основу биологических мембран — их билипидный слой. Эту функцию трудно переоценить, т. к. наличие билипидного мембранного слоя определяет само существование клеток и, следовательно клеточных форм жизни. Резервная — обеспечивается, в большей степени, тригли- церидами (нейтральными жирами) жировой клетчатки. Резервными можно назвать следующие функции:
а) энергетическая — липиды в два с лишним раза более энергоемки (9,3 кКал/г), чем углеводы, неудивительно, что именно они выбраны эволюцией в качестве главного запаса энергии для животных и растительных организмов.
б) водообразующая — при окислении 100 г жиров образуется г воды, что эффективно применяется многими живыми организмами. Верблюды, например, могут использовать воду, образующуюся при окислении жира, содержащегося в их горбах.
в) функция источника питательных веществ — в процессе метаболизма липидов образуется множество промежуточных
питательных веществ. Регуляторная — многие биологически активные вещества имеют липидную структуру. К наиболее значимым биорегулято- рам можно отнести стероидные гормоны гормоноиды (прежде всего — простагландины коферменты липидной природы (Ко, липоевая кислота и др жирорастворимые витамины (A, D, E, K).
4. Барьерная. Зачастую липиды выступают в качестве, какого либо барьера в организме. Можно выделить следующие ба- рьеры:
а) мембранный — упомянутые выше классы липидов образуют клеточные и субклеточные мембранные барьеры;
б) электрический. Покровные ткани, также имеющие большое количество липидов в своем составе, плохо проводят электроток, и являются барьером при внешнем электрическом поражении в) термический — у многих животных холодных зон (особенно водоплавающих) мощный слой подкожного жира является прекрасной защитой от переохлаждения;
г) водный — большинство водоплавающих птиц и млекопитающих используют сальные секреты желез для защиты наружных покровов (перья, шерсть) от намокания;
д) механический — подкожно-жировая клетчатка, благодаря своей рыхлости и эластичности, выступает также в качестве барьера от внешних механических воздействий. Классификации липидов
Классификация по структуре. Неомыляемые (стероиды, терпены. Омыляемые:
а) Простые (нейтралные жиры, воска);
б) Сложные (фосфолипиды, гликолипиды)
77
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
— жир женского грудного молока находится в эмульгирован- ном состоянии рН желудочного сока новорожденного равен 5—5,5;
— в слизистой корня языка и глотки новорожденного синтезируется лингвальная липаза, которая попадая с молоком в желудок, участвует в переваривании жиров.
Переваривание жиров у взрослого. Эмульгирование. В организме взрослого человека переваривание жиров начинается в 12-перстной кишке. Главной проблемой усвоения липидов является их гидрофобность. Перед организмом встает стратегическая задача — адаптация жизненно необходимых, но нерастворимых веществ к водным средам организма. Решение этой проблемы сводится к тому, что нерастворимые липидные частицы окружаются слоем дифильных молекул желчных кислот и их солей, секретируемых печенью и служащих адаптерами между миром гидрофобных структур и водных растворов.
Функции желчных кислот и их солей эмульгирование пищевых жиров активация панкреатической липазы участие во всасывании липидов (см. ниже).
В результате воздействия желчных кислот на жиры, происходит снижение силы поверхностного натяжения жировой капли, сопровождающееся ее дроблением до микрокапелек размером около 0,5 мкм. Общая площадь поверхности контакта пищевого жира с окружающей средой при этом возрастает на несколько порядков, и большая часть липидных молекул становится доступной для воздействия пищеварительных ферментов, находящихся вводной фазе ЖКТ.
2. Гидролиз жиров. Главным пищеварительным ферментом этого процесса является панкреатическая липаза. Этот фермент синтезируется в поджелудочной железе в неактивной форме —
пролипазы, которая по панкреатическим протокам попадает в полость 12-перстной кишки. Здесь происходит активация молекулы профермента с помощью х молекул колипазы при уча-
79
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
II. ТРАНСПОРТ И МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику бета-окисление ВЖК и синтез ВЖК.
I. Липопротеиды (ЛП) крови — особая группа частиц, осуществляющая транспорт жиров в организме.
Выделяют 4 класса этих частиц. ЛПВП — липопротеиды высокой плотности (альфа-ЛП);
2. ЛПНП — липопротеиды низкой плотности (бета-ЛП);
3. ЛПОНП — липопротеиды очень низкой плотности (пре-бе- та-ЛП);
4. Хиломикроны (ХМ).
Если смотреть на этот ряд сверху вниз, их плотность падает,
а размер растет (ХМ — самые крупные частицы плазмы крови).
Строение липопротеидов гидрофобное ядро, состоящее из нейтральных жиров и холестерина, окруженное по периферии слоем дифильных адаптеров фосфолипидов и белка — апо- липопротеина.
В разных классах ЛП пропорции названных веществ отличаются. В ХМ и ЛПОНП преобладают нейтральные жиры, в ЛП-
НП — холестерина в ЛПВП — фосфолипиды.
Транспорт жиров липопротеидами
После всасывания, в кишечнике образуются хиломикроны,
которые, посредством лимфатической системы, попадают в кровь и, таким образом, транспортируют липиды от кишечника по двум адресам в печень и жировую ткань. В печени синтезируются и секретируются в кровь ЛПОНП. Они превращаются в плазме крови в ЛПНП, которые снабжают липидами клети периферических тканей. Биологическая роль ЛПВП заключается в том, что они осуществляют обратный транспорт избытка жиров от периферических тканей в печень. Таким образом, ЛПВП снижают уровень холестерина в тканях, уменьшая риск возникновения атеросклероза именно поэтому их иногда называют хорошими липопротеидами.
81
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
II. Внутриклеточный липолиз
95% триглицеридов (нейтральных жиров) человеческого организма содержится в жировой ткани. В случае нужды происходит внутриклеточный липолиз — расщепление жира на глицерин и жирные кислоты. Этот процесс запускается триг- лицеридлипазой. Этот аллостерический фермент в покое неактивен, но при нужде, включается уже известной вам аденилат- циклазной системой гормон (чаще — адреналин) активирует рецептор жировой клетки, который активирует аденилатцикла- зу, она образует цАМФ, который включает протеинкиназу иона активирует триглицеридлипазу, которая запускает весь процесс липолиза.
В результате молекула нейтрального жира еще внутри жировых клеток расцепляется до глицерина и ВЖК. Глицерин, как растворимое вводе вещество, транспортируется кровью в свободном виде. Высшие жирные кислоты переносятся сывороточным альбумином. Окисление глицерина
Этих реакций нет нив одном учебнике, но спрашивать будут. Поэтому привожу их здесь (см. схему ниже. Первая реакция
82
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
4. Барьерная. Зачастую липиды выступают в качестве, какого либо барьера в организме. Можно выделить следующие ба- рьеры:
а) мембранный — упомянутые выше классы липидов образуют клеточные и субклеточные мембранные барьеры;
б) электрический. Покровные ткани, также имеющие большое количество липидов в своем составе, плохо проводят электроток, и являются барьером при внешнем электрическом поражении в) термический — у многих животных холодных зон (особенно водоплавающих) мощный слой подкожного жира является прекрасной защитой от переохлаждения;
г) водный — большинство водоплавающих птиц и млекопитающих используют сальные секреты желез для защиты наружных покровов (перья, шерсть) от намокания;
д) механический — подкожно-жировая клетчатка, благодаря своей рыхлости и эластичности, выступает также в качестве барьера от внешних механических воздействий. Классификации липидов
Классификация по структуре. Неомыляемые (стероиды, терпены. Омыляемые:
а) Простые (нейтралные жиры, воска);
б) Сложные (фосфолипиды, гликолипиды)
77
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Классификация по растворимости вводе класс — нерастворимые растекаются по поверхности воды
(холестерин, ди- и триглицериды);
II класс — нерастворимые полярные образуют билипидные пленки (фосфолипиды, некоторые сфинголдипиды);
IIIА класс — условно растворимые образуют билипидные пленки и мицеллы (мыла, лизолецитины, лизокефалины);
IIIВ класс — условно растворимые образуют мицеллы (желчные кислоты и их соли).
Как видно, растворимость вводе повышается сверху-вниз,
достигая максимума у класса В. Утилизация жиров
Пищевая ценность липидов:
а) Источник энергии — жиры очень энергоемки, на их долю приходится 40% от общих энергетических потребностей орга- низма.
б) Структурная функция — фосфолипиды пищи являются сырьем для построения клеточных мембран.
в) В состав пищевого жира входят незаменимые вещества:
витамины A, D, E, К и незаменимые ВЖК: линолевая и линоле- новая.
Суточные потребности в жирах составляют 60—120 г, хотя эта цифра может сильно варьировать в зависимости от физической активности человека (прямая зависимость) и средней температуры окружающей среды (калорийный жир пищи эффективно защищает организм от охлаждения).
Особенности липидного обмена у детей
Переваривание липидов в желудке у взрослого человека невозможно последующим причинам пищевой жир не эмульгирован;
— рН желудочного сока (1,5—2,5) не соответствует оптимуму активности желудочной липазы (Ноу грудных детей переваривание липидов начинается уже в желудке, т. к.:
78
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
(холестерин, ди- и триглицериды);
II класс — нерастворимые полярные образуют билипидные пленки (фосфолипиды, некоторые сфинголдипиды);
IIIА класс — условно растворимые образуют билипидные пленки и мицеллы (мыла, лизолецитины, лизокефалины);
IIIВ класс — условно растворимые образуют мицеллы (желчные кислоты и их соли).
Как видно, растворимость вводе повышается сверху-вниз,
достигая максимума у класса В. Утилизация жиров
Пищевая ценность липидов:
а) Источник энергии — жиры очень энергоемки, на их долю приходится 40% от общих энергетических потребностей орга- низма.
б) Структурная функция — фосфолипиды пищи являются сырьем для построения клеточных мембран.
в) В состав пищевого жира входят незаменимые вещества:
витамины A, D, E, К и незаменимые ВЖК: линолевая и линоле- новая.
Суточные потребности в жирах составляют 60—120 г, хотя эта цифра может сильно варьировать в зависимости от физической активности человека (прямая зависимость) и средней температуры окружающей среды (калорийный жир пищи эффективно защищает организм от охлаждения).
Особенности липидного обмена у детей
Переваривание липидов в желудке у взрослого человека невозможно последующим причинам пищевой жир не эмульгирован;
— рН желудочного сока (1,5—2,5) не соответствует оптимуму активности желудочной липазы (Ноу грудных детей переваривание липидов начинается уже в желудке, т. к.:
78
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
— жир женского грудного молока находится в эмульгирован- ном состоянии рН желудочного сока новорожденного равен 5—5,5;
— в слизистой корня языка и глотки новорожденного синтезируется лингвальная липаза, которая попадая с молоком в желудок, участвует в переваривании жиров.
Переваривание жиров у взрослого. Эмульгирование. В организме взрослого человека переваривание жиров начинается в 12-перстной кишке. Главной проблемой усвоения липидов является их гидрофобность. Перед организмом встает стратегическая задача — адаптация жизненно необходимых, но нерастворимых веществ к водным средам организма. Решение этой проблемы сводится к тому, что нерастворимые липидные частицы окружаются слоем дифильных молекул желчных кислот и их солей, секретируемых печенью и служащих адаптерами между миром гидрофобных структур и водных растворов.
Функции желчных кислот и их солей эмульгирование пищевых жиров активация панкреатической липазы участие во всасывании липидов (см. ниже).
В результате воздействия желчных кислот на жиры, происходит снижение силы поверхностного натяжения жировой капли, сопровождающееся ее дроблением до микрокапелек размером около 0,5 мкм. Общая площадь поверхности контакта пищевого жира с окружающей средой при этом возрастает на несколько порядков, и большая часть липидных молекул становится доступной для воздействия пищеварительных ферментов, находящихся вводной фазе ЖКТ.
2. Гидролиз жиров. Главным пищеварительным ферментом этого процесса является панкреатическая липаза. Этот фермент синтезируется в поджелудочной железе в неактивной форме —
пролипазы, которая по панкреатическим протокам попадает в полость 12-перстной кишки. Здесь происходит активация молекулы профермента с помощью х молекул колипазы при уча-
79
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
стии желчных кислот).
Активированная липаза разрывает сначала крайние сложноэфирные связи нейтрального жира — в мим положениях.
Гидролиз связи во м положении происходит значительно труднее. Стоит заметить, что какая то часть связей во м положении остается нерасщепленными вплоть до момента всасывания, т. е.
среди продуктов переваривания липидов присутствуют и 2-мо- ноглицериды.
3. Всасывание липидов
Всасывание продуктов переваривания жиров происходит в проксимальных отделах тонкого кишечника.
Растворимые компоненты глицерин и короткоцепочечные
ВЖК всасываются сразу в кровь воротной вены.
Микрокапельки нерастворимых липидов нейтральных жиров, длинноцепочечных ВЖК, холестерина и др. претерпевают дополнительное дробление под действием желчных кислот и их солей, превращаясь в мельчайшие мицеллы, которые поглощаются клетками тонкого кишечника путем эндоцитоза.
На животных и людях-добровольцах доказано, что весьма значительная часть пищевого жира попадает в жировые депо в совершенно неизмененном виде. Причем процент таких липидов в жировой клетчатке повышается в том случае, если животное или человек принимали жирную пищу натощак.
Интересна судьба мицеллярных желчных кислот. После проникновения внутрь энтероцитов в составе всасывающихся мицелл, желчные кислоты отделяются от них, попадают в портальный кровоток и, по системе воротной вены, проникают в печень.
Далее желчные кислоты секретируются гепатоцитами с желчью и попадают в двенадцатиперстную кишку, вновь начиная цикл липидного пищеварения. Такой круговорот называется гепато-
энтеральная (печеночно-кишечная) циркуляция. Главное назначение этого процесса — предотвращение крупных потерь желчных кислот и их солей.
80
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Активированная липаза разрывает сначала крайние сложноэфирные связи нейтрального жира — в мим положениях.
Гидролиз связи во м положении происходит значительно труднее. Стоит заметить, что какая то часть связей во м положении остается нерасщепленными вплоть до момента всасывания, т. е.
среди продуктов переваривания липидов присутствуют и 2-мо- ноглицериды.
3. Всасывание липидов
Всасывание продуктов переваривания жиров происходит в проксимальных отделах тонкого кишечника.
Растворимые компоненты глицерин и короткоцепочечные
ВЖК всасываются сразу в кровь воротной вены.
Микрокапельки нерастворимых липидов нейтральных жиров, длинноцепочечных ВЖК, холестерина и др. претерпевают дополнительное дробление под действием желчных кислот и их солей, превращаясь в мельчайшие мицеллы, которые поглощаются клетками тонкого кишечника путем эндоцитоза.
На животных и людях-добровольцах доказано, что весьма значительная часть пищевого жира попадает в жировые депо в совершенно неизмененном виде. Причем процент таких липидов в жировой клетчатке повышается в том случае, если животное или человек принимали жирную пищу натощак.
Интересна судьба мицеллярных желчных кислот. После проникновения внутрь энтероцитов в составе всасывающихся мицелл, желчные кислоты отделяются от них, попадают в портальный кровоток и, по системе воротной вены, проникают в печень.
Далее желчные кислоты секретируются гепатоцитами с желчью и попадают в двенадцатиперстную кишку, вновь начиная цикл липидного пищеварения. Такой круговорот называется гепато-
энтеральная (печеночно-кишечная) циркуляция. Главное назначение этого процесса — предотвращение крупных потерь желчных кислот и их солей.
80
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
II. ТРАНСПОРТ И МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику бета-окисление ВЖК и синтез ВЖК.
I. Липопротеиды (ЛП) крови — особая группа частиц, осуществляющая транспорт жиров в организме.
Выделяют 4 класса этих частиц. ЛПВП — липопротеиды высокой плотности (альфа-ЛП);
2. ЛПНП — липопротеиды низкой плотности (бета-ЛП);
3. ЛПОНП — липопротеиды очень низкой плотности (пре-бе- та-ЛП);
4. Хиломикроны (ХМ).
Если смотреть на этот ряд сверху вниз, их плотность падает,
а размер растет (ХМ — самые крупные частицы плазмы крови).
Строение липопротеидов гидрофобное ядро, состоящее из нейтральных жиров и холестерина, окруженное по периферии слоем дифильных адаптеров фосфолипидов и белка — апо- липопротеина.
В разных классах ЛП пропорции названных веществ отличаются. В ХМ и ЛПОНП преобладают нейтральные жиры, в ЛП-
НП — холестерина в ЛПВП — фосфолипиды.
Транспорт жиров липопротеидами
После всасывания, в кишечнике образуются хиломикроны,
которые, посредством лимфатической системы, попадают в кровь и, таким образом, транспортируют липиды от кишечника по двум адресам в печень и жировую ткань. В печени синтезируются и секретируются в кровь ЛПОНП. Они превращаются в плазме крови в ЛПНП, которые снабжают липидами клети периферических тканей. Биологическая роль ЛПВП заключается в том, что они осуществляют обратный транспорт избытка жиров от периферических тканей в печень. Таким образом, ЛПВП снижают уровень холестерина в тканях, уменьшая риск возникновения атеросклероза именно поэтому их иногда называют хорошими липопротеидами.
81
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
II. Внутриклеточный липолиз
95% триглицеридов (нейтральных жиров) человеческого организма содержится в жировой ткани. В случае нужды происходит внутриклеточный липолиз — расщепление жира на глицерин и жирные кислоты. Этот процесс запускается триг- лицеридлипазой. Этот аллостерический фермент в покое неактивен, но при нужде, включается уже известной вам аденилат- циклазной системой гормон (чаще — адреналин) активирует рецептор жировой клетки, который активирует аденилатцикла- зу, она образует цАМФ, который включает протеинкиназу иона активирует триглицеридлипазу, которая запускает весь процесс липолиза.
В результате молекула нейтрального жира еще внутри жировых клеток расцепляется до глицерина и ВЖК. Глицерин, как растворимое вводе вещество, транспортируется кровью в свободном виде. Высшие жирные кислоты переносятся сывороточным альбумином. Окисление глицерина
Этих реакций нет нив одном учебнике, но спрашивать будут. Поэтому привожу их здесь (см. схему ниже. Первая реакция
82
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
этого процесса — активирование глицерина. Фермент глицерол- киназа катализирует взаимодействие глицерина с АТФ в результате переброски части энергии с фосфатным остатком на субстрат, образуется глицерол-3-фосфат и АДФ. Во второй реакции фермент глицеролфосфатдегидрогеназа отщепляет 2 Нот глицерол-3-фосфата, превращая его в диоксиацетонфосфат и образуя НАДН
2
Далее диоксиацетонфосфат вступает в уже знакомый вам дихотомический путь (см. катаболизм углеводов, те. в аэробный гликолиз, окисление пирувата и ЦТК.
Энергетический баланс окисления глицерина
1-я реакция — расходуется 1 АТФ (я реакция — НАД
Н цитозольный,
который дает всего 2 АТФ (Гликолиз — НАД
Н цитозольный и 2 АТФ в 7 и 10 реакциях (Окисление пирувата: НАД
Н (+3);
ЦТК: 3 НАД
Н, 1 ФАДН
2
и 1 ГТФ (ВСЕГО 20 АТФ. Окисление высших жирных кислот включает две стадии. окисление ВЖК до ацетильной группы (ацетил-КоА);
2. окисление ацетильного остатка в цитратном цикле до СО
2
и Н
2
О.
Как вы понимаете, цикл Кребса с вас требовать не будут (вы его уже разобрали, а вот бета-окисление выучить придется. Могу поделиться секретом, как это сделать легко. Из х реакций,
три первых очень напоминают три последних реакции ЦТК (отличается лишь субстратом. Первая реакция окисления (как и я реакция цитратного цикла) заканчивается образованием двойной связи и ФАД
Н
2
. Во второй реакций (как ив й реакция ЦТК), происходит присоединение воды к двойной связи
(с ее разрывлм), образуется группа -ОНИ, наконец, третья реакция бета-окисления, как и последняя реакция цикла Кребса,
образует кетогруппу (СО) и НАД
Н.
83
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
III. КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ, РЕГУЛЯЦИЯ
ПАТОЛОГИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез кетоновых тел, синтез холестерина
(первые три реакции. Значимые компоненты липидного обмена. Кетоновые тела — к ним относят три органических вещества ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат), β-гидроксимасля-
ную кислоту и ацетон. Причем физиологичными являются только ацетоуксусная и гидроксимасляная кислоты. Ацетон образуется в результате неконтролируемого спонтанного распада ацетоацетата и является шлаком, нуждающимся в выведении из организма.
По сути, кетоновые тела (кроме ацетона) являются дублерами глюкозы, те. тоже могут быть энергетическим горючим для клеток. В норме эта роль принадлежит глюкозе, но, как мы увидим ниже, при некоторых состояниях кетоновые тела берут эту функцию на себя.
Следует заметить, что основным кетоновым телом биологических жидкостей является не ацетоуксусная кислота, а гидрок- симасляная. т. к. ацетоуксусная кислота может образовывать нежелательный ацетон. Холестерин — способен синтезироваться только в тканях животных организмов. У человека и высших животных синтез холестерина протекает в основном в печени.
Холестерин является жизненно необходимым веществом.
Можно выделить две основных функции холестерина:
а) Сырьевая — наиболее важная функция. Холестерин является источником, молекулярной болванкой для образования практически всех стероидов организма. Наиболее важные из них стероидные гормоны — ключевой класс продуктов холестеринового обмена, подразделяются на кортикостероиды (ми-
85
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
2
Далее диоксиацетонфосфат вступает в уже знакомый вам дихотомический путь (см. катаболизм углеводов, те. в аэробный гликолиз, окисление пирувата и ЦТК.
Энергетический баланс окисления глицерина
1-я реакция — расходуется 1 АТФ (я реакция — НАД
Н цитозольный,
который дает всего 2 АТФ (Гликолиз — НАД
Н цитозольный и 2 АТФ в 7 и 10 реакциях (Окисление пирувата: НАД
Н (+3);
ЦТК: 3 НАД
Н, 1 ФАДН
2
и 1 ГТФ (ВСЕГО 20 АТФ. Окисление высших жирных кислот включает две стадии. окисление ВЖК до ацетильной группы (ацетил-КоА);
2. окисление ацетильного остатка в цитратном цикле до СО
2
и Н
2
О.
Как вы понимаете, цикл Кребса с вас требовать не будут (вы его уже разобрали, а вот бета-окисление выучить придется. Могу поделиться секретом, как это сделать легко. Из х реакций,
три первых очень напоминают три последних реакции ЦТК (отличается лишь субстратом. Первая реакция окисления (как и я реакция цитратного цикла) заканчивается образованием двойной связи и ФАД
Н
2
. Во второй реакций (как ив й реакция ЦТК), происходит присоединение воды к двойной связи
(с ее разрывлм), образуется группа -ОНИ, наконец, третья реакция бета-окисления, как и последняя реакция цикла Кребса,
образует кетогруппу (СО) и НАД
Н.
83
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
окисление протекает в матриксе митохондрий и является циклическим процессом, за один виток которого происходит отщепление от окисляемой ВЖК двухуглеродного фрагмента (ацетил, те. после каждого оборота жирная кислота укорачивается на 2 атома углерода.
Образующиеся при этом ацетильные группы (ацетил-КоА)
вступают во вторую стадию окисления — цитратный цикл.
Энергетический баланс окисления ВЖК (на примере пальмитиновой кислоты (16 атомов С)):
а) Активация ВЖК — минус 1 АТФ.
б) Бета-окисление. За один цикл от молекулы ВЖК происходит отщепление углеродного фрагмента. Нов тиолазной реакции последнего цикла образуется не 1, а 2 молекулы ацетил-
КоА. Поэтому пальмитиновая кислота, содержащая 16 атомов углерода, проходит не 8, а 7 циклов окисления. Каждый цикл дает 1 ФАД
Н
2
(2 АТФ) и 1 НАД
Н (3 АТФ. Итого 5 АТФ за один цикл. Таким образом, общее число молекул АТФ, образующихся в процессе окисления пальмитиновой кислоты равно 7х5=35.
в) Цитратный цикл. Одна молекула пальмитиновой кислоты дает 16/2=8 молекул ацетил-КоА (16/2). Каждый из них в ЦТК
дает 12 АТФ (см. Обмен углеводов. Общее число АТФ
12х8=96.
г) Суммирование — 1 +35 +96 = 130 АТФ.
Окисление нейтрального жира. Зная энергобаланс окисления ВЖК и глицерина легко подсчитать общее число АТФ, образующееся при полном аэробном окислении любого триглицери- да. Пример трипальмитин — триглицерид, молекула которого состоит из остатка глицерина и 3 остатков пальмитиновой кислоты. Энергетический баланс глицерина — 20 АТФ, пальмитиновой кислоты — 130 АТФ. Сумма энерговыхода окисления одной молекулы трипальмитина х молекул АТФ.
84
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Образующиеся при этом ацетильные группы (ацетил-КоА)
вступают во вторую стадию окисления — цитратный цикл.
Энергетический баланс окисления ВЖК (на примере пальмитиновой кислоты (16 атомов С)):
а) Активация ВЖК — минус 1 АТФ.
б) Бета-окисление. За один цикл от молекулы ВЖК происходит отщепление углеродного фрагмента. Нов тиолазной реакции последнего цикла образуется не 1, а 2 молекулы ацетил-
КоА. Поэтому пальмитиновая кислота, содержащая 16 атомов углерода, проходит не 8, а 7 циклов окисления. Каждый цикл дает 1 ФАД
Н
2
(2 АТФ) и 1 НАД
Н (3 АТФ. Итого 5 АТФ за один цикл. Таким образом, общее число молекул АТФ, образующихся в процессе окисления пальмитиновой кислоты равно 7х5=35.
в) Цитратный цикл. Одна молекула пальмитиновой кислоты дает 16/2=8 молекул ацетил-КоА (16/2). Каждый из них в ЦТК
дает 12 АТФ (см. Обмен углеводов. Общее число АТФ
12х8=96.
г) Суммирование — 1 +35 +96 = 130 АТФ.
Окисление нейтрального жира. Зная энергобаланс окисления ВЖК и глицерина легко подсчитать общее число АТФ, образующееся при полном аэробном окислении любого триглицери- да. Пример трипальмитин — триглицерид, молекула которого состоит из остатка глицерина и 3 остатков пальмитиновой кислоты. Энергетический баланс глицерина — 20 АТФ, пальмитиновой кислоты — 130 АТФ. Сумма энерговыхода окисления одной молекулы трипальмитина х молекул АТФ.
84
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
III. КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ, РЕГУЛЯЦИЯ
ПАТОЛОГИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез кетоновых тел, синтез холестерина
(первые три реакции. Значимые компоненты липидного обмена. Кетоновые тела — к ним относят три органических вещества ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат), β-гидроксимасля-
ную кислоту и ацетон. Причем физиологичными являются только ацетоуксусная и гидроксимасляная кислоты. Ацетон образуется в результате неконтролируемого спонтанного распада ацетоацетата и является шлаком, нуждающимся в выведении из организма.
По сути, кетоновые тела (кроме ацетона) являются дублерами глюкозы, те. тоже могут быть энергетическим горючим для клеток. В норме эта роль принадлежит глюкозе, но, как мы увидим ниже, при некоторых состояниях кетоновые тела берут эту функцию на себя.
Следует заметить, что основным кетоновым телом биологических жидкостей является не ацетоуксусная кислота, а гидрок- симасляная. т. к. ацетоуксусная кислота может образовывать нежелательный ацетон. Холестерин — способен синтезироваться только в тканях животных организмов. У человека и высших животных синтез холестерина протекает в основном в печени.
Холестерин является жизненно необходимым веществом.
Можно выделить две основных функции холестерина:
а) Сырьевая — наиболее важная функция. Холестерин является источником, молекулярной болванкой для образования практически всех стероидов организма. Наиболее важные из них стероидные гормоны — ключевой класс продуктов холестеринового обмена, подразделяются на кортикостероиды (ми-
85
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
нералокортикоиды, глюкокортикоиды) и половые гормоны (мужские (андрогены) и женские (эстрогены и прогестины));
— витамины группы Д — регуляторы фосфорно-кальциевого обмена, предшественники кальцитриола. Синтезируются их холестерина в коже под действием ультрафиолета желчные кислоты и их соли (см. выше. Большая часть холестерина идет на синтез именно этой группы веществ.
б) Пластическая функция. Холестерин, наряду с фосфо- и гликолипидами, участвует в построении клеточных мембран.
Правда, его роль в организации билипидных мембран не столь значительна, как у названных липидов.
Выведение холестерина. Суточные потери холестерина у взрослого человека составляют примерно 0,5 г. Основной путь выведения — с желчью. Имеются два механизма:
а) Выведение свободного холестерина гепатоцитами в просвет ЖКТ. Попадая в толстый кишечник, он подвергается воздействию нормальной микрофлоры, в результате чего превращается в копростерин, который выводится с калом.
б) Потери холестерина в виде желчных кислот входе гепа- то-энтеральной циркуляции (см. выше).
И еще, хочу поделиться секретом как легче запомнить реакции синтеза холестерина Обратите внимание первые две реакции этого процесса абсолютно идентичны первым двум реакциям синтеза кетоновых тел. Значит, если вы уже выучили синтез кетоновых тел, то уже знаете 2/3 синтеза холестерина. Остается запомнить только ю реакцию. Значение метионина и холина
Для синтеза лецитинов (важнейшей группы фосфолипидов)
необходимо наличие азотистого основания холина. Между обменом холина и незаменимой аминокислотой метионин существует теснейшая взаимосвязь. Активная форма метионина (аде- нозилметионин), являясь главным донором метильных групп,
непосредственно участвует в синтезе холина.
При недостатке метионина и холина снижается активность синтеза лецитинов, что приводит к накоплению нейтрального
86
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
— витамины группы Д — регуляторы фосфорно-кальциевого обмена, предшественники кальцитриола. Синтезируются их холестерина в коже под действием ультрафиолета желчные кислоты и их соли (см. выше. Большая часть холестерина идет на синтез именно этой группы веществ.
б) Пластическая функция. Холестерин, наряду с фосфо- и гликолипидами, участвует в построении клеточных мембран.
Правда, его роль в организации билипидных мембран не столь значительна, как у названных липидов.
Выведение холестерина. Суточные потери холестерина у взрослого человека составляют примерно 0,5 г. Основной путь выведения — с желчью. Имеются два механизма:
а) Выведение свободного холестерина гепатоцитами в просвет ЖКТ. Попадая в толстый кишечник, он подвергается воздействию нормальной микрофлоры, в результате чего превращается в копростерин, который выводится с калом.
б) Потери холестерина в виде желчных кислот входе гепа- то-энтеральной циркуляции (см. выше).
И еще, хочу поделиться секретом как легче запомнить реакции синтеза холестерина Обратите внимание первые две реакции этого процесса абсолютно идентичны первым двум реакциям синтеза кетоновых тел. Значит, если вы уже выучили синтез кетоновых тел, то уже знаете 2/3 синтеза холестерина. Остается запомнить только ю реакцию. Значение метионина и холина
Для синтеза лецитинов (важнейшей группы фосфолипидов)
необходимо наличие азотистого основания холина. Между обменом холина и незаменимой аминокислотой метионин существует теснейшая взаимосвязь. Активная форма метионина (аде- нозилметионин), являясь главным донором метильных групп,
непосредственно участвует в синтезе холина.
При недостатке метионина и холина снижается активность синтеза лецитинов, что приводит к накоплению нейтрального
86
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
жира в клетках печени, те. развитию жировой дистрофии печени. Содержание жира в печени в норме не превышает 5% ее сырого веса при жировой дистрофии печени количество жира в этом органе возрастает и может доходить до Белок казеин, в состав которого входит большое количество метионина, также обладает «липотропным» действием, те. способствует удалению из печени избытка жира. Регуляция липидного обмена
Можно выделить четыре соподчиненных уровня регуляции обмена липидов (как собственно и любого другого обмена. Нервно-гуморальная регуляция. Жировая ткань богато ин- нервирована симпатическими волокнами. Их денервация приводит к ожирению. Напротив, при возбуждении симпатических волокон активируется расщепление жиров.
Гормоны, участвующие в обмене липидов, можно разделить на две группы а) способствующие депонированию жира
(инсулин, АКТГ, глюкокортикоиды); б) способствующие мобилизации жира (катехоламины, СТГ, ТТГ, тиреоидные, глюкагон, андрогены. Молекулярная регуляция. Вы должны знать регуляцию трех процессов:
а) окисление ВЖК: аллостерический фермент — Карнитина- цилтрансфераза I, он ингибируется веществом малонил-КоА;
б) синтез ВЖК: аллостерический фермент — Ацетил-КоА- карбоксилаза, он активируется цитратом, а ингибируется ацил-
КоА;
в) синтез холестерина аллостерический фермент — ГМГ-
КоА-редуктаза, он ингибируется холестерином, или мевалоно- вой кислотой. Патология обмена липидов
Следует заметить, что нарушение обмена липидов является
главным бичом человечества, рождающим спектр болезней, которые уносят больше жизней, чем иная патология.
87
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
1. Атеросклероз — болезнь века, стоящая на первом месте по смертности. Именно атеросклероз является причиной ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда, ишемического инсульта и многого другого.
Атеросклеротические изменения начинаются с появления липидных пятен и полосок на внутренней поверхности артерий.
Затем на их месте образуются утолщения — атеросклеротические бляшки, являющиеся разрастанием рубцовой ткани. В результате суживается просвет артерий, что ведет к хроническому недостатку кислорода в ткани (ишемия) и может закончиться некрозом. В чем же причина таких изменений?
Еще в 1913 г. Н. Аничков доказал связь между уровнем холестерина крови и заболеваемостью атеросклерозом. С тех пор,
вот уже больше века, пищевой холестерин является страшилкой для человечества.
И совершенно зря. В печени образуется враз больше холестерина, чем потребляется с пищей. Причем, существует обратная взаимосвязь между поступлением экзогенного холестерина и его синтезом. Образование этого вещества притормаживается при его избыточном поступлении с пищей, и наоборот,
активируется при снижении поступления его извне. Таким образом, у здорового человека, содержание холестерина крови не будет зависеть от его поступления с пищей. Пищевой холестерин не является определяющим фактором генеза атеросклероза. Более того, как было сказано выше, холестерин является ценнейшим метаболитом.
Не верите Вот вам пример при вскрытии тел узников фашистских концентрационных лагерей (многие из которых погибли от голода) было обнаружено, что большинство из них было поражено сильнейшим атеросклерозом. Ясно, что питание не было избыточным, но зато все узники находились в состоянии жесточайшего постоянного стресса.
Именно гипотеза хронического симпатоадреналового стресса является на сегодня доминирующей в формировании атеросклероза. Основной метаболической причиной атеросклероза
88
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Можно выделить четыре соподчиненных уровня регуляции обмена липидов (как собственно и любого другого обмена. Нервно-гуморальная регуляция. Жировая ткань богато ин- нервирована симпатическими волокнами. Их денервация приводит к ожирению. Напротив, при возбуждении симпатических волокон активируется расщепление жиров.
Гормоны, участвующие в обмене липидов, можно разделить на две группы а) способствующие депонированию жира
(инсулин, АКТГ, глюкокортикоиды); б) способствующие мобилизации жира (катехоламины, СТГ, ТТГ, тиреоидные, глюкагон, андрогены. Молекулярная регуляция. Вы должны знать регуляцию трех процессов:
а) окисление ВЖК: аллостерический фермент — Карнитина- цилтрансфераза I, он ингибируется веществом малонил-КоА;
б) синтез ВЖК: аллостерический фермент — Ацетил-КоА- карбоксилаза, он активируется цитратом, а ингибируется ацил-
КоА;
в) синтез холестерина аллостерический фермент — ГМГ-
КоА-редуктаза, он ингибируется холестерином, или мевалоно- вой кислотой. Патология обмена липидов
Следует заметить, что нарушение обмена липидов является
главным бичом человечества, рождающим спектр болезней, которые уносят больше жизней, чем иная патология.
87
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
1. Атеросклероз — болезнь века, стоящая на первом месте по смертности. Именно атеросклероз является причиной ишемической болезни сердца (ИБС), инфаркта миокарда, ишемического инсульта и многого другого.
Атеросклеротические изменения начинаются с появления липидных пятен и полосок на внутренней поверхности артерий.
Затем на их месте образуются утолщения — атеросклеротические бляшки, являющиеся разрастанием рубцовой ткани. В результате суживается просвет артерий, что ведет к хроническому недостатку кислорода в ткани (ишемия) и может закончиться некрозом. В чем же причина таких изменений?
Еще в 1913 г. Н. Аничков доказал связь между уровнем холестерина крови и заболеваемостью атеросклерозом. С тех пор,
вот уже больше века, пищевой холестерин является страшилкой для человечества.
И совершенно зря. В печени образуется враз больше холестерина, чем потребляется с пищей. Причем, существует обратная взаимосвязь между поступлением экзогенного холестерина и его синтезом. Образование этого вещества притормаживается при его избыточном поступлении с пищей, и наоборот,
активируется при снижении поступления его извне. Таким образом, у здорового человека, содержание холестерина крови не будет зависеть от его поступления с пищей. Пищевой холестерин не является определяющим фактором генеза атеросклероза. Более того, как было сказано выше, холестерин является ценнейшим метаболитом.
Не верите Вот вам пример при вскрытии тел узников фашистских концентрационных лагерей (многие из которых погибли от голода) было обнаружено, что большинство из них было поражено сильнейшим атеросклерозом. Ясно, что питание не было избыточным, но зато все узники находились в состоянии жесточайшего постоянного стресса.
Именно гипотеза хронического симпатоадреналового стресса является на сегодня доминирующей в формировании атеросклероза. Основной метаболической причиной атеросклероза
88
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
является не холестерин, и даже не его повышение в крови, а нарушение обмена ЛПНП. Хронические гиперстрессорные адрена- ловые воздействия нарушают физико-химические свойства ЛП-
НП, это приводит к их прилипанию к эндотелию сосудов, что и является начальным этапом атеросклероза. Желчнокаменная болезнь
При этой патологии в желчном пузыре и желчевыводящих путях появляются желчные камни. По составу желчные камни делят на холестериновые, билирубиновые и смешанные.
Холестериновые камни. Чистые холестериновые камни составляют всех желчных камней. В процессе их формирования ключевую роль играет нарушение обмена холестерина желчи:
Состояния холестерина желчи:
а) Мицеллярное состояние — растворимое. Холестерин растворяется в желчных кислотах. Это возможно, если соотношение желчных кислот к холестерину не менее 12 к 1. У здорового человека весь холестерин желчи находится в составе мицелл.
б) Осадок — возникает в том случае, если соотношение желчных кислот к холестерину падает. Избыток нерастворенного холестерина выпадает в осадок. Особенностью осадка является его обратимость если упомянутое соотношение нормализуется,
он вновь растворяется желчными кислотами, те. переходит в мицеллярную фазу. Кристаллы. Если соотношение продолжает снижаться,
со временем осадок уплотняется и превращается в кристаллы.
Сопутствующим условием для возникновения желчных камней является воспаление слизистой желчного пузыря и протоков, что приводит к образованию в их просвете большого количества клеток слущенного эпителия, на основе которых (как жемчуг на песчинке, слой за слоем откладываются кристаллы,
формируются и растут желчные камни. Лизосомные болезни
Лизосомы — клеточные органеллы, выполняющие функцию утилизации отработанных макромолекул. Все поврежденные
89
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
НП, это приводит к их прилипанию к эндотелию сосудов, что и является начальным этапом атеросклероза. Желчнокаменная болезнь
При этой патологии в желчном пузыре и желчевыводящих путях появляются желчные камни. По составу желчные камни делят на холестериновые, билирубиновые и смешанные.
Холестериновые камни. Чистые холестериновые камни составляют всех желчных камней. В процессе их формирования ключевую роль играет нарушение обмена холестерина желчи:
Состояния холестерина желчи:
а) Мицеллярное состояние — растворимое. Холестерин растворяется в желчных кислотах. Это возможно, если соотношение желчных кислот к холестерину не менее 12 к 1. У здорового человека весь холестерин желчи находится в составе мицелл.
б) Осадок — возникает в том случае, если соотношение желчных кислот к холестерину падает. Избыток нерастворенного холестерина выпадает в осадок. Особенностью осадка является его обратимость если упомянутое соотношение нормализуется,
он вновь растворяется желчными кислотами, те. переходит в мицеллярную фазу. Кристаллы. Если соотношение продолжает снижаться,
со временем осадок уплотняется и превращается в кристаллы.
Сопутствующим условием для возникновения желчных камней является воспаление слизистой желчного пузыря и протоков, что приводит к образованию в их просвете большого количества клеток слущенного эпителия, на основе которых (как жемчуг на песчинке, слой за слоем откладываются кристаллы,
формируются и растут желчные камни. Лизосомные болезни
Лизосомы — клеточные органеллы, выполняющие функцию утилизации отработанных макромолекул. Все поврежденные
89
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
или лишние крупные частицы (белки, липиды, полисахариды),
поглощаются лизосомами, где разрушаются, до составных частей (аминокислоты, ВЖК, глицерин, сфингозин, моносахара),
под действием многочисленных гидролаз, находящихся внутри лизосомы. Затем эти растворимые продукты гидролиза диффундируют обратно в цитоплазму. Следует отметить, что макромолекулы могут транспортироваться только водном направлении внутрь лизосомы. Наружу выходят уже продукты их распада.
Если же наблюдается наследственное отсутствие какого либо лизосомного фермента (в результате мутации его гена, то соответствующий ему субстрат будет накапливаться внутри лизосом. Это неизбежно приводит к деформации клеток, расстройству их функций и, следовательно, нарушению работы всего органа или ткани. Эволюционно сложилось так, что чаще генетическим дефектам подвергаются ферменты, ответственные за расщепление сфинголипидов.
Наиболее известные лизосомные заболевания:
а) Болезнь Тея — Сакса — самая распространенная лизосом- ная патология, при которой в тканях накапливаются ганглиози- ды. Вначале поражается сетчатка (дети слепнут, затем — мозг.
б) Болезнь Нимана-Пика — накапливается сфингомиелин. Болезнь проявляется у детей уже вскоре после рождения и приводит к задержке умственного развития и смерти в раннем воз- расте.
в) Болезнь Гоше — накопление в мозгу, селезенке и печени цереброзидов. Прогноз также неблагоприятный. Сахарный диабет — распространенная патология, характеризующаяся нарушением депонирования глюкозы.
Различают две клинических формы этого заболевания:
а) диабет I типа (инсулинзависимый) — заболевание сна- следственной предрасположенностью, при котором основной причиной патологии является снижение уровня инсулина в крови. Заболевают чаще в детском или молодом возрасте (причем,
чем раньше возникло заболевание, тем тяжелее течет процесс).
Лечат подкожным введением инсулина.
90
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
поглощаются лизосомами, где разрушаются, до составных частей (аминокислоты, ВЖК, глицерин, сфингозин, моносахара),
под действием многочисленных гидролаз, находящихся внутри лизосомы. Затем эти растворимые продукты гидролиза диффундируют обратно в цитоплазму. Следует отметить, что макромолекулы могут транспортироваться только водном направлении внутрь лизосомы. Наружу выходят уже продукты их распада.
Если же наблюдается наследственное отсутствие какого либо лизосомного фермента (в результате мутации его гена, то соответствующий ему субстрат будет накапливаться внутри лизосом. Это неизбежно приводит к деформации клеток, расстройству их функций и, следовательно, нарушению работы всего органа или ткани. Эволюционно сложилось так, что чаще генетическим дефектам подвергаются ферменты, ответственные за расщепление сфинголипидов.
Наиболее известные лизосомные заболевания:
а) Болезнь Тея — Сакса — самая распространенная лизосом- ная патология, при которой в тканях накапливаются ганглиози- ды. Вначале поражается сетчатка (дети слепнут, затем — мозг.
б) Болезнь Нимана-Пика — накапливается сфингомиелин. Болезнь проявляется у детей уже вскоре после рождения и приводит к задержке умственного развития и смерти в раннем воз- расте.
в) Болезнь Гоше — накопление в мозгу, селезенке и печени цереброзидов. Прогноз также неблагоприятный. Сахарный диабет — распространенная патология, характеризующаяся нарушением депонирования глюкозы.
Различают две клинических формы этого заболевания:
а) диабет I типа (инсулинзависимый) — заболевание сна- следственной предрасположенностью, при котором основной причиной патологии является снижение уровня инсулина в крови. Заболевают чаще в детском или молодом возрасте (причем,
чем раньше возникло заболевание, тем тяжелее течет процесс).
Лечат подкожным введением инсулина.
90
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
б) диабет II типа (инсулиннезависимый) — менее тяжелое заболевание, причиной которого является старческая деградация клеточных рецепторов к инсулину. Болеют пожилые полные люди. Лечится таблетированными препаратами.
Клинические симптомы сахарного диабета легко запомнить, т. кони логически вытекают из простого факта в норме инсулин переводит глюкозу из крови в клетку. Если уровень инсулина снижен (или он не может действовать из-за поломки рецепторов, то глюкоза неспособна попадать в клетки и ее уровень в крови неизбежно повышается — гипергликемия. При уровне глюкозы в крови выше 8 мМоль/л, она проникает через почечный барьер в мочу — глюкозурия в норме глюкоза в моче отсутствует. При повышенном уровне глюкозы в крови, организм пытается разбавить ее концентрацию усиленным потреблением воды, человек много пьет — полидипсия. Много пьет — много писает — полиурия. Не получая глюкозы, клетки голодают, посылают сигналы в мозг, пациент испытывает голод,
много ест — полифагия. И, наконец, чтобы как-то прокормить ткани, печень синтезирует кетоновые тела (дублеры глюкозы)
в огромных количествах, их уровень в крови повышается — ги-
перкетонемия, они проникают в мочу — кетонурия в норме кетоновые тела в моче отсутствуют).
91
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Клинические симптомы сахарного диабета легко запомнить, т. кони логически вытекают из простого факта в норме инсулин переводит глюкозу из крови в клетку. Если уровень инсулина снижен (или он не может действовать из-за поломки рецепторов, то глюкоза неспособна попадать в клетки и ее уровень в крови неизбежно повышается — гипергликемия. При уровне глюкозы в крови выше 8 мМоль/л, она проникает через почечный барьер в мочу — глюкозурия в норме глюкоза в моче отсутствует. При повышенном уровне глюкозы в крови, организм пытается разбавить ее концентрацию усиленным потреблением воды, человек много пьет — полидипсия. Много пьет — много писает — полиурия. Не получая глюкозы, клетки голодают, посылают сигналы в мозг, пациент испытывает голод,
много ест — полифагия. И, наконец, чтобы как-то прокормить ткани, печень синтезирует кетоновые тела (дублеры глюкозы)
в огромных количествах, их уровень в крови повышается — ги-
перкетонемия, они проникают в мочу — кетонурия в норме кетоновые тела в моче отсутствуют).
91
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
ГЛАВА IX МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ. БЕЛОК ПИЩИ, ЕГО УТИЛИЗАЦИЯ. ГНИЕНИЕ
1 2 3 4 5 6 7 8
В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику всего одна реакция гниения — образование индикана.
Белки являются ключевыми самым дефицитным компонентом пищи.
Главной функцией пищевого протеина является строительная. Белок пищи — главный источник построения структур организма. Нельзя забывать и об роли незаменимых аминокислот:
валин, лейцин, изолейцин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин и триптофан.
В различных продуктах белок содержится в разных количествах. Большинство животных пищевых продуктов содержит значительное количество белка. Особо следует отметить молочные продукты (молоко, творог, сыр, мясо, рыбу, печень, почки,
яйца. Из растительных продуктов только бобовые (горох, соя,
фасоль, бобы) и злаки содержат белок в определенных количествах. Пищевая ценность белка
Следует отметить, что простая сравнительная оценка процентного содержания белка не отражает истинную пищевую значимость продукта, т. к. белок различных групп продуктов весьма различен. Биологическая ценность пищевого белка определяется двумя факторами:
а) Аминокислотный состав поступающего с пищей белка
Общий белковый пул человеческого организма имеет свой
специфический аминокислотный состав, характеризующийся определенными количественными пропорциями по 20 главным аминокислотам. Степень сходства (или различия) совокупного аминокислотного спектра различных групп живых существ зависит от их эволюционного родства. Чем ближе друг к другу на эволюционном древе находятся разные виды организмов,
тем более сходным будет их суммарный аминокислотный про- филь.
Для человеческого организма большую пищевую ценность имеют животные белки, а из них — белки млекопитающих, как эволюционно более близких наших родственников. Аминокислотный состав таких белков максимально близок к человеческому, что способствует наиболее полному усвоению протеинов.
Меньшую пищевую ценность имеют белки эволюционно далеких от приматов групп животных (крабы, моллюски, черви),
и еще меньшую — протеины грибов и растений.
Низкую пищевую ценность растительного белка наиболее ярко иллюстрирует ограничивающее правило Либиха — аминокислоты белка пищи усваиваются организмом в количествах,
пропорциональных количеству самой редко встречающейся аминокислоты продукта. Это означает, что если, к примеру,
в белке кукурузы самой редкой аминокислотой является лизин,
то остальные аминокислоты этого злака всасываются неполно- стью, а в количествах, эквивалентных лизину. Остальная часть аминокислот (большая часть) не усваивается.
б) Способность белка к гидролизу пищеварительными фер-
ментами
Не все белки одинаково легко перевариваются в ЖКТ человека. Существует группа белков, совершенно неспособных расщепляться. кератины дериватов кожи например (белки кожи,
волос, ногтей и др, не утилизируются даже микроорганизмами.
Коллаген также неспособен перевариваться в человеческом организме. Пищевая ценность подобных белков равна нулю. Азотистый баланс
93
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
тем более сходным будет их суммарный аминокислотный про- филь.
Для человеческого организма большую пищевую ценность имеют животные белки, а из них — белки млекопитающих, как эволюционно более близких наших родственников. Аминокислотный состав таких белков максимально близок к человеческому, что способствует наиболее полному усвоению протеинов.
Меньшую пищевую ценность имеют белки эволюционно далеких от приматов групп животных (крабы, моллюски, черви),
и еще меньшую — протеины грибов и растений.
Низкую пищевую ценность растительного белка наиболее ярко иллюстрирует ограничивающее правило Либиха — аминокислоты белка пищи усваиваются организмом в количествах,
пропорциональных количеству самой редко встречающейся аминокислоты продукта. Это означает, что если, к примеру,
в белке кукурузы самой редкой аминокислотой является лизин,
то остальные аминокислоты этого злака всасываются неполно- стью, а в количествах, эквивалентных лизину. Остальная часть аминокислот (большая часть) не усваивается.
б) Способность белка к гидролизу пищеварительными фер-
ментами
Не все белки одинаково легко перевариваются в ЖКТ человека. Существует группа белков, совершенно неспособных расщепляться. кератины дериватов кожи например (белки кожи,
волос, ногтей и др, не утилизируются даже микроорганизмами.
Коллаген также неспособен перевариваться в человеческом организме. Пищевая ценность подобных белков равна нулю. Азотистый баланс
93
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
В среднем, норма потребления белка взрослого человека массой 70 кг составляют 100—150 г в сутки.
Поскольку белки — важнейшая группа биомакромолекул,
обеспечивающая само существование жизни, очевидно, контроль баланса между интенсивностью поступления белков
(и аминокислот) в организм с пищей с одной стороны и потерей белка с другой стороны, имеет колоссальное медико-биологиче- ское значение. Правда здесь возникает проблема можно подсчитать массу входящего с пищей белка, на как зафиксировать количество потерь, если белковые молекулы распадаются, а выводятся лишь их обломки Наиболее удобным маркером количества белка является азот. В среднем, 1 грамм азота содержится в 6,25 г белка. Используя этот коэффициент пересчета можно по массе выделяемого с мочой азота (в основном азот мочевины, креатинина и аммонийных солей) легко подсчитать количество распадающегося за это время белка.
Азотистый баланс — динамическая оценка белкового баланса организма по разнице между количеством азота, поступающего с пищей и выделяемого с мочой за единицу времени.
Виды азотистого баланса:
а) Положительный азотистый баланс отмечается, когда количество поступаемого с пищей азота (белка) выше выводимого.
Положительный азотистый баланс характерен для состояний, сопровождающихся увеличением массы тканевых структур организма детский возраст (темпы роста ребенка тем интенсивнее,
чем меньше его возраст, беременность, период реконвалесцен- ции (выздоровления) после тяжелых болезней и др.
б) Отрицательный азотистый баланс — количество посту- паемого с пищей азот ниже выводимого развивается при состояниях, сопровождающихся снижением общего количества белковой массы организма в основном за счет структурных белковых формаций. Сюда можно отнести старение, голодание
(в т.ч. и белковое, тяжелые истощающие болезни и др.
в) Азотистое равновесие отражает нормальное состояние здорового взрослого человека, характеризующееся нулевым ба-
94
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Поскольку белки — важнейшая группа биомакромолекул,
обеспечивающая само существование жизни, очевидно, контроль баланса между интенсивностью поступления белков
(и аминокислот) в организм с пищей с одной стороны и потерей белка с другой стороны, имеет колоссальное медико-биологиче- ское значение. Правда здесь возникает проблема можно подсчитать массу входящего с пищей белка, на как зафиксировать количество потерь, если белковые молекулы распадаются, а выводятся лишь их обломки Наиболее удобным маркером количества белка является азот. В среднем, 1 грамм азота содержится в 6,25 г белка. Используя этот коэффициент пересчета можно по массе выделяемого с мочой азота (в основном азот мочевины, креатинина и аммонийных солей) легко подсчитать количество распадающегося за это время белка.
Азотистый баланс — динамическая оценка белкового баланса организма по разнице между количеством азота, поступающего с пищей и выделяемого с мочой за единицу времени.
Виды азотистого баланса:
а) Положительный азотистый баланс отмечается, когда количество поступаемого с пищей азота (белка) выше выводимого.
Положительный азотистый баланс характерен для состояний, сопровождающихся увеличением массы тканевых структур организма детский возраст (темпы роста ребенка тем интенсивнее,
чем меньше его возраст, беременность, период реконвалесцен- ции (выздоровления) после тяжелых болезней и др.
б) Отрицательный азотистый баланс — количество посту- паемого с пищей азот ниже выводимого развивается при состояниях, сопровождающихся снижением общего количества белковой массы организма в основном за счет структурных белковых формаций. Сюда можно отнести старение, голодание
(в т.ч. и белковое, тяжелые истощающие болезни и др.
в) Азотистое равновесие отражает нормальное состояние здорового взрослого человека, характеризующееся нулевым ба-
94
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
лансом между количеством поступающего и выводимого азота. Переваривание и всасывание белков
Переваривание пищевых белков начинается в желудке, где они вначале денатурируют под действием соляной кислоты (разворачиваются до первичных нитей, а затем подвергаются расщеплению под действием пищеварительных ферментов.
Замечу, что все пептидазы (или протеазы — ферменты, расщепляющие белок) вначале синтезируются в неактивной форме.
Это механизм защиты, ведь клетки построены, в основном,
из белка, и, если бы пептидаза образовывалась в активной форме, она, первым делом разрушала бы собственную материнскую клетку, а это недопустимо. Поэтому неактивные формы протеаз секретируются клетками, доставляются в нужное место и уже там активируются.
Переваривание белка можно разделить на две стадии. Работа эндопептидаз — они расщепляют белковую нить изнутри, деля ее на все более мелкие кусочки — олигопептиды;
2. Действие экзопептидаз — откусывают от образовавшихся олигопептидов по одной аминокислоте с обоих концов,
пока не гидролизуют его до аминокислот.
К эндопептидазам относят:
а) Ферменты желудка пепсин — синтезируется главными клетками желудка в виде пепсиногена и активируется в просвете желудка пепсином
(аутоактивация) при участии соляной кислоты гастриксин — фермент грудных детей, створаживающий молоко;
б) Ферменты поджелудочной железы трипсин — синтезируется в виде трипсиногена, который активируется в 12-перстной кишке энтерокиназой;
— химотрипсины — имеют три неактивных формы (α-, δ-, и эластаза неактивная — проэластаза) — все они, попадая в 12- перстной кишку, активируются трипсином.
Экзопептидазы
95
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Переваривание пищевых белков начинается в желудке, где они вначале денатурируют под действием соляной кислоты (разворачиваются до первичных нитей, а затем подвергаются расщеплению под действием пищеварительных ферментов.
Замечу, что все пептидазы (или протеазы — ферменты, расщепляющие белок) вначале синтезируются в неактивной форме.
Это механизм защиты, ведь клетки построены, в основном,
из белка, и, если бы пептидаза образовывалась в активной форме, она, первым делом разрушала бы собственную материнскую клетку, а это недопустимо. Поэтому неактивные формы протеаз секретируются клетками, доставляются в нужное место и уже там активируются.
Переваривание белка можно разделить на две стадии. Работа эндопептидаз — они расщепляют белковую нить изнутри, деля ее на все более мелкие кусочки — олигопептиды;
2. Действие экзопептидаз — откусывают от образовавшихся олигопептидов по одной аминокислоте с обоих концов,
пока не гидролизуют его до аминокислот.
К эндопептидазам относят:
а) Ферменты желудка пепсин — синтезируется главными клетками желудка в виде пепсиногена и активируется в просвете желудка пепсином
(аутоактивация) при участии соляной кислоты гастриксин — фермент грудных детей, створаживающий молоко;
б) Ферменты поджелудочной железы трипсин — синтезируется в виде трипсиногена, который активируется в 12-перстной кишке энтерокиназой;
— химотрипсины — имеют три неактивных формы (α-, δ-, и эластаза неактивная — проэластаза) — все они, попадая в 12- перстной кишку, активируются трипсином.
Экзопептидазы
95
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Поскольку у пептидной цепи 2 конца, экзопептидазы делят на аминопептидазы синтезируются в тонком кишечнике)
и карбоксипептидазы образуются в поджелудочной железе).
Всасывание продуктов переваривания происходит в проксимальных отделах тонкой кишки. Причем, всасываются только аминокислоты. Существует два механизма всасывания облегченная диффузия и активный транспорт, о которых написано выше (см. всасывание углеводов. Гниение — процесс расщепления аминокислот и белка под действием бактерий.
Не всосавшиеся в процессе пищеварения аминокислоты идут в толстый кишечник, где подвергаются утилизации кишечной палочкой (e. В процессе гниения, три группы аминокислот могут образовывать яды:
а) серосодержащие (цистеин и метионин) — образуют сероводород) и метилмеркаптан (H
3
C- б) основные — превращаются в трупные яды кадаверин
(продукт распада лизина) и путресцин (из орнитина);
в) циклические фенилаланин и тирозин превращаются в фенола триптофан — в индол.
«Трупные яды обезвреживаются непосредственно в стенке тонкого кишечника, а остальные токсины всасываются в систему воротной вены, попадают в печень, где и инактивируются. Индол, к примеру, превращается в безвредный индикан, по определению которого в крови оценивают работу печении почек. КАТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ,
МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику дезаминирование (4 типа, механизм окислительного дезаминирования (через иминокисоты), трансамини- рование,
трансдезаминирование,
декарбоксилирование
96
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
и карбоксипептидазы образуются в поджелудочной железе).
Всасывание продуктов переваривания происходит в проксимальных отделах тонкой кишки. Причем, всасываются только аминокислоты. Существует два механизма всасывания облегченная диффузия и активный транспорт, о которых написано выше (см. всасывание углеводов. Гниение — процесс расщепления аминокислот и белка под действием бактерий.
Не всосавшиеся в процессе пищеварения аминокислоты идут в толстый кишечник, где подвергаются утилизации кишечной палочкой (e. В процессе гниения, три группы аминокислот могут образовывать яды:
а) серосодержащие (цистеин и метионин) — образуют сероводород) и метилмеркаптан (H
3
C- б) основные — превращаются в трупные яды кадаверин
(продукт распада лизина) и путресцин (из орнитина);
в) циклические фенилаланин и тирозин превращаются в фенола триптофан — в индол.
«Трупные яды обезвреживаются непосредственно в стенке тонкого кишечника, а остальные токсины всасываются в систему воротной вены, попадают в печень, где и инактивируются. Индол, к примеру, превращается в безвредный индикан, по определению которого в крови оценивают работу печении почек. КАТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ,
МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику дезаминирование (4 типа, механизм окислительного дезаминирования (через иминокисоты), трансамини- рование,
трансдезаминирование,
декарбоксилирование
96
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
здесь — внимание типы декарбоксилирования пропускаем,
учим образование биогенных аминов триптамина, серотонина,
гистамина, ГАМК).
Эта тема (как и две последующих) изобилуют графическим материалом. Пусть вас не удивляет, что в этой книге они представлены так коротко. Увы здесь мало устных вопросов, в основном придется учить уравнения процессов. Дезаминирование — процесс отщепления от аминокислоты аминогруппы, которая уходит в виде аммиака (NH
3
). Выделяют типа восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное и окислительное. Для человека характерно окислительное,
оно приводит к образованию кетокислот (пируват, оксалоацетат,
альфа-кетоглутарат), которые сгорают в дихотомическом пути,
давая энергию АТФ. Катализируют этот процесс ферменты оксидазы, коферментом которых выступает ФАД.
Главная цель дезаминирования — уничтожение лишних аминокислот. Основная проблема этого процесса — образование аммиака — главного внутреннего яда нашего организма (о проблеме его обезвреживания речь пойдет в следующей теме. Трансаминирование — процесс взаимодействия аминокислоты с кетокислотой, при котором эти вещества меняются амино- и кетогруппой. При этом аминокислота превращается в соответствующую кетокислоту, а кетокислота — в амино-.
Ферменты этого процесса — аминотрансферазы, которые в медицине обычно называют трансаминазами. Их коферментом является производное витамина В, имеющее две активных переходных формы пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Биологическая роль если дезаминирование направлено на уничтожение аминокислот, то трансаминирование — главный процесс синтеза новых заменимых аминокислот. Медицинское значение трансаминаз
В лабораторной диагностике распространены тесты на два фермента этой группы АсАТ (аспартатаминотрансфераза) и АлАТ
(аланинаминотрансфераза). Пусть вас не пугают страшные названия, их никто с вас не спросит. Любой врач применяет только
97
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
учим образование биогенных аминов триптамина, серотонина,
гистамина, ГАМК).
Эта тема (как и две последующих) изобилуют графическим материалом. Пусть вас не удивляет, что в этой книге они представлены так коротко. Увы здесь мало устных вопросов, в основном придется учить уравнения процессов. Дезаминирование — процесс отщепления от аминокислоты аминогруппы, которая уходит в виде аммиака (NH
3
). Выделяют типа восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное и окислительное. Для человека характерно окислительное,
оно приводит к образованию кетокислот (пируват, оксалоацетат,
альфа-кетоглутарат), которые сгорают в дихотомическом пути,
давая энергию АТФ. Катализируют этот процесс ферменты оксидазы, коферментом которых выступает ФАД.
Главная цель дезаминирования — уничтожение лишних аминокислот. Основная проблема этого процесса — образование аммиака — главного внутреннего яда нашего организма (о проблеме его обезвреживания речь пойдет в следующей теме. Трансаминирование — процесс взаимодействия аминокислоты с кетокислотой, при котором эти вещества меняются амино- и кетогруппой. При этом аминокислота превращается в соответствующую кетокислоту, а кетокислота — в амино-.
Ферменты этого процесса — аминотрансферазы, которые в медицине обычно называют трансаминазами. Их коферментом является производное витамина В, имеющее две активных переходных формы пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Биологическая роль если дезаминирование направлено на уничтожение аминокислот, то трансаминирование — главный процесс синтеза новых заменимых аминокислот. Медицинское значение трансаминаз
В лабораторной диагностике распространены тесты на два фермента этой группы АсАТ (аспартатаминотрансфераза) и АлАТ
(аланинаминотрансфераза). Пусть вас не пугают страшные названия, их никто с вас не спросит. Любой врач применяет только
97
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
сокращения АсАТ и АлАТ.
Клиническое значение этой пары ферментов — они (как и ЛДГ (см. Изоферменты) являются маркерами деструкции, те. гибели клеток. Поскольку трансаминазы находятся внутри клеток, они могут попасть наружу (то есть — в кровь) только при разрушении большого количества клеток. Такие происходит при некрозах, инфарктах, агрессивном вирусном воспалении, инток- сикациях.
Следует заметить, что АсАТ преобладает в миокарде,
а АлАТ — в печени. Трудно запомнить Вот вам прием где буква
«с» — сердце (АсАТ), где л — ливер (те. печень).
Тесты на трансаминазы очень удобны. Сих помощью можно отличить инфаркт миокарда (повышение трансаминаз в крови,
особенно АсАТ) от стенокардии (трансаминазы в норме. Эти ферменты очень полезны при диагностике поражений печени:
даже при незначительных нарушениях работы органа, их уровень в крови повышается (особенно АлАТ).
3. Трансдезаминирование — остроумный процесс дезаминирования аминокислот, при котором организм избегает образование токсичного аммиака, благодаря предварительному тран- саминированию с альфа-кетоглутаратом (см. схему в вашем учебнике. Декарбоксилирование — реакции отцепления карбоксиг- руппы (-СООН) от аминокислоты. Катализируется декарбоксила- зами — ферментами, коферментом которых является та же пара производных В пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Этот процесс не так выражен в организме, как три предыдущих,
поскольку дает гормоноподобные вещества (биогенные амины),
которые действуют в мизерных количествах. Не следует забывать, что эти вещества вырабатываются местно и действуют только в той точке, где «родились».
Вы должны знать 4 реакции, образующие 4 биогенных амина, характеристика которых дана ниже:
а) триптамин — пожалуй, наименее значимый из группы.
Его единственный эффект — суживает сосуды, следовательно ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Клиническое значение этой пары ферментов — они (как и ЛДГ (см. Изоферменты) являются маркерами деструкции, те. гибели клеток. Поскольку трансаминазы находятся внутри клеток, они могут попасть наружу (то есть — в кровь) только при разрушении большого количества клеток. Такие происходит при некрозах, инфарктах, агрессивном вирусном воспалении, инток- сикациях.
Следует заметить, что АсАТ преобладает в миокарде,
а АлАТ — в печени. Трудно запомнить Вот вам прием где буква
«с» — сердце (АсАТ), где л — ливер (те. печень).
Тесты на трансаминазы очень удобны. Сих помощью можно отличить инфаркт миокарда (повышение трансаминаз в крови,
особенно АсАТ) от стенокардии (трансаминазы в норме. Эти ферменты очень полезны при диагностике поражений печени:
даже при незначительных нарушениях работы органа, их уровень в крови повышается (особенно АлАТ).
3. Трансдезаминирование — остроумный процесс дезаминирования аминокислот, при котором организм избегает образование токсичного аммиака, благодаря предварительному тран- саминированию с альфа-кетоглутаратом (см. схему в вашем учебнике. Декарбоксилирование — реакции отцепления карбоксиг- руппы (-СООН) от аминокислоты. Катализируется декарбоксила- зами — ферментами, коферментом которых является та же пара производных В пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат.
Этот процесс не так выражен в организме, как три предыдущих,
поскольку дает гормоноподобные вещества (биогенные амины),
которые действуют в мизерных количествах. Не следует забывать, что эти вещества вырабатываются местно и действуют только в той точке, где «родились».
Вы должны знать 4 реакции, образующие 4 биогенных амина, характеристика которых дана ниже:
а) триптамин — пожалуй, наименее значимый из группы.
Его единственный эффект — суживает сосуды, следовательно ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
повышает давление (местно).
б) серотонин, который называют иногда гормоном удовольствия, т. к. увеличение его концентрации в мозге вызывает это чувство. Более важной функцией серотонина является контроль суточных ритмов. В эпифизе, вместе с этим амином вырабатывается гормон мелатонин. Эти два вещества — антиподы. Серотонин — гормон дня, он синтезируется, когда на сетчатку глаза попадает свет. Он стимулирует работу мозга,
бодрит, повышает настроение, побуждает к действиям. Мелато- нин — гормон ночи, он вызывает торможение нервной системы, подавляет, вызывает глубокий сон. При дефиците серотонина (это случается при недостаточном освещении в северных районах, или в осенне-зимнее время) возможно развитие депрессий. Кроме того, доказано, что выраженный недостаток серотонина вызывает шизофрению.
в) гистамин — пожалуй, самый известный из биогенных аминов. Его избыток в тканях влечет негативные последствия:
отек, покраснение, боль, местное повышение температуры, нарушение функции. Сейчас я перечислил 5 симптомов воспаления. Следовательно, гистамин — индуктор воспаления. Кроме того, избыток гистамина вызывает аллергию. В аптечных сетях продается масса антигистаминных препаратов (диазолин, супрастин, цитрин, кларитин, лорагексал и др, которые широко применяют как при лечении аллергических процессов, таки при воспалительных состояниях.
г) гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) — тормозной медиатор головного мозга. ГАМК — единственный биогенный амин,
который применяют, как лекарство. Его назначают при патологическом возбуждении ЦНС: эпилепсии, реактивных психозах,
старческих невропатиях и др.
99
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
III. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез глутамина (1 реакция, синтез мочевины (орнитиновый цикл. Проблема обезвреживания аммиака
В среднем, в организме человека в сутки распадается 70 г белка (аминокислот) и все это — путем дезаминирования. Представьте сколько ядовитого аммиака образуется?
К слову, токсичность аммиака связана стем, что, когда попадает в клетку, он взаимодействует с кетокислотами дихотомического пути (пируват, кетоглутарат, оксалоацетат), превращая их в аминокислоты. Таким образом, этот процесс блокируется,
как и все тканевое дыхание. Клетка страдает от ишемии и может погибнуть. Следовательно, образующийся аммиак необходимо обезвреживать. При инактивации он сначала связывается с чем- либо (теряя при этом токсичность, а затем выводится в виде безопасных соединений. Таким образом, обезвреживание можно подразделить на два этапа:
а) связывание аммиака синтез аспарагина и глутамина (он преобладает);
б) выведение NH
3
:
— синтез мочевины — главный путь обезвреживания, протекает в печени синтез креатинина — в печени синтез мочевой кислоты — в печени образование аммонийных солей — в почках. Обезвреживание аммиака у разных организмов подразделяется на 3 типа:
а) аммонийтелический путь — основная масса выделяется в виде аммонийных солей. Этот тип характерен для рыб и морских беспозвоночных;
б) урикотелический путь — преобладает выделение в виде мочевой кислоты характерен для рептилий и птиц;
100
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
б) серотонин, который называют иногда гормоном удовольствия, т. к. увеличение его концентрации в мозге вызывает это чувство. Более важной функцией серотонина является контроль суточных ритмов. В эпифизе, вместе с этим амином вырабатывается гормон мелатонин. Эти два вещества — антиподы. Серотонин — гормон дня, он синтезируется, когда на сетчатку глаза попадает свет. Он стимулирует работу мозга,
бодрит, повышает настроение, побуждает к действиям. Мелато- нин — гормон ночи, он вызывает торможение нервной системы, подавляет, вызывает глубокий сон. При дефиците серотонина (это случается при недостаточном освещении в северных районах, или в осенне-зимнее время) возможно развитие депрессий. Кроме того, доказано, что выраженный недостаток серотонина вызывает шизофрению.
в) гистамин — пожалуй, самый известный из биогенных аминов. Его избыток в тканях влечет негативные последствия:
отек, покраснение, боль, местное повышение температуры, нарушение функции. Сейчас я перечислил 5 симптомов воспаления. Следовательно, гистамин — индуктор воспаления. Кроме того, избыток гистамина вызывает аллергию. В аптечных сетях продается масса антигистаминных препаратов (диазолин, супрастин, цитрин, кларитин, лорагексал и др, которые широко применяют как при лечении аллергических процессов, таки при воспалительных состояниях.
г) гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) — тормозной медиатор головного мозга. ГАМК — единственный биогенный амин,
который применяют, как лекарство. Его назначают при патологическом возбуждении ЦНС: эпилепсии, реактивных психозах,
старческих невропатиях и др.
99
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
III. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез глутамина (1 реакция, синтез мочевины (орнитиновый цикл. Проблема обезвреживания аммиака
В среднем, в организме человека в сутки распадается 70 г белка (аминокислот) и все это — путем дезаминирования. Представьте сколько ядовитого аммиака образуется?
К слову, токсичность аммиака связана стем, что, когда попадает в клетку, он взаимодействует с кетокислотами дихотомического пути (пируват, кетоглутарат, оксалоацетат), превращая их в аминокислоты. Таким образом, этот процесс блокируется,
как и все тканевое дыхание. Клетка страдает от ишемии и может погибнуть. Следовательно, образующийся аммиак необходимо обезвреживать. При инактивации он сначала связывается с чем- либо (теряя при этом токсичность, а затем выводится в виде безопасных соединений. Таким образом, обезвреживание можно подразделить на два этапа:
а) связывание аммиака синтез аспарагина и глутамина (он преобладает);
б) выведение NH
3
:
— синтез мочевины — главный путь обезвреживания, протекает в печени синтез креатинина — в печени синтез мочевой кислоты — в печени образование аммонийных солей — в почках. Обезвреживание аммиака у разных организмов подразделяется на 3 типа:
а) аммонийтелический путь — основная масса выделяется в виде аммонийных солей. Этот тип характерен для рыб и морских беспозвоночных;
б) урикотелический путь — преобладает выделение в виде мочевой кислоты характерен для рептилий и птиц;
100
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
в) уротелический путь — большая часть аммиака выделяется в виде мочевины характерен для млекопитающих (в т. ч. и человека. Роль глутаминазы почек в ликвидации ацидоза
Глутаминаза — фермент, расщепляющий глутамин на глутаминовую кислоту и аммиак (реакция, противоположная синтезу глутамина. Казалось бы этот процесс опасен, ведь он выделяет токсичный NH
3
. Но фокус в том, что данная реакция включается только при ацидозе
1
и разрешена только в почках, где аммиак
(будучи основанием, нейтрализует кислую среду, нормализуя кислотность и превращаясь в аммоний NH
4
+
, который, не успев натворить бед, тут же выводится почками наружу (с мочой. Согласитесь остроумно.
1
Ацидоз — закисление крови и тканей (прим. автора. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОБМЕНЫ
АМИНОКИСЛОТ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику превращения глицина в глиоксилат и серин,
образование цистина из цистеина, синтез креатинина, обмен фенилаланина.
Тема в основном письменная, но остановлюсь на паре важных вопросов. Обмен фенилаланина
В учебнике представлена пугающая вязь уравнений, аж на 2/3 страницы. Не паникуйте, учить надо не всю схему, а превращение фенилаланина в глиоксиловую кислоту.
Но главное в этом вопросе — не формулы (которые вы быстро забудете, а клиническое значение. Врожденные нарушения обмена фенилаланина дают массу патологии. Вы должны знать следующие заболевания фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм, которые уже описаны в этом учебнике. Вот путь их нахож-
101
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Глутаминаза — фермент, расщепляющий глутамин на глутаминовую кислоту и аммиак (реакция, противоположная синтезу глутамина. Казалось бы этот процесс опасен, ведь он выделяет токсичный NH
3
. Но фокус в том, что данная реакция включается только при ацидозе
1
и разрешена только в почках, где аммиак
(будучи основанием, нейтрализует кислую среду, нормализуя кислотность и превращаясь в аммоний NH
4
+
, который, не успев натворить бед, тут же выводится почками наружу (с мочой. Согласитесь остроумно.
1
Ацидоз — закисление крови и тканей (прим. автора. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ОБМЕНЫ
АМИНОКИСЛОТ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику превращения глицина в глиоксилат и серин,
образование цистина из цистеина, синтез креатинина, обмен фенилаланина.
Тема в основном письменная, но остановлюсь на паре важных вопросов. Обмен фенилаланина
В учебнике представлена пугающая вязь уравнений, аж на 2/3 страницы. Не паникуйте, учить надо не всю схему, а превращение фенилаланина в глиоксиловую кислоту.
Но главное в этом вопросе — не формулы (которые вы быстро забудете, а клиническое значение. Врожденные нарушения обмена фенилаланина дают массу патологии. Вы должны знать следующие заболевания фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм, которые уже описаны в этом учебнике. Вот путь их нахож-
101
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
дения (как говорят компьютерщики глава II ферменты — медицинская энзимология — энзимопатология.
2. Обмен триптофана — единственный устный вопрос в теме.
Триптофан имеет 2 пути катаболизма:
а) серотониновый так распадается всего 1% вещества) декарбоксилирование до серотонина и дальнейших продуктов выведения. При ряде патологий (карцинома кишечника, по се- ротониновому пути распадается до 60% триптофана;
б) кинурининовый — так утилизируется большая часть аминокислоты. Это сложный безотходный процесс, в конце которого образуется ценнейший кофермент — НАД, участвующий в массе окислительных процессов.
При болезни Хартнупа (мутация, повреждающая один из генов ферментов этого процесса) кинуринновый путь блокируется,
следовательно, не образуется НАД. Симптомы этой патологии абсолютно совпадают с симптомами гиповитаминоза РР — пеллагры три Д дерматит, диарея, деменция. Это объяснимо,
ведь витамин РР (никотиновая кислота) тоже превращается вор- ганизме в НАД. Выходит, у НАД два источника триптофан и никотиновая кислота. Вы уже, наверное, догадались, как лечат болезнь Хартнупа — назначением повышенных доз витамина РР
(пожизненно). Все просто если один из путей сломан, удваиваем поступление от второго источника (РР). Такая терапия весьма эффективна.
1
Деменция — приобретенное слабоумие (прим. автора).
102
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
2. Обмен триптофана — единственный устный вопрос в теме.
Триптофан имеет 2 пути катаболизма:
а) серотониновый так распадается всего 1% вещества) декарбоксилирование до серотонина и дальнейших продуктов выведения. При ряде патологий (карцинома кишечника, по се- ротониновому пути распадается до 60% триптофана;
б) кинурининовый — так утилизируется большая часть аминокислоты. Это сложный безотходный процесс, в конце которого образуется ценнейший кофермент — НАД, участвующий в массе окислительных процессов.
При болезни Хартнупа (мутация, повреждающая один из генов ферментов этого процесса) кинуринновый путь блокируется,
следовательно, не образуется НАД. Симптомы этой патологии абсолютно совпадают с симптомами гиповитаминоза РР — пеллагры три Д дерматит, диарея, деменция. Это объяснимо,
ведь витамин РР (никотиновая кислота) тоже превращается вор- ганизме в НАД. Выходит, у НАД два источника триптофан и никотиновая кислота. Вы уже, наверное, догадались, как лечат болезнь Хартнупа — назначением повышенных доз витамина РР
(пожизненно). Все просто если один из путей сломан, удваиваем поступление от второго источника (РР). Такая терапия весьма эффективна.
1
Деменция — приобретенное слабоумие (прим. автора).
102
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
ГЛАВА X МЕТАБОЛИЗМ
1 2 3 4 5 6 7 8
ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ
ОБМЕНОВ. РОЛЬ ПЕЧЕНИ
В МЕТАБОЛИЗМЕ. МЕТАБОЛИЗМ НУКЛЕОПРОТЕИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику формула по источникам пуринового ядра,
синтез пиримидинов, распад пуринов (до мочевой кислоты),
распад пиримидинов (достаточно одного из двух вертикальных столбцов).
По моему мнению, это — самая бестолковая тема всего курса биохимии куча бесполезного письменного материала и всего пара вопросов по делу — о них и поговорим. Подагра
В крови здорового человека содержится 137—452 мкмоль/л мочевой кислоты. Постоянное повышение ее уровня (гиперури- кемия) часто приводит к развитию подагры. Это распространенное заболевание. Мужчины болеют враз чаще.
При подагре происходит образование кристаллов мочевой кислоты или ее солей (уратов), которые формируют подагрические узлы (тофусы). В основном поражаются мелкие суставы и околосуставные ткани стоп, реже — кистей рук. Тофусы механически раздражают ткани, повреждаются лизосомы и освободившиеся лизосомные ферменты в свою очередь разрушают клетки, что вызывает острое воспаление.
Главный симптом подагры — повторяющиеся приступы острой боли в суставах. Чаще болезнь начинается с воспаления первого плюснефалангового сустава большого пальца ноги. При кризе боль настолько сильна, что больной не в состоянии выносить даже прикосновения простыни. Приступ длится часами и повторяется с перерывами в несколько месяцев.
Лечат подагру противовоспалительными и обезболивающими препаратами. Профилактика специальная диета, ограничивающая продукты с высоким содержанием пуринов. Врожденная оротацидурия
Причина этой патологии снижение активности ферментов,
отвечающих за распад оротовой кислоты. Избыток оротовой кислоты выводится с мочой — дог в сутки (враз больше, чем в норме. Оротовая кислота плохо растворима, поэтому она оседает измочив виде мелких белых кристалликов (белое помутнение мочи).
При отсутствии лечения наследственная оротацидурия приводит к развитию необратимого резкого отставания умственного и физического развития обычно больные погибают впервые годы жизни. Оротовая кислота нетоксична, нарушения развития являются следствием недостаточности пиримидинов, производных уридина. Поэтому для лечения этой болезни применяют уридин в дозах 0,5—1 г в сутки. Лечение должно продолжаться на протяжении всей жизни. МЕТАБОЛИЗМ ХРОМОПРОТЕИДОВ
Письменные вопросы темы, которые необходимо запомнить
по вашему учебнику синтез гема (первые две реакции).
Вы наверное заметили, что, чем больше устных вопросов в теме, тем она важнее. Таки есть. Данная тема чрезвычайно значима (всего 1 письменный вопрос. Обмен железа
Самым часто встречающимся металлом в составе хромопротеидов является железо. Железо является единственным металлом, одинаково легко отдающими принимающим электроны.
Это свойство обеспечивает очень мягкий и обратимый переход изв ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
В организме человека содержится примерно 3—4 г Fe (вес небольшого гвоздя. Все это железо представлено в виде органических соединений и находится в комплексе с различными белками. Большая часть Fe (65—70%) гемоглобина, 25% железа связано с ферритином, 5% — с миоглобином, 0,18% связано с трансферрином. Остальное железо входит в состав цитохромов и других белков.
Обновление железа в организме имеет два источника эндогенный — основной источник, дающий 25 мг Fe в сутки за счет распада собственных железосодержащих белков экзогенный поступление железа с пищей. Этот путь враз менее масшта- бен — всего 1,5—2 мг Fe в сутки.
Важнейшие продукты, содержащие железо — печень и красное мясо (растительное Fe усваивается хуже. Всасывание железа происходит в тонком кишечнике. Причем всасывается только необходимое его количество, остальное выводится наружу с ка- лом.
В пище находится трехвалентное железо (Fe
3+
), которое входит в состав пищевых белков. Важнейшее значение при усвоении железа имеет аскорбиновая кислота, которая восстанавливает его до Fe
2+
. В таком виде оно попадает в клетки тонкого кишечника и там вновь окисляется до Fe
3+
, а затем соединяется с внутриклеточным ферритином (содержание железа в нем достигает 20%). Ферритин является главным тканевым депо железа в организме, поэтому содержание этого белка наиболее высоко в тех органах, которые заинтересованы в метаболизме железа, те. в красном костном мозге, печении се- лезенке.
Далее, в клетках кишечника, покидает ферритин и, попадая в кровь, связывается там с трансферрином, который транспортирует его к другим органами тканям (в основном в красный костный мозг, где железо вновь депонируется фер- ритином.
II. Распад гемоглобина
105
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Обновление железа в организме имеет два источника эндогенный — основной источник, дающий 25 мг Fe в сутки за счет распада собственных железосодержащих белков экзогенный поступление железа с пищей. Этот путь враз менее масшта- бен — всего 1,5—2 мг Fe в сутки.
Важнейшие продукты, содержащие железо — печень и красное мясо (растительное Fe усваивается хуже. Всасывание железа происходит в тонком кишечнике. Причем всасывается только необходимое его количество, остальное выводится наружу с ка- лом.
В пище находится трехвалентное железо (Fe
3+
), которое входит в состав пищевых белков. Важнейшее значение при усвоении железа имеет аскорбиновая кислота, которая восстанавливает его до Fe
2+
. В таком виде оно попадает в клетки тонкого кишечника и там вновь окисляется до Fe
3+
, а затем соединяется с внутриклеточным ферритином (содержание железа в нем достигает 20%). Ферритин является главным тканевым депо железа в организме, поэтому содержание этого белка наиболее высоко в тех органах, которые заинтересованы в метаболизме железа, те. в красном костном мозге, печении се- лезенке.
Далее, в клетках кишечника, покидает ферритин и, попадая в кровь, связывается там с трансферрином, который транспортирует его к другим органами тканям (в основном в красный костный мозг, где железо вновь депонируется фер- ритином.
II. Распад гемоглобина
105
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Эритроциты живут 90—120 дней, после чего разрушаются.
Вместе сними, в селезенке, красном костном мозге и печени,
распадается гемоглобин.
Вначале разрывается метеновый мостик между пиррольными кольцами и образуется вердоглобин; он все еще содержит железо и глобин.
В дальнейшем вердоглобин избавляется от глобина и железа, превращаясь в биливердин оба пигмента имеют зеленоватую окраску).
Восстановление биливердина приводит к образованию свободного (непрямого) билирубина — одного из ключевых пигментов человеческого метаболизма. Он токсичен и нерастворим вводе и поэтому транспортируется кровью в комплексе с альбумином. Важно будучи нерастворимым вводе, свободный билирубин не может попадать в мочу.
Этот пигмент инактивируется в печени, превращаясь в связанный (прямой) билирубин. Он нетоксичен и прекрасно растворим вводе, и поэтому может попадать в мочу. Большая часть связанного билирубина выделяется печенью с желчью в просвет кишечника.
В тонком кишечнике происходит его превращение в мезоби-
линоген. Примерно 5% которого всасывается в кровь и по системе воротной вены, попадат в печень, где разрушается.
Основная часть мезобилиногена, под действием микрофлоры толстого кишечника превращается в стеркобилин. Именно этот пигмент придает характерный цвет каловым массам. Желтухи — синдром, характерными признаками которого являются а) значительное повышение уровня общего билирубина в крови б) пожелтение верхнего неба, затем — склер, затем кожных покровов.
В норме уровень билирубина крови не должен превышать мкМоль/л. Отношение свободного билирубина к связанному соответственно. Признаки желтухи становятся видимыми на глаз, если уровень билирубина превышает 35 мкМоль/л.
106
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Вместе сними, в селезенке, красном костном мозге и печени,
распадается гемоглобин.
Вначале разрывается метеновый мостик между пиррольными кольцами и образуется вердоглобин; он все еще содержит железо и глобин.
В дальнейшем вердоглобин избавляется от глобина и железа, превращаясь в биливердин оба пигмента имеют зеленоватую окраску).
Восстановление биливердина приводит к образованию свободного (непрямого) билирубина — одного из ключевых пигментов человеческого метаболизма. Он токсичен и нерастворим вводе и поэтому транспортируется кровью в комплексе с альбумином. Важно будучи нерастворимым вводе, свободный билирубин не может попадать в мочу.
Этот пигмент инактивируется в печени, превращаясь в связанный (прямой) билирубин. Он нетоксичен и прекрасно растворим вводе, и поэтому может попадать в мочу. Большая часть связанного билирубина выделяется печенью с желчью в просвет кишечника.
В тонком кишечнике происходит его превращение в мезоби-
линоген. Примерно 5% которого всасывается в кровь и по системе воротной вены, попадат в печень, где разрушается.
Основная часть мезобилиногена, под действием микрофлоры толстого кишечника превращается в стеркобилин. Именно этот пигмент придает характерный цвет каловым массам. Желтухи — синдром, характерными признаками которого являются а) значительное повышение уровня общего билирубина в крови б) пожелтение верхнего неба, затем — склер, затем кожных покровов.
В норме уровень билирубина крови не должен превышать мкМоль/л. Отношение свободного билирубина к связанному соответственно. Признаки желтухи становятся видимыми на глаз, если уровень билирубина превышает 35 мкМоль/л.
106
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Желтухи делятся на. Гемолитическая — возникает при массивном гемолизе.
Причины: ошибки при переливании несовместимой группы крови, гемолитическая болезнь новорожденных (резус-кон- фликт), отравление гемолитическими ядами и др. При этом высвобождается значительное количество гемоглобина, который в процессе распада дает много свободного билирубина. Резкое повышение уровня свободного билирубина в крови является,
пожалуй, единственным ярким лабораторным признаком желтухи данного типа. Т. к. клетки печени работают нормально, образование и желчная секреция связанного билирубина идет нормально и уровень этого пигмента в крови остается в пределах нормы. Поскольку свободный билирубин нерастворим вводе, он не проникает через почечный барьер, следовательно, в моче особых изменений не отмечается. В кале возможно незначительное повышение уровня стеркобилина, связанное с усиленным выведением продуктов билирубинового обмена с желчью. Паренхиматозная — возникает при гепатитах разной природы (инфекционный, токсический, алкогольный, аутоиммунный и др. Ослабленные гепатоциты не успевают с должной скоростью превращать свободный билирубин в связанный, что приводит к повышению уровня свободного билирубина. Образующийся связанный билирубин печень также не в состоянии выделять с желчью и значительная его часть всасывается в кровь. Этот тип желтухи является единственным, при котором в крови отмечается пропорциональное увеличение обоих типов билирубина. Т. к.
свободный билирубин растворим вводе, его избыток выводится почками с мочой, что приводит к появлению билирубина в моче.
В моче также регистрируется уробилиноген (мезобилиноген),
так как, всосавшись в систему воротной вены, он уже не разрушается больными гепатоцитами. В кале значительных изменений не отмечается. Обтурационная — возникает при нарушении оттока желчи из печени. Причины закупорка желчевыводящего протока желч-
107
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Причины: ошибки при переливании несовместимой группы крови, гемолитическая болезнь новорожденных (резус-кон- фликт), отравление гемолитическими ядами и др. При этом высвобождается значительное количество гемоглобина, который в процессе распада дает много свободного билирубина. Резкое повышение уровня свободного билирубина в крови является,
пожалуй, единственным ярким лабораторным признаком желтухи данного типа. Т. к. клетки печени работают нормально, образование и желчная секреция связанного билирубина идет нормально и уровень этого пигмента в крови остается в пределах нормы. Поскольку свободный билирубин нерастворим вводе, он не проникает через почечный барьер, следовательно, в моче особых изменений не отмечается. В кале возможно незначительное повышение уровня стеркобилина, связанное с усиленным выведением продуктов билирубинового обмена с желчью. Паренхиматозная — возникает при гепатитах разной природы (инфекционный, токсический, алкогольный, аутоиммунный и др. Ослабленные гепатоциты не успевают с должной скоростью превращать свободный билирубин в связанный, что приводит к повышению уровня свободного билирубина. Образующийся связанный билирубин печень также не в состоянии выделять с желчью и значительная его часть всасывается в кровь. Этот тип желтухи является единственным, при котором в крови отмечается пропорциональное увеличение обоих типов билирубина. Т. к.
свободный билирубин растворим вводе, его избыток выводится почками с мочой, что приводит к появлению билирубина в моче.
В моче также регистрируется уробилиноген (мезобилиноген),
так как, всосавшись в систему воротной вены, он уже не разрушается больными гепатоцитами. В кале значительных изменений не отмечается. Обтурационная — возникает при нарушении оттока желчи из печени. Причины закупорка желчевыводящего протока желч-
107
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
ным камнем, внешнее сдавление опухолью, воспаления и спазмы желчных путей.
При этом свободный билирубин легко переводится печенью в связанный, но он неспособен эвакуироваться в просвет кишечника и вынужден в огромных количествах всасываться в кровь. При этом типе желтухи в крови отмечается резкое повышение связанного билирубина. Связанный билирубин попадает в мочу и регистрируется там. Поскольку в этом случае продукты распада билирубина не попадают в кишечник, уровень стеркобилина там резко снижен, что визуально проявляется в виде обесцвеченного кала. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА. Общие положения
Все процессы регуляции организма направлены на поддержание постоянства внутренних параметров (гомеостаз).
Уровни регуляции соподчинены друг другу. Причем все уровни теснейшим образом взаимосвязаны как единая система;
между ними существует двухсторонняя связь высшие уровни регуляции отдают приказы низшим, те их выполняют и посылают обратные сигналы о состоянии организма.
Уровни регуляции. Нервная регуляция — является, верховным уровнем управления внутренними процессами. Гуморальная регуляция — система регуляции посредством биологически активных факторов жидких сред организма. Гуморальная регуляция теснейшим образом связана с нервной, что особо ярко проявляется на примере гипоталамо-гипофизарной системы. Клеточная регуляция. Гормоны не могут воздействовать непосредственно на биохимические процессы, их действие осуществляется на уровне клетки. Мишенью действия гормона является соответствующий специфический клеточный рецептор. Молекулярная регуляция. Входе эволюции сформирова-
108
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
При этом свободный билирубин легко переводится печенью в связанный, но он неспособен эвакуироваться в просвет кишечника и вынужден в огромных количествах всасываться в кровь. При этом типе желтухи в крови отмечается резкое повышение связанного билирубина. Связанный билирубин попадает в мочу и регистрируется там. Поскольку в этом случае продукты распада билирубина не попадают в кишечник, уровень стеркобилина там резко снижен, что визуально проявляется в виде обесцвеченного кала. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА. Общие положения
Все процессы регуляции организма направлены на поддержание постоянства внутренних параметров (гомеостаз).
Уровни регуляции соподчинены друг другу. Причем все уровни теснейшим образом взаимосвязаны как единая система;
между ними существует двухсторонняя связь высшие уровни регуляции отдают приказы низшим, те их выполняют и посылают обратные сигналы о состоянии организма.
Уровни регуляции. Нервная регуляция — является, верховным уровнем управления внутренними процессами. Гуморальная регуляция — система регуляции посредством биологически активных факторов жидких сред организма. Гуморальная регуляция теснейшим образом связана с нервной, что особо ярко проявляется на примере гипоталамо-гипофизарной системы. Клеточная регуляция. Гормоны не могут воздействовать непосредственно на биохимические процессы, их действие осуществляется на уровне клетки. Мишенью действия гормона является соответствующий специфический клеточный рецептор. Молекулярная регуляция. Входе эволюции сформирова-
108
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
лось множество метаболических процессов автономного типа,
способных к самоконтролю уже на молекулярном уровне путем воздействия метаболитов процесса на активность ключевого ал- лостерического фермента.
Процессы регуляции любой функции сводятся, в конце концов, к управлению биохимическими процессами, лежащими в ее основе. Если вспомнить, что практически все химические реакции организма катализируются соответствующими ферментами,
то станет понятно, что управлять метаболическими превращениями легче, воздействуя на соответствующие ферментативные системы данных реакций. Мы видим, что конечным пунктом воздействия любой системы регуляции является фермент. Саморегуляция биохимических процессов
Начнем снизу, с молекулярного типа регуляции, который является самым распространенным в живом мире.
Практически все ферментативные процессы многостадийны,
т. е. включают в себя не одну, а несколько химических реакций,
каждая из которых катализируется соответствующим ферментом. Причем скорость протекания всего процесса зависит от скорости самой медленной реакции процесса — лимитирующей.
Вспомним известную фразу скорость движения эскадры равна скорости движения самого медленного корабля разумеется,
увеличив или уменьшив скорость движения этого судна, мы изменим скорость всей эскадры. Примерно также осуществляется регуляция метаболических процессов контроль скорости всего
процесса реализуется путем изменения скорости фермента (ал-
лостерического), катализирующего лимитирующую реакцию.
На аллостерический центр такого фермента воздействуют
эффекторы активаторы и ингибиторы, изменяющие его активность и, следовательно, скорость всего процесса. Ингибитором аллостерического фермента является, как правило, конечный продукт лимитирующей реакции или всего процесса. В качестве активаторов чаще выступают исходные субстраты.
109
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
III. Клеточная регуляция — процесс передачи сигнала от гормона внутрь клетки. Клеточная регуляция имеет два механизма действия. Мембранная регуляция. Большинство гормонов действуют на рецепторы клеточных мембран и посредством каскадных мембранных механизмов (аденилатциклазная система и др) изменяют активность тех или иных ферментативных систем, изменяя тем самым скорость метаболических процессов. Это система быстродействия — действие осуществляется очень быстро,
но в течение короткого промежутка времени. Ядерная регуляция. Стероидные и тиреоидные гормоны,
будучи гидрофобными по структуре, легко проникают сквозь би- липидный слой клеточных мембран, и уже в цитозоле взаимодействуют со специфическими рецепторными белками, после чего проникают в ядро и воздействуют на ген фермента, ускоряя или замедляя его синтез на рибосоме. Это система дальнедей- ствия — регуляция осуществляется медленно, но надолго. Гуморальная регуляция
К гуморальным регуляторам можно отнести гормоноподоб-
ные вещества (гормоноиды), рилизинг факторы, медиаторы, коферменты, метаболиты, но важнейшими гуморальными регуляторами являются гормоны — химические агенты, выделяемые эндокринными железами в кровь и действующие в масштабе всего организма (в отличие от гормоноидов, которые синтезируются в тканях и секретируются не в общий кровотока по месту синтеза, следовательно, обладают не общим, а местным дей- ствием).
Классификация гормонов. Сложные белки (ФСГ, ЛГ, ТТГ);
2. Простые белки пролактин, СТГ, инсулин и др. Пептиды (АКТГ, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, глюка- гони др. Производные аминокислот (катехоламины, тироксин и др. Стероиды (глюкокортикоиды, минералокортикоиды, ан-
110
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
способных к самоконтролю уже на молекулярном уровне путем воздействия метаболитов процесса на активность ключевого ал- лостерического фермента.
Процессы регуляции любой функции сводятся, в конце концов, к управлению биохимическими процессами, лежащими в ее основе. Если вспомнить, что практически все химические реакции организма катализируются соответствующими ферментами,
то станет понятно, что управлять метаболическими превращениями легче, воздействуя на соответствующие ферментативные системы данных реакций. Мы видим, что конечным пунктом воздействия любой системы регуляции является фермент. Саморегуляция биохимических процессов
Начнем снизу, с молекулярного типа регуляции, который является самым распространенным в живом мире.
Практически все ферментативные процессы многостадийны,
т. е. включают в себя не одну, а несколько химических реакций,
каждая из которых катализируется соответствующим ферментом. Причем скорость протекания всего процесса зависит от скорости самой медленной реакции процесса — лимитирующей.
Вспомним известную фразу скорость движения эскадры равна скорости движения самого медленного корабля разумеется,
увеличив или уменьшив скорость движения этого судна, мы изменим скорость всей эскадры. Примерно также осуществляется регуляция метаболических процессов контроль скорости всего
процесса реализуется путем изменения скорости фермента (ал-
лостерического), катализирующего лимитирующую реакцию.
На аллостерический центр такого фермента воздействуют
эффекторы активаторы и ингибиторы, изменяющие его активность и, следовательно, скорость всего процесса. Ингибитором аллостерического фермента является, как правило, конечный продукт лимитирующей реакции или всего процесса. В качестве активаторов чаще выступают исходные субстраты.
109
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
III. Клеточная регуляция — процесс передачи сигнала от гормона внутрь клетки. Клеточная регуляция имеет два механизма действия. Мембранная регуляция. Большинство гормонов действуют на рецепторы клеточных мембран и посредством каскадных мембранных механизмов (аденилатциклазная система и др) изменяют активность тех или иных ферментативных систем, изменяя тем самым скорость метаболических процессов. Это система быстродействия — действие осуществляется очень быстро,
но в течение короткого промежутка времени. Ядерная регуляция. Стероидные и тиреоидные гормоны,
будучи гидрофобными по структуре, легко проникают сквозь би- липидный слой клеточных мембран, и уже в цитозоле взаимодействуют со специфическими рецепторными белками, после чего проникают в ядро и воздействуют на ген фермента, ускоряя или замедляя его синтез на рибосоме. Это система дальнедей- ствия — регуляция осуществляется медленно, но надолго. Гуморальная регуляция
К гуморальным регуляторам можно отнести гормоноподоб-
ные вещества (гормоноиды), рилизинг факторы, медиаторы, коферменты, метаболиты, но важнейшими гуморальными регуляторами являются гормоны — химические агенты, выделяемые эндокринными железами в кровь и действующие в масштабе всего организма (в отличие от гормоноидов, которые синтезируются в тканях и секретируются не в общий кровотока по месту синтеза, следовательно, обладают не общим, а местным дей- ствием).
Классификация гормонов. Сложные белки (ФСГ, ЛГ, ТТГ);
2. Простые белки пролактин, СТГ, инсулин и др. Пептиды (АКТГ, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, глюка- гони др. Производные аминокислот (катехоламины, тироксин и др. Стероиды (глюкокортикоиды, минералокортикоиды, ан-
110
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
дрогены, эстрогены и прогестины).
Важно: по гормонам вас ждет контрольная работа, поэтому формулы гормонов й, й и й групп придется выучить (самое трудное — формулы стероидных гормонов).
Иерархия гуморальной системы
Координатором гуморальной системы является гипоталамус,
который получает и объединяет сигналы, идущие из центральной нервной системы. В ответ на возбуждение определенных центров мозга гипоталамус выделяет либерины и статины, которые поступают в переднюю долю гипофиза, стимулируют (либе- рины) или подавляют (статины) секрецию соответствующих тропных гормонов клетками гипофиза.
(К слову вазопрессин и окситоцин к гормонам задней доли гипофиза относят условно, поскольку синтезируются они тоже в нейронах гипоталамуса, после чего спускаются по аксонам до задней доли гипофиза, откуда выделяются в кровь).
Действие гормонов специфично, те. направлено только на определенные клетки, которые называют клетками-мишеня-
ми соответствующего гормона (обладающими рецепторами к нему. Клетки-мишени подразделяют по уровням иерархии гуморального воздействия на:
а) Первичные мишени — клетки аденогипофиза, принимающие сигнал от гипоталамуса. Первичные мишени выделяют вторичные регуляторы — тропные гормоны;
б) Вторичные мишени — клетки некоторых эндокринных желез (надпочечники, щитовидная, половые железы и др, принимающие сигналы от первичных мишеней (гипофиза. Тропные гормоны регулируют продукцию соответствующих гормонов вторичных эндокринных желез;
в) Конечные мишени — соматические клетки периферических тканей, способные воспринимать гуморальные сигналы от вторичных мишеней.
Функциональная активность гуморальной системы не является однонаправленно-нисходящей. Исполнение регуляторных приказов сверху контролируется также с помощью механизмов,
111
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
Важно: по гормонам вас ждет контрольная работа, поэтому формулы гормонов й, й и й групп придется выучить (самое трудное — формулы стероидных гормонов).
Иерархия гуморальной системы
Координатором гуморальной системы является гипоталамус,
который получает и объединяет сигналы, идущие из центральной нервной системы. В ответ на возбуждение определенных центров мозга гипоталамус выделяет либерины и статины, которые поступают в переднюю долю гипофиза, стимулируют (либе- рины) или подавляют (статины) секрецию соответствующих тропных гормонов клетками гипофиза.
(К слову вазопрессин и окситоцин к гормонам задней доли гипофиза относят условно, поскольку синтезируются они тоже в нейронах гипоталамуса, после чего спускаются по аксонам до задней доли гипофиза, откуда выделяются в кровь).
Действие гормонов специфично, те. направлено только на определенные клетки, которые называют клетками-мишеня-
ми соответствующего гормона (обладающими рецепторами к нему. Клетки-мишени подразделяют по уровням иерархии гуморального воздействия на:
а) Первичные мишени — клетки аденогипофиза, принимающие сигнал от гипоталамуса. Первичные мишени выделяют вторичные регуляторы — тропные гормоны;
б) Вторичные мишени — клетки некоторых эндокринных желез (надпочечники, щитовидная, половые железы и др, принимающие сигналы от первичных мишеней (гипофиза. Тропные гормоны регулируют продукцию соответствующих гормонов вторичных эндокринных желез;
в) Конечные мишени — соматические клетки периферических тканей, способные воспринимать гуморальные сигналы от вторичных мишеней.
Функциональная активность гуморальной системы не является однонаправленно-нисходящей. Исполнение регуляторных приказов сверху контролируется также с помощью механизмов,
111
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
работающих по принципу обратной связи. Пример тиреотропный гормон (ТТГ) стимулирует выделение щитовидной железой тироксина и трийодтиронина, которые попадают далее в ткани.
Однако, будучи в крови в избытке, эти гормоны тормозят выделение ТТГ гипофизом.
Векторы регуляции метаболизма
Гуморальная и нервная регуляции способны действовать на обменные процессы только в двух направлениях. Депонирование — процессы, направленные на запасание метаболита в клетках и снижение его уровняв крови. Для углеводного обмена, например, это усиление синтеза гликогена и,
следовательно, снижение уровня глюкозы крови для фосфорно- кальциевого обмена — усиление поступления кальция и фосфатов в организм и их депонирование в костях. Мобилизация — здесь обратная тенденция распад депо до метаболита, который попадает в кровь, повышая там свою концентрацию. Для липидного обмена, например — внутриклеточное расщепление нейтрального жира до ВЖК и глицерина,
которые идут в кровь (их уровень в крови повышается. Для белкового обмена гидролиз белка до аминокислот, которые,
опять же, идут в кровь.
Ниже приводится сводная информация по гуморальной регуляции всех обменов:
Углеводный обмен:
депонирует: инсулин;
мобилизуют: адреналин, глюкагон, СТГ, тироксин, глюкокор- тикоиды;
Липидный обмен:
депонирует: глюкокортикоиды, инсулин;
мобилизуют: адреналин, глюкагон, СТГ, тироксин, андрогены;
Белковый обмен:
депонируют: СТГ, инсулин, андрогены;
мобилизуют: глюкокортикоиды, адреналин, глюкагон, тироксин Водно-солевой обмен:
112
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Однако, будучи в крови в избытке, эти гормоны тормозят выделение ТТГ гипофизом.
Векторы регуляции метаболизма
Гуморальная и нервная регуляции способны действовать на обменные процессы только в двух направлениях. Депонирование — процессы, направленные на запасание метаболита в клетках и снижение его уровняв крови. Для углеводного обмена, например, это усиление синтеза гликогена и,
следовательно, снижение уровня глюкозы крови для фосфорно- кальциевого обмена — усиление поступления кальция и фосфатов в организм и их депонирование в костях. Мобилизация — здесь обратная тенденция распад депо до метаболита, который попадает в кровь, повышая там свою концентрацию. Для липидного обмена, например — внутриклеточное расщепление нейтрального жира до ВЖК и глицерина,
которые идут в кровь (их уровень в крови повышается. Для белкового обмена гидролиз белка до аминокислот, которые,
опять же, идут в кровь.
Ниже приводится сводная информация по гуморальной регуляции всех обменов:
Углеводный обмен:
депонирует: инсулин;
мобилизуют: адреналин, глюкагон, СТГ, тироксин, глюкокор- тикоиды;
Липидный обмен:
депонирует: глюкокортикоиды, инсулин;
мобилизуют: адреналин, глюкагон, СТГ, тироксин, андрогены;
Белковый обмен:
депонируют: СТГ, инсулин, андрогены;
мобилизуют: глюкокортикоиды, адреналин, глюкагон, тироксин Водно-солевой обмен:
112
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
депонируют вазопрессин, альдостерон, ренин;
Фосфорно-кальциевый обмен:
депонируют:
кальцитонин,
кальцитриол
(производное вит. мобилизует паратгормон.
IV. РОЛЬ ПЕЧЕНИ В МЕТАБОЛИЗМЕ
Печень можно назвать главным биохимическим органом.
Именно печень является стержнем всего метаболизма в целом;
котлом, где варятся все биохимические процессы, звеном, объединяющими регулирующим их. Функции печени. Экспортная. Печень можно смело назвать главным синтезирующим органом. Причем большую часть субстратов печень синтезирует не для себя, а для нужд других органов и тканей.
Если говорить о веществах, образуемых клетками печени на экспорт, то особо следует назвать следующие группы мета- болически важных веществ белки, глюкоза, липиды, кетоновые тела. Пищеварительная. Печень является самой крупной железой организма. Ее секрет — желчь, участвует в утилизации жиров пищи. Выделительная. Печень — орган выделения, удаляющий с желчью излишки холестерина, билирубин и некоторые другие метаболиты. Дезинтоксикационная (в т. ч. и синтез мочевины. Печень является основным органом, обеспечивающим обезвреживание токсинов (см. ниже. Гомеостатическая. Печень депонируя продукты, всосавшиеся входе пищеварения, поддерживает уровень глюкозы, аминокислот и др. в крови на постоянном уровне. Роль печени в метаболизме
113
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
1. Углеводный обмена) утилизация глюкозы
б) продукция глюкозы распад гликогена глюконеогенез
в) пентозный путь. Белковый обмена) синтез белков
б) синтез аминокислот
в) распад аминокислот
г) обезвреживание аммиака. Липидный обмена) окисление ВЖК
б) утилизация хиломикронов
в) синтез холестерина, кетоновых тел, ВЖК, нейтрального
жира, фосфолипидов и холина
г) образование ЛПОНП, ЛПВП.
III. Обезвреживающая функция печени
Печень — главный орган дезинтоксикации, обезвреживающий как внешние токсины (ксенобиотики), попадающие в организм, таки токсичные продукты жизнедеятельности (шлаки).
Несмотря на огромное число существующих ядов, все они обезвреживаются в печени практически одинаково, минуя две стадии дезинтоксикации. Микросомальное окисление — первичная обработка, в процессе которой к молекуле токсина крепится функциональная группа (чаще — ОН. Ключевую роль в этом процессе играет цитохром Р. Чем выше его концентрация в клетках печени,
тем эффективнее идет обезвреживание. Замечено, что при длительном контакте с ксенобиотиками (хронические отравления,
алкоголизм и др) уровень цитохрома Р значительно повышен. Конъюгация — через функциональную группу, образовавшуюся на первой стадии, к молекуле яда присоединяется хоро-
114
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
Фосфорно-кальциевый обмен:
депонируют:
кальцитонин,
кальцитриол
(производное вит. мобилизует паратгормон.
IV. РОЛЬ ПЕЧЕНИ В МЕТАБОЛИЗМЕ
Печень можно назвать главным биохимическим органом.
Именно печень является стержнем всего метаболизма в целом;
котлом, где варятся все биохимические процессы, звеном, объединяющими регулирующим их. Функции печени. Экспортная. Печень можно смело назвать главным синтезирующим органом. Причем большую часть субстратов печень синтезирует не для себя, а для нужд других органов и тканей.
Если говорить о веществах, образуемых клетками печени на экспорт, то особо следует назвать следующие группы мета- болически важных веществ белки, глюкоза, липиды, кетоновые тела. Пищеварительная. Печень является самой крупной железой организма. Ее секрет — желчь, участвует в утилизации жиров пищи. Выделительная. Печень — орган выделения, удаляющий с желчью излишки холестерина, билирубин и некоторые другие метаболиты. Дезинтоксикационная (в т. ч. и синтез мочевины. Печень является основным органом, обеспечивающим обезвреживание токсинов (см. ниже. Гомеостатическая. Печень депонируя продукты, всосавшиеся входе пищеварения, поддерживает уровень глюкозы, аминокислот и др. в крови на постоянном уровне. Роль печени в метаболизме
113
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
1. Углеводный обмена) утилизация глюкозы
б) продукция глюкозы распад гликогена глюконеогенез
в) пентозный путь. Белковый обмена) синтез белков
б) синтез аминокислот
в) распад аминокислот
г) обезвреживание аммиака. Липидный обмена) окисление ВЖК
б) утилизация хиломикронов
в) синтез холестерина, кетоновых тел, ВЖК, нейтрального
жира, фосфолипидов и холина
г) образование ЛПОНП, ЛПВП.
III. Обезвреживающая функция печени
Печень — главный орган дезинтоксикации, обезвреживающий как внешние токсины (ксенобиотики), попадающие в организм, таки токсичные продукты жизнедеятельности (шлаки).
Несмотря на огромное число существующих ядов, все они обезвреживаются в печени практически одинаково, минуя две стадии дезинтоксикации. Микросомальное окисление — первичная обработка, в процессе которой к молекуле токсина крепится функциональная группа (чаще — ОН. Ключевую роль в этом процессе играет цитохром Р. Чем выше его концентрация в клетках печени,
тем эффективнее идет обезвреживание. Замечено, что при длительном контакте с ксенобиотиками (хронические отравления,
алкоголизм и др) уровень цитохрома Р значительно повышен. Конъюгация — через функциональную группу, образовавшуюся на первой стадии, к молекуле яда присоединяется хоро-
114
ЮРИЙ КРИВЕНЦЕВ
шо растворимое вещество, после чего комплекс токсин-конъ- югатор теряет токсические свойства ив растворимой форме выводится почками с мочой. Наиболее активными конъюгато- рами являются глюкуроновая кислота и сульфатный остаток.
115
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора
3
ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР
5
Глава I БЕЛКИ. Аминокислоты. Глобулярные белки. Фибриллярные белки. Белок в растворе
13
Глава II ФЕРМЕНТЫ. Ферменты, их строение, изоферменты. Кинетика и механизм ферментативных реакций. Регуляция ферментов, классификация
24
Глава III ВИТАМИНЫ
29
Глава IV ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. Основы обмена. Основы биоэнергетики
40
Глава V МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ
48
I. Строение нуклеиновых кислот Матричные биосинтезы
51
Глава VI БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ
60
ВТОРОЙ СЕМЕСТР
63
Глава VII МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. Общая характеристика, утилизация углеводов. Метаболизм углеводов. Пентозный путь. Регуляция и патология углеводного обмена
73
Глава VIII МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. Липиды общие сведения, утилизация. Транспорт и метаболизм липидов. Клиническое значение, регуляция патология липидного обмена
85
Глава IX МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ. Белок пищи, его утилизация. Гниение в толстом кишечнике
II. Катаболизм аминокислот, медицинское значение. Обезвреживание аммиака. Индивидуальные обмены аминокислот
101
Глава X МЕТАБОЛИЗМ ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ
ОБМЕНОВ. РОЛЬ ПЕЧЕНИ В МЕТАБОЛИЗМЕ. Метаболизм нуклеопротеидов. Метаболизм хромопротеидов. Регуляция метаболизма. Роль печени в метаболизме
115
БИОХИМИЯ ДОСТУПНЫМ ЯЗЫКОМ
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора
3
ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР
5
Глава I БЕЛКИ. Аминокислоты. Глобулярные белки. Фибриллярные белки. Белок в растворе
13
Глава II ФЕРМЕНТЫ. Ферменты, их строение, изоферменты. Кинетика и механизм ферментативных реакций. Регуляция ферментов, классификация
24
Глава III ВИТАМИНЫ
29
Глава IV ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. Основы обмена. Основы биоэнергетики
40
Глава V МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ
48
I. Строение нуклеиновых кислот Матричные биосинтезы
51
Глава VI БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ
60
ВТОРОЙ СЕМЕСТР
63
Глава VII МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ. Общая характеристика, утилизация углеводов. Метаболизм углеводов. Пентозный путь. Регуляция и патология углеводного обмена
73
Глава VIII МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. Липиды общие сведения, утилизация. Транспорт и метаболизм липидов. Клиническое значение, регуляция патология липидного обмена
85
Глава IX МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ. Белок пищи, его утилизация. Гниение в толстом кишечнике
II. Катаболизм аминокислот, медицинское значение. Обезвреживание аммиака. Индивидуальные обмены аминокислот
101
Глава X МЕТАБОЛИЗМ ПРОТЕИДОВ. РЕГУЛЯЦИЯ
ОБМЕНОВ. РОЛЬ ПЕЧЕНИ В МЕТАБОЛИЗМЕ. Метаболизм нуклеопротеидов. Метаболизм хромопротеидов. Регуляция метаболизма. Роль печени в метаболизме
Юрий Кривенцев
Биохимия доступным языком
Учебник-репетитор
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Биохимия доступным языком
Учебник-репетитор
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
1 2 3 4 5 6 7 8