Материал: BILETY_BIOKEMISTRI

"Диабетическим порогом" считают концентрацию глюкозы выше 7 ммоль/л. Промежуток уровня глюкозы натощак 4,5-6,9 ммоль/л является неоднозначным, поэтому требует проведения теста на толерантность к глюкозе. 11,1 ммоль\л явл.показателем сахарного диабета. Глюкозо-толерантный тест выявляет не только латентно текущий сахарный диабет, но и склонность к возникновению диабета у пациента в будущем.

Билет 20

1. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Резервные пути реутилизации пуриновых нуклеотидов. Подагра.

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

1. Дефосфорилирование АМФ и ГМФ – фермент 5'-нуклеотидаза.

2. Гидролитическое отщепление аминогрупы от С6 в аденозине – фермент дезаминаза. Образуется инозин.

3. Удаление рибозы от инозина (с образованием гипоксантина) и гуанозина (с образованием гуанина) с ее одновременным фосфорилированием – фермент нуклеозидфосфорилаза.

4. Окисление С2 пуринового кольца: гипоксантин при этом окисляется до ксантина (фермент ксантиноксидаза), гуанин дезаминируется до ксантина – фермент дезаминаза.

5. Окисление С8 в ксантине с образованием мочевой кислоты – фермент ксантиноксидаза. Около 20% мочевой кислоты удаляется с желчью через кишечник, где она разрушается микрофлорой до CO2 и воды. Остальная часть удаляется через почки.

Мочевая кислота – это продукт распада нуклеиновых кислот и пуриновых оснований под влиянием ферментов. Ее большая часть выделяется в желудочно-кишечный тракт, а меньшая через почки удаляется с мочой.

** При норме содержание мочевой кислоты в крови мужчин и женщин должно быть меньше 360 мкмоль/л. Для людей с факторами риска - гипертонией, сахарным диабетом, проблемами с почками - не более 300 мкмоль/л.

Гиперурикемия развивается на фоне нескольких состояний (у одного и того же человека они могут быть сопутствующими):

— Заболевания почек и ЖКТ. — Избыток пуринов в рационе. — Нарушенный обмен веществ, инсулинорезистентность, ожирение. В этом случае сам организм синтезирует слишком много мочевой кислоты - возникает гиперурикемия.

***Подагра - заболевание, связанное с нарушением пуринового обмена, характеризующееся повышением содержания мочевой кислоты в крови (гиперурикемией) и отложением уратов в суставных и/или околосуставных тканях, почках и других органах.

Накопление избыточного количества мочевой кислоты в крови может быть обусловлено либо её высокой продукцией (повышен синтез эндогенных пуринов), либо низкой экскрецией, либо сочетанием этих механизмов. Различают первичную и вторичную подагру. К вторичной форме относят подагру, развившуюся при назначении различных ЛС.

Первичная гиперпродукция связана с дефектами ферментативной системы синтеза мочевой кислоты. Два таких дефекта: недостаточность гипоксантин-гуанинфосфорибозил трансферазы и повышение активности рибозофосфат пирофосфокиназы. Эти ферменты контролируются генами, сцепленными с X-хромосомой, поэтому первичная гиперпродукция возникает только у лиц мужского пола. При поступлении в организм с пищей избыточного количества субстратов для образования пуринов начинается гиперпродукция мочевой кислоты.

Вторичная гиперпродукция обусловлена повышенным распадом клеток при гемобластозах, парапротеинемиях, хроническом гемолизе, проведении противоопухолевой химиотерапии, а также характерна для лиц, злоупотребляющих алкоголем. Гиперурикемия часто сопутствует псориазу, хотя клинические проявления подагры при этом развиваются редко.

2. Инсулин: химическая природа, локализация биосинтеза, схема синтеза, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты.

Инсулин – полипептид, состоящий из двух субъединиц, ктр соединены м\д собой с помощью дисульфидных мостиков. Гормон белковой природы.

Инсулин синтезируется в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина, на N-конце которого находится концевая сигнальная последовательность из 23 аминокислот, служащая проводником всей молекулы в полость эндоплазматической сети. Здесь концевая последовательность сразу отщепляется и проинсулин транспортируется в аппарат Гольджи. На данном этапе в молекуле проинсулина присутствуют А-цепь, В-цепь и С-пептид. В аппарате Гольджи проинсулин упаковывается в секреторные гранулы вместе с ферментами, необходимыми для "созревания" гормона. По мере перемещения гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, вырезается связующий С-пептид (31 аминокислота) и формируется готовая молекула инсулина. В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера, образуемого с участием двух ионов Zn2+.

Секреция инсулина находится также под контролем: Адреналин при воздействии α2-рецепторы тормозит синтез инсулина при любом фоне глюкозы. Воздействие на β-рецепторы стимулирует синтез инсулина (активацию производит холецистокинин, секритин). Высокие концентрации гормона роста, кортизола эстрогенов также стимулируют синтез инсулина. Соматостатин – тормозит секрецию инсулина, соматотропин – активирует.

Ферменты, которые активирует инсулин. Гексокиназа. Фосфофруктокиназа. Пируваткиназа.

Органы-мишени: печень (активация синтеза гликогена и жирных к-т, торможение гликогенолиза и глюконеогенеза), жировая ткань (активация синтеза глицерина и жирных к-т), мышцы (активация синтеза белка и гликогена, торможение распада белков).

Механизм действия инсулина. Действие инсулина начинается с его связывания со специфическим гликопротеиновым рецептором на поверхности клетки. Инсулиновый рецептор постоянно синтезируется и разрушается. При связывании с гормоном происходит его поглощение по типу эндоцитоза и действуя на специфические внутриклеточные белки (субстраты инсулинового рецептора) происходит каскад реакций и транскрипция, которая запускает все необходимые процессы в клетке.

3) Полиморфизм гена апобелка е, клиническое значение.

АpoE (аллельный полиморфизм гена aполипопротеина Е) — генетический маркёр риска нарушений липидного обмена. Синтезируется в печени и головном мозге. Ген ApoE кодирует белок аполипопротеин E, участвующий в обмене липидов в крови (антиатеросклеротическое действие) и холестерина в мозге. Аполипопротеин E является компонентом хиломикронов и ЛПОНП плазмы крови, которые образуются в тонком кишечнике из всасываемых жиров и подвергаются эндоцитозу в печени, обеспечивает их рецепцию, а также обеспечивает перенос холестерина из глии в нейроны мозга.

Задача. У больного обнаружена глюкоза в моче, концентрация глюкозы в крови – 11 ммоль/л, содержание С-пептида – ниже нормы. С-пептид освобождается при образовании активной формы инсулина. Снижение содержания С-пептида говорит о снижении синтеза инсулина, т.е., сахарном диабете I типа.

21 Билет

1. Схема переваривания пищевых липидов в ЖКТ: этапы, субстраты, ферменты, роль продуктов гидролиза, роль жёлчных кислот.

Липиды пищи: ТГ-триглицерид, холестерол, фосфолипиды. ДГ-диглицерид, МГ-моноглицерид, ЖК-желчные кислоты.

Р отовая полостьжелудок12-перстная кишкатонкий кишечникэпителий тонкой кишкикровьлимфа

**Основные функции кислот заключаются в образовании мицелл, эмульгировании жиров и солюбилизации липидов в кишечнике, что повышает эффективность действия панкреатической липазы и способствует всасыванию липидов. Желчные кислоты также участвуют в регуляции синтеза холестерина, сводя к минимуму нарастание или недостаток холестерина в организме, и регуляции образования и выделения желчи.

***Стеаторея — это патологическое состояние, при котором с калом выделяется более 7 г жира в сутки. Проявляется обильным неоформленным стулом с маслянистым блеском, наличием непереваренных частиц в кале, вздутием и нелокализованной абдоминальной болью.

Первичные (изолированные) формы заболевания наблюдаются при врожденном поражении поджелудочной железы — дисплазии, гипоплазии и аплазии органа, наследственном дефиците панкреатической липазы. Причинами вторичной (симптоматической) стеатореи являются другие патологические состояния:

Болезни поджелудочной железы. Для гидролиза жиров необходимы панкреатические ферменты липаза и колипаза. Их продукция и секреция нарушается при хроническом панкреатите, объёмных образованиях поджелудочной железы, обструкции панкреатических протоков.

Заболевания желудка. Недостаточное всасывание жиров в кишечнике отмечается при снижении секреторной функции желудочного эпителия. Признаки стеатореи выявляются при хроническом гастрите с пониженной секрецией, ахилии и болезнях оперированного желудка.

Эндокринные болезни. У больных, страдающих сахарным диабетом, причиной стеатореи служит диабетическая энтеропатия и сопутствующая целиакия. Высокое содержание жировых веществ в кале также обнаруживается при полигландулярном синдроме с гипопаратиреозом.

2. Особенности метаболизма и энергетического обмена в клетках поперечно-полосатой мускулатуры и миокарда.

Мышцы являются главным местом катаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Мышечная ткань окисляет лейцин до СО2 и превращает углеродный скелет аспартата, аспарагина, глутамата, изолейцина и валина в субстраты ЦТК. В мышцах выражен катаболизм липидов. Жирные кислоты, кетоновые тела в аэробных условиях окисляются в мышцах для получения энергии. В мышцах преобладает катаболизм углеводов. Глюкоза окисляется в аэробных или анаэробных условиях для синтеза АТФ. Из глюкозы в мышцах образуется аланин. Глюкоза, поступившая из крови и образовавшаяся в глюконеогенезе, запасается в мышцах в форме гликогена (до 1–2% от массы мышцы).

Основным источником энергии, обеспечивающим основную механическую деятельность миокарда, является АТФ. Энергетические процессы миокардиоцита протекают в митохондриях. Первичным энергетическим субстратом в мышце сердца являются жирные кислоты, глюкоза, лактат (молочная кислота), пируват (пировиноградная кислота), кетоновые тела и, в меньшей степени, аминокислоты. Эти вещества поступают в миокардиоциты из плазмы крови. Из общего числа липидов из плазмы крови в миокардиоциты путем пассивной диффузии через клеточную мембрану проникают только свободные жирные кислоты.

Креатинфосфат образуется из АТФ и креатина (который в свою очередь синтезируется из глицина, аргинина и метионина в печени и с током крови поступает в мышцы) в период расслабления мышцы, когда потребность в АТФ снижается.

Миоаденилаткиназная реакция. Миоаденилаткиназа - фермент мышц, катализирующий образование АТФ из 2-х молекул АДФ: АДФ + АДФ = АТФ + АМФ

3. Концепция «двууглеродного голода».

Деградация систем эндогенного синтеза ацетальдегида???

Задача. В эксперименте с культурой клеток обнаружено, что при активации ПОЛ повышается концентрация ионов Са2+ в цитоплазме. В норме ионы кальция могут проникнуть внутрь клетки через ионные каналы. В ходе ПОЛ в мембране образуются гидрофильные поры, что увеличивает проницаемость мембраны. Кроме того, ПОЛ может нарушить функционирование кальциевого насоса (прямым повреждением и в результате снижения синтеза АТФ).

Билет 23

1) Активные формы кислорода (АФК). Биологическое действие АФК. Ферментативные и неферментативные системы, генерирующие АФК.

*Активные формы кислорода – перекись водорода (Н2О2), озон (О3) и синглетный кислород (1О2), гипохлорит (HOCI); ионы – НО2–, пероксинитрит (ONOO–); свободные радикалы – супероксидный (О2 ), гидроксильный (НО•), пергидроксильный (НО2•), пероксильный (RO2•), алкоксильный.

**Избыток свободных радикалов при гипоксии и патологических состояниях направлен на: (1) мембраны, т.к. полиненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в фосфолипидах, чувствительны к свободным радикалам; (2) нуклеиновые кислоты – вызывают нарушения мультипликации, трансмиссии и репликации генетической информации в хромосомах; (3) белки, содержащие сульфгидридные группы (например, Ca-АТФ-аза). Свободные радикалы способствуют образованию сшивок в белках, деградации их и аминокислот (альбумины, липопротеиды).

NO-: регулирует тонус сосудов, ингибирует адгезию и агрегацию тромбоцитов. Пероксиды, супероксидный анион-радикал, гипогалогениты: микробицидное дей-е (антимикробная защитагрудного молока, фагоцитоз), индукция клеточной пролиферации (лимфоциты), метаболизм Fe2+. HO2•, HO•, OH-: включают программу апоптоза заряженной клетки.

***Ферментативная антикосидантная система:

Супероксиддисмутаза(СОД) превращает супероксидные анионы в перекись водорода: 2О∙2 + 2H+ → H2O2+ O2.

Каталаза- геминовый фермент, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода: 2Н2О2 → H2O+ O2. Находится в основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество перекиси водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва» и в эритроцитах, где она защищает гем гемоглобина от окисления.

Глутатионпероксидаза— обеспечивает разрушение перекиси водорода и гидропероксидов липидов при окислении глутатиона (у-глутамилцистеинилглицин): Н2О2+ 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G. Глутатионпероксидаза в качестве кофермента содержит селен. Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион с участием НАДФН2: GS-SG + НАДФН2 → 2 GSH + НАДФ+.

Недостаток глутатиона в клетках, например эритроцитах, который может быть обусловлен действием токсических веществ, например ионами тяжелых металлов или наследственным недостатком глутатионредуктазы приводит к активации перекисного окисления; это, в частности, наблюдается при некоторых видах гемолитических анемий.

Фосфолипаза в мембране отщепляет от фосфолипидов окисленные жирные кислоты, содержащие гидроперекисную группу (LOOH), тем самым разрушаются гидроперекиси липидов, предотвращается разветвление цепей окисления липидов в мембранах.

Неферментативная антиоксидантная система.

"Липидные антиоксиданты" - производные фенола, способны инактивировать свободные радикалы в гидрофобном слое мембран и предотвращать развитие ПОЛ. К ним относится α-токоферол (витамин Е), убихинон (коэнзим Q), тироксин.

Витамин С ингибирует СРО с помощью двух различных механизмов: 1) восстанавливает в мембранах клеток токоферолхинон до витамина Е; 2) взаимодействует с активными формами кислорода — О∙2, Н2О2, НО∙и инактивирует их.

β-Каротин, предшественник витамина А, также обладает антиоксидантным действием и ингибирует ПОЛ. 2) Этапы катаболизма жирных кислот: реакции, ферменты. Энергетический эффект полного окисления С16:0. Регуляция процесса β-окисления ВЖК

*Катаболизм жирных кислот в живых организмах протекает в три стадии:

1) β-окисление ‒ специфический путь окисления свободных жирных кислот, заканчивающийся образованием ацетил-СоА. Происходит в матриксе митохондрий в аэробных условиях. Каждый цикл включает реакции дегидрирования, гидратация, дегидрирование, отщепление ацетил-КоА. Продукты каждого цикла β-окисления – ФАДН2, НАДН2 и ацетил-КоА. Регуляция: карнитинацилтрансфераза I, с пособ регуляции – аллостерическое ингибирование (ингибитор малонил-КоА).

Ок-нию жирных к-т предшествует: активация ВЖК в цитоплазме; транспорт ее через мембрану в матрикс митохондрий.

Цикл бета-ок-ния состоит из 4 р-й:

1.Р-я дегидрирования (ф-нт ацил-КОА-дегидрогеназа) происходит отщепление 2х атомов водорода с образ транс-еноил-КОА и вос-ный ФАДН2.

2.Р-я гидратации (ф-нт гидратаза) образ L-3-гидроксиацил-КОА.

3.Р-я дегидрирования (ф-нт 3-гидроксиацил-КОА-дегидрогеназа, кофермент – НАД+) в ходе р-и образ 3-кетоацил-КОА.

4. Тиолитическое расщепление (ф-нт тиолаза) 3-кетоацил-КОА расщепляется на ацетил-SКОА и укороченный ацил-SКОА.

2) цикл лимонной кислоты, в котором осуществляется расщепление ацетильных остатков, образовавшихся при β-окислении ЖК;

3) окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи с образованием АТФ за счет энергии NADH и FADН2.

Энергетический эффект полного окисления С16:0 в ходе 4 последовательных этапов образ:

1.бета-ок-ние: 35 АТФ

2.ЦТК: 12 АТФ

3.ок-ное фосфорилирование: 96 АТФ Итого: 35+96 – 1 = 130 АТФ (1 АТФ на активацию ВЖК)

Регуляция бета-окисления осуществляется на этапе транспорта жирных к-т через мембрану митохондрии (регуляторный фермент карнитинацилтрансфераза-1). Для нервной ткани характерно альфа-ок-ние ВЖК. Тк при этом ок-нии от углеводородной цепи отщепляется по одному атому углерода в виде СО2.

3) Сущность молекулярной адаптации к хроническому действию наркотических веществ. Задача.

Результат анализа мочи: суточный объём – 1,3 л, цвет – «тёмного пива», прозрачность – неполная, плотность – 1058 кг/м3, реакция – слабокислая, осадок – нет, белок – следы, глюкоза – нет, кетоновые тела – нет, эритроциты – нет, лейко- циты – 3-6×', уробилин – следы, билирубин – большое количество, жёлчные кислоты – (+). Да, характерные для подпечёночной (обтурационной) желтухи.

Билет 23-2

1. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Судьба продуктов гликолиза в анаэробных условиях. Биологическое значение анаэробного распада глюкозы. Цикл Кори.

*Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса: С₆Н₁₂0₆ + 2 Н₃Р0₄ + 2 АДФ = 2 С₃Н₆О₃ + 2 АТФ + 2 Н₂O.

Основное физиологическое назначение катаболизма глюкозы заключается в использовании энергии, освобождающейся в этом процессе для синтеза АТФ. Энергия, выделяющаяся в процессе полного распада глюкозы до СО₂ и Н₂О, составляет 2880 кДж/моль.

Первый этап гликолиза – подготовительный, здесь происходит затрата энергии АТФ, активация глюкозы и образование из нее триозофосфатов. 1-5 реакции.

Второй этап гликолиза – это освобождение энергии, содержащейся в глицеральдегидфосфате, и запасание ее в форме АТФ. 6-11 реакции.

Последняя реакция бескислородного окисления глюкозы, одиннадцатая – образование молочной кислоты из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. Важно то, что эта реакция осуществляется только в анаэробных условиях. Эта реакция необходима клетке, так как НАДН, образующийся в 6-й реакции, в отсутствие кислорода не может окисляться в митохондриях.

**Судьба лактата образовавшегося при анаэробном гликолизе. Накопившийся в ходе гликолиза лактат при поступлении кислорода в клетку начинает постепенно превращаться обратно в ПВК. Часть этого пирувата вступает в реакции окислительного декарбоксилирования и ЦТК. АТФ, образующаяся при этом, используется для синтеза из оставшегося количества ПВК глюкозы или гликогена (в условиях покоя). Процесс синтеза глюкозы или гликогена из лактата называется обращением гликолиза. Образование углеводов (например, глюкозы) из веществ, имеющих не углеводное происхождение называют глюконеогенезом.