В образовании одной молекулы мочевины участвует 1 молекула NH4+, 1 молекула CO2, аминогруппа 1 молекулы аспарагиновой кислоты, затрачивается 4 макроэргических связи трех молекул АТФ.

Суммарное уравнение синтеза мочевины:

СО2 + NH3 + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н2О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н3Р04) + АМФ + H4P2O

2. Кальцитонин: химическая природа, механизм действия и биологические эффекты. Паратиреоидный гормон: химическая природа, органымишени, биологические эффекты. Влияние на обмен кальция и фосфора гипо- и гиперпродукции ПТГ.

Кальцитонин.

Природа: белково – пептидная

Место синтеза: К – клетки щитовидной железы или С – клетки паращитовидной железы

Механизм действия: мембранно – внутриклеточный

Биологический эффект: понижает кальций в крови за счёт: почки, кости, кишечник.

Ткани мишени: почки, кости, кишечник

Паратгормон (ПТГ) - одноцепочечный полипептид, состоящий из 84 аминокислотных остатков, действие которого направлено на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в плазме крови.

Органы-мишени для ПТГ - кости и почки.

В костной ткани рецепторы ПТГ локализованы на остеобластах и остеоцитах.

В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция в дистальных извитых канальцах и тем самым снижает экскрецию кальция с мочой, уменьшает реабсорбцию фосфатов.

3.Патобиохимия инфаркта миокарда.

В настоящее время считается доказанным, что причиной развивающегося инфаркта миокарда и острого коронарного синдрома является внутрикоронарный тромбоз, возникающий, как правило, на месте имеющейся атеросклеротической бляшки с поврежденной поверхностью. Атеросклеротическая бляшка является основным элементом атеросклероза. Начальные стадии ее образования связаны с накоплением липидов в макрофагах и в свободном состоянии в тканях, с пролиферацией гладкомышечных клеток и образованием коллагена. Вследствие этих процессов образуется атеросклеротическая бляшка с ядром, в котором содержатся внеклеточные липиды. Ядро заключено в фиброзную соединительнотканную капсулу. Помимо свободного холестерина в ядре содержатся пенистые клетки – наполненные липидами мкрофаги. Макрофаги разрушаются, и их липидное содержимое увеличивает ядро бляшки. Форма и состав атеросклеротических бляшек определяют прогрессирование коронарной болезни сердца.

4.ЗАДАЧА: При проведении теста на толерантность к глюкозе её концентрация в крови натощак и через 2 ч после сахарной нагрузки оказалась, соответственно 5 и 11,1 ммоль/л. Имеется ли в этих результатах отклонение от нормы? С какой целью выполнено это исследование?

Если после проведения теста на толерантность к глюкозе уровень сахара в крови остался на уровне свыше 11,1 ммоль/л, то это является непосредственным признаком сахарного диабета. Это исследование проводится в случае, когда промежуток уровня глюкозы натощак 4,5-6,9 ммоль/л, что является неоднозначным результатом, поэтому для подтверждения диагноза СД выполняют данный тест.

Билет 20

1. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Содержание мочевой кислоты в сыворотке крови в норме и причины его повышения. Подагра.

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

3. Полиморфизм гена апобелка Е, клиническое значение.

1. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Содержание мочевой кислоты в сыворотке крови в норме и причины его повышения. Подагра

Реакции образования пуриновых нуклеотидов начинаются с синтеза 5-фосфорибозил-1-дифосфата, являющегося общим донором фосфорибозы в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. ФРДФ образуется из рибозо-5-фосфата и АТФ в реакции, катализируемой ФРДФ-синтетазой:

Синтез первого пуринового нуклеотида - инозин-5'-монофосфата (ИМФ) включает 10 стадий и идет с затратой шести молекул АТФ.

Конечный продукт катаболизма пурина у человека - мочевая кислота. Превращение мочевой кислоты в аллантоин может протекать неферментативно. Эта реакция рассматривается как один из механизмов антиоксидантной защиты клетки у организмов, утративших способность синтезировать аскорбиновую кислоту, а мочевая кислота как важный антиоксидант, заменивший аскорбиновую кислоту.

В норме содержание в крови мочевой кислоты у женщин 0,16–0,4 ммоль/л, у мужчин — 0,24–0,60 ммоль/л.

Если мочевой кислоты производится слишком много или недостаточно выделяется с мочой, она накапливается в организме, что проявляется ее высокой концентрацией в крови (гиперурикемией). Постоянно повышенный уровень мочевой кислоты может быть причиной подагры – воспаления суставов, при котором кристаллы мочевой кислоты откладываются в суставной (синовиальной) жидкости. 

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

Инсулин - гормон сытости (анаболический гормон), синтезируется в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. (в α-клетках глюкогон – гормон голода, в Д-клетках соматостатин, и панкреатический полипептид).

Какие метаболические процессы регулирует инсулин?

1. Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, аминокислот и Са2+.

2. Активирует гексокиназу, ключевые ферменты гликолиза; дегидрогеназы цикла трикарбоновых кислот и пентозного пути, редуктазы синтеза жирных кислот.

3. Тормозит фосфоролиз гликогена (гликоген фосфорилазы), тормозит липолиз и глюконеогенез.

4. Влияет на процессы репликации и транскрипции, участвуя в регуляции клеточной дифференцировки, пролиферации и трансформации.

Биосинтез инсулина

Включает образование двух неактивных предшественников препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательногопротеолиза превращаются в активный гормон.

1. Биосинтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с эндоплазматическим ретикулумом (ЭР).

2. Сигнальный пептид проникает в просвет ЭР и направляет туда проникновение полипептидной цепи.

3. Образуется препроинсулин, который содержит сигнальный пептид из 24 АК остатков.

4. Сигнальный пептид отщепляется, образуется проинсулин.

5. Проинсулин поступает ваппарат Гольджи, где под действием специфических протеаз расщепляется в нескольких участках.

6. Образуется инсулин + С-пептид

7. Инсулин + С-пептид включаются в секреторные гранулы.

8. В гранулах инсулин соединяется с Zn2+

9. Зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, а инсулин и С-пептид секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза.

10. После секреции в кровь олигомеры инсулина распадаются.

3.Полиморфизм гена апобелка е, клиническое значение.

Ген ApoE картирован на 19 хромосоме и включает 4 экзона и 3 интрона. Полиморфизм этого гена определяет носительство той или иной изоформы ApoE.

В настоящее время показано, что носительство аллели ApoE является фактором, повышающим риск развития ряда заболеваний, в частности ИБС и болезни Альцгеймера. Это напрямую связано с механизмом действия белка ApoE, а также может быть связано и с влиянием данного фактора на эффективность проводимой профилактики и лечения.

4.Задача.

У больного обнаружена глюкоза в моче, концентрация глюкозы в крови – 11 ммоль/л, содержание С-пептида – ниже нормы. О каких нарушениях в организме говорят эти данные.

С-пептид освобождается при образовании активной формы инсулина. Снижение содержания С-пептида говорит о сниже- нии синтеза инсулина, т.е., сахарном диабете I типа.

Билет 21

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

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

3. Концепция «двууглеродного голода».

4.Задача.

В эксперименте с культурой клеток обнаружено, что при активации ПОЛ повышается концентрация ионов Са2+ в цитоплазме. Как можно объяснить это явление?

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 22

1. Обмен железа: основные функции, пул железа в организме.Всасывание железа в кишечнике, «ферритиновый» блок.Транспорт железа в плазме крови. Нарушения метаболизма железа (железодефицитные состояния, гемосидероз).

Железо в организме играет важную роль в регуляции обмена веществ, входит в состав ферментов оксидоредуктаз.

Общее количество железа – 3-5 г распределяются следующим образом:

● Железо, входящее в состав эритроцитов костного мозга и циркулирующих эритроцитов – 65 %;

● Тканевое железо (ферменты, миоглобин) – 15%;

● Железо запасов (связанное с ферритином, гемосидерином) – 20%;

● Железо транспортное (связанное с трансферрином) – 0,1 – 0,2 %

Всасывание железа.

1. В пище железо присутствует в трехвалентной форме, на восстановление его аскорбиновой кислотой до двухвалентного существенно увеличивается его всасывание. Поступление железа из энтероцитов в кровь зависит от скорости синтеза в них транспортных белков.

2. Поступает с пищей Fe3+ астирбат и переводит в Fe2+.

Наибольшее количество железа всасывается в 12 перстной и тощей кишках.

Существует 2 системы транспорта Fe в кровь: быстро обменивающаяся и медленно обменивающаяся.В плазме крови железо транспортируется в комплексе с трансферрином.

Трансферрин – транспортный белок, относится к группе β – глобулинов, имеет молекулярную массу 88000 Д.

Место синтеза: в основном – печень, в небольших количествах в лимфоидной ткани, молочной железе, половых железах.

Причины дефицита железа:

● потеря крови (желудочно – кишечные кровотечения, менструации и т. д.);

● увеличение физиологического дефицита в железе возникает при росте, беременности, родах, лактации, голодании;

● нарушение всасывания железа в кишечнике, нарушение кислото– и ферменто образующей функции желудка;

● хронические инфекции, интоксикации, гиповитаминозы (особенно С - гиповитаминоз), опухолевые процесы;

● элементарный дефицит железа;

● прием некоторых лекарственных препаратов.

Билет 23

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

2. Сущность молекулярной адаптации к хроническому действию наркотических веществ.

3.Этапы катаболизма жирных кислот: реакции, ферменты. Энергетический эффект полного окисления С16:0. Регуляция процесса β-окисления ВЖК

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

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

Первые два этапа переваривания липидов, эмульгирование и гидролиз, происходят практически одновременно. Вместе с этим, продукты гидролиза не удаляются, а оставаясь в составе липидных капелек, облегчают дальнейшее эмульгирование и работу ферментов.

• Переваривание в ротовой полости

У взрослых в ротовой полости переваривание липидов не идет, хотя длительное пережевывание пищи способствует частичному эмульгированию жиров.

• Переваривание в желудке

У взрослых теплая среда и перистальтика желудка вызывает некоторое эмульгирование жиров. При этом даже низко активная липаза расщепляет незначительные количества жира, что важно для дальнейшего переваривания жиров в кишечнике, т.к. наличие хотя бы минимального количества свободных жирных кислот облегчает эмульгирование жиров в двенадцатиперстной кишке и стимулирует секрецию панкреатической липазы.

• Переваривание в кишечнике

Под влиянием перистальтики ЖКТ и составных компонентов желчи пищевой жир эмульгируется. Образующиеся при переваривании лизофосфолипиды также являются хорошим поверхностно-активным веществом, поэтому они способствуют дальнейшему эмульгированию пищевых жиров и образованию мицелл.

Переваривание ТАГ в кишечнике осуществляется под воздействием панкреатической липазы.

В кишечном соке также имеется активность фосфолипазы А2 и фосфолипазы С.

Для работы всех указанных гидролитических ферментов в кишечнике необходимы ионы Са2+, способствующие удалению жирных кислот из зоны катализа.

2. Метаболизм скелетных мышц ( поперечно-полосатые мышцы)

АТФ, необходимая в качестве постоянного источника энергии для мышечного цикла сокращение-расслабление, может образовываться за счет: гликолиза, гликогенолиза, окислительного фосфорилирования, креатинфосфата или двух молекул АДФ. Запасы АТФ в скелетной мышце после сокращения быстро истощается.

70-80 % АТФ обеспечивает сокращение мышц, остальная энергия тратится на транспорт катионов, синтез продуктов, поддерживающих целостность структуры мембран.

Медленные скелетные мышцы имеют значительные резервы кислорода в миоглобине. Они обильно снабжаются кровью, в них много митохондрий. Основной источник АТФ – окислительное фосфорилирование. Сокращение происходит более медленно, чем у белых мышц, но они дольше не утомляются.

Белые быстрые мышцы хуже снабжаются кровью. Следовательно кислородные запасы их меньше, АТФ образуется в процессе гликолиза, но из-за низкого темпа гликолиза и малого выхода АТФ, в них развивается утомление из-за накопления лактата. Эти мышцы осуществляют быстрые реакции – спасения бегством. В связи с длительным состоянием напряжения, красные мышцы резервируют кислород в миоглобине, поэтому они окрашены в красный цвет, из-за гема, который отсутствует в белых мышцах.

3.Концепция «двууглеродного голода».

Феномен физической зависимости объясняется на молекулярном уровне на основании концепции о «двууглеродном голоде».

Хроническое употребление этанола ведет к торможению и деградации систем эндогенного синтеза этих метаболитов и к адаптивному усилению их катаболизма. В результате экзогенное поступление их в организм становится необходимым.

При острой алкогольной интоксикации изменение функций центральной нервной системы и различных органов человека является следствием воздействия на организм не столько самого алкоголя, сколько его основного метаболита – ацетальдегида. Ацетальдегид обладает высокой реакционной способностью, взаимодействуя с различными биомолекулами (белками, липидами, нуклеиновыми кислотами) и вызывая их повреждение. Цитогенетические нарушения (анеуплоидия, хромосомные аберрации) связаны с действием ацетальдегида, который способствует образованию ковалентных поперечных сшивок в ДНК и нуклеопротеидных комплексах.