Ответ к задаче №6 ЛИПОГЕНЕЗ- процесс, при котором глюкоза и другие вещества из содержащихся в пище углеводов превращаются в организме в жирные кислиоы

Роль в организме

Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов. Всё это реакции синтеза сложных веществ в организме: осуществление активного переноса молекул через биологические мембраны, в том числе и для создания трансмембранного электрического потенциала; осуществления мышечного сокращения.

Помимо энергетической АТФ выполняет в организме ещё ряд других не менее важных функций:

· Вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот.

· Кроме того, АТФ отводится важное место в регуляции множества биохимических процессов. Являясь аллостерическим эффектором ряда ферментов, АТФ, присоединяясь к их регуляторным центрам, усиливает или подавляет их активность.

· АТФ является также непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата — вторичного посредника передачи в клеткугормонального сигнала.

· Также известна роль АТФ в качестве медиатора в синапсах.

 

 

Задача № 15

В эксперименте изучали превращение глюкозы в рибозо-5-фосфат окислительным путем. В качестве субстрата использовали глюкозу, меченую по 1-му атому углерода. Будет ли метка обнаруживаться в пентозе? В каком органе - печени или мышцах - скорость включения метки будет выше?

Для ответа вспомните

1. Что такое пентозофосфатный путь?

2. Какие этапы выделяют в пентозофосфатном пути?

3. Напишите схему окислительной части этого процесса.

Ответ к задаче №15

Нет, не будет, так как меченый атом ¹⁴С был удален в составе СО₂ в результате декарбоксилирования 6-фосфоглюконовой кислоты.

1. Пентозофосфатный путь является альтернативным путем окисления глюкозы. Он включает несколько циклов, в результате функционирования которых из трех молекул глюкозо-6-фосфата образуются три молекулы CO2 и три молекулы пентоз. Последние используются для регенерации двух молекул глюкозо-6-фосфата и одной молекулы глицеральдегид-3-фосфат а. Поскольку из двух молекул глицеральдегид-3-фосфата можно регенерировать молекулу глюкозо-6-фосфата, глюкоза может быть полностью окислена при превращении по пентозофосфатному пути:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP+ -> 3 CO2 + 2 Глюкозо-6-фосфат + Глицеральдегид-3-фосфат + 6 NADPH + 6 H+.

2. В пентозофосфатном пути можно выделить две фазы - окислительную и неокислительную.

Исходным субстратом окислительной фазы является глюкозо-6-фосфат, который непосредственно подвергается дегидрированию с участием НАДФ-зависимой дегидрогеназы (рисунок 16.1, реакция 1). Продукт реакции гидролизуется (реакция 2), а образующийся 6-фосфоглюконат дегидрируется и декарбоксилируется (реакция 3). Таким образом, происходит укорочение углеродной цепи моносахарида на один углеродный атом («апотомия»), и образуется рибулозо-5-фосфат.

Неокислительная фаза пентозофосфатного пути начинается с реакций изомеризации. В ходе этих реакций одна часть рибулозо-5-фосфата изомеризуется в рибозо-5-фосфат, другая - в ксилулозо-5-фосфат. Следуюшая реакция протекает при участии фермента транскетолазы, коферментом которой является тиаминдифосфат (производное витамина B1). В этой реакции происходит перенос двухуглеродного фрагмента с ксилулозо-5-фосфата на рибозо-5-фосфат:

Образовавшиеся продукты взаимодействуют между собой в реакции, которая катализируется трансальдолазой и заключается а переносе остатка дигидроксиацетона на глицеральдегид-3-фосфат. Продукт этой реакции эритрозо-4-фосфат участвует во второй транскетолазной реакции вместе со следующей молекулой ксилулозо-5-фосфата

Задача № 17

Часть лактата, поступающего в печень при физической работе, превращается в глюкозу (глюконеогенез), а часть - сгорает до углекислого газа и воды, чтобы обеспечить глюконеогенез энергией. Каково соотношение между этими частями лактата?

Для ответа вспомните:

1. Что такое глюконеогенез?

2. Каковы энергетические затраты глюконеогенеза?

3. Напишите схему окисления лактата до углекислого газа и воды? Сколько АТФ при этом образуется?

Ответ к задаче №17

Из 7 молекул лактата 6 молекул идут в ГНГ на образование 3 молекул глюкозы (18 АТФ), а 1 молекула лактата окисляется до CO₂ и Н₂О, чтобы обеспечить энергетические затраты ГНГ.

1. Глюконеогенез - биосинтез глюкозы из различных соединений неуглеводной природы. Биологическая роль глюконеогенеза заключается в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови, что необходимо для нормального энергообеспечения тканей, для которых характерна непрерывная потребность в углеводах. Особенно это касается центральной нервной системы.
2. Энергетические затраты глюконеогензу

Формирование глюкозы из пирувата является термодинамически невыгодным процессом, поэтому оно должно быть сопряженное с екзергоничнимы реакциями, а именно гидролизом нуклеотидтрифосфатив ^[16]. Суммарное уравнение глюконеогенеза, в случае, когда исходным веществом выступает пируват, выглядит так:

2 Пируват + 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДH (H ^{+) +} 4H ₂ O → глюкоза + 4АДФ + 2ГТФ + 6Ф _н + 2НАД ^+;

Так что для образования одной молекулы глюкозы необходима энергия шести високоенргетичних фосфатных групп (четырех от АТФ и двух от ГТФ). Также в этом процессе используются две молекулы НАДH для восстановления 1,3-бисфосфоглицерату.

Для сравнения суммарное уравнение гликолиза:

Глюкоза + 2АДФ + 2Ф _р + НАД ⁺ → 2 пируват + 2АТФ + 2H ₂ O + НАДH (H ^+);

Очевидно, что глюконеогенез не просто обратным к гликолиза, поскольку в таком случае для его прохождения хватало бы всего двух молекул АТФ. Глюконеогенез относительно энергетически "дорогой" метаболический путь, многие из энергии требуется для обеспечения его необратимости. По клеточных условий суммарное изменение свободной энергии в процессе гликолиза составляет около -63 кДж / моль, а в глюконеогенезе - 16 кДж / моль

 

Задача № 18

Сколько молекул АТФ можно синтезировать за счет энергии окисления I молекулы глюкозы до CO₂ и Н₂О при следующих условиях:

а) функционируют все элементы дыхательной цепи; б) заблокирована НАДН-дегидрогеназа; в) разрушены митохондрии.

Для выполнения расчетов:

1. Напишите схему превращения глюкозы до углекислого газа и воды.

2. Вспомните, что такое дыхательная цепь? Её значение и локализация?

3. Укажите роль НАДН-дегидрогеназы.

Ответ к задаче №18

а) если функционируют все элементы дыхательной цепи - 38 АТФ; б) если заблокирована НАДН-дегидрогеназа - 8 АТФ; в) если разрушены митохондрии - 2 АТФ за счет гликолиза.

1. При расщеплении молекулы глюкозы под действием ферментов происходит обратный процесс - высвобождение энергии и образование молекул углекислого газа и воды. Таким образом, при синтезе идет поглощение энергии, при расщеплении - выделение энергии. Именно таким способом растения, животные и человек получают энергию для своего роста и движения во всём организме.

2. Дыхательная цепь является частью процесса окислительного фосфорилирования (см. с. 126). Компоненты дыхательной цепи катализируют перенос электронов от НАДН + Н+ или восстановленного убихинона (QH2) на молекулярный кислород. Из-за большой разности окислительно-восстановительных потенциалов донора (НАДН + Н+ и, соответственно, QH2) и акцептора (О2) реакция является высокоэкзергонической (см. с. 24). Большая часть выделяющейся при этом энергии используется для создания градиента протонов (см. с. 128) и, наконец, для образования АТФ с помощью АТФ-синтазы.
Дыхательная цепь включает три белковых комплекса (комплексы I, III и IV), встроенных во внутреннюю митохондриальную мембрану, и две подвижные молекулы-переносчики — убихинон (кофермент Q) и цитохром с. Сукцинатдегидрогеназа, принадлежащая собственно к цитратному циклу, также может рассматриваться как комплекс II дыхательной цепи. АТФ-синтаза (см. с. 144) иногда называется комплексом V, хотя она не принимает участия в переносе электронов. Комплексы дыхательной цепи построены из множества полипептидов и содержат ряд различных окислительно-восстановительных коферментов, связанных с белками (см. сс. 108, 144). К ним принадлежат флавин [ФМН (FMN) или ФАД (FAD), в комплексах I и II], железо-серные центры (в I, II и III) и группы гема (в II, III и IV). Детальная структура большинства комплексов еще не установлена

3. ЭТЦ запасает энергию, выделяющуюся в ходе окисления НАД∙Н и ФАДН₂ молекулярным кислородом(в случае аэробного дыхания) или иными веществами (в случае анаэробного) в форме трансмембранного протонного потенциала за счёт последовательного переноса электрона по цепи, сопряжённого с перекачкой протонов через мембрану.

У прокариот ЭТЦ локализована в ЦПМ, у эукариот — на внутренней мембране митохондрий. Переносчики расположены по своему окислительно-восстановительному потенциалу, транспорт электрона на всём протяжении цепи протекает самопроизвольно.

Протонный потенциал преобразуется АТФ-синтазой в энергию химических связей АТФ. Сопряжённая работа ЭТЦ и АТФ-синтазы носит названиеокислительного фосфорилирования.

 

 

Задача № 20

В гипоэнергетическом состоянии клетка начинает использовать НАДФН в качестве источника энергии. Сколько АТФ образуется при окислении 1 молекулы глюкозо-6-фосфата до рибозо-5-фосфата в аэробных условиях?

Для ответа:

1. Назовите процесс, в котором происходит восстановление НАДФН.

2. Напишите схему окисления глюкозо-6-фосфата до рибозо-5-фосфата.

3. Укажите фермент, необходимый для передачи водорода от НАДФН в дыхательную цепь?

Ответ к задаче №20

В результате трансгидрогеназной реакции водороды с НАДФН переходят на НАД+. Восстановленный НАДН поступает в дыхательную цепь, где служит источником энергии для синтеза 3 молекул АТФ. Поскольку в окислительной стадии ПФП образуется 2 молекулы НАДФН, энергетический выход составит 6 молекул АТФ.

1.фотосинтез

2.

ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН

Задача № 1

У больного при зондировании 12-перстной кишки установлена задержка оттока желчи из желчного пузыря. Влияет ли это на переваривание жиров?

Для ответа вспомните:

1. Какие компоненты желчи участвуют в переваривании липидов?

2. Какие функции они выполняют?

Ответ к задаче №1 1. Желчные кислоты представляют собой основной конечный продукт метаболизма холестерина. В желчи человека в основном содержатся холевая (3,7,12-триоксихола-новая), дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая) и хенодезоксихолевая (3,7-диоксихолановая) кислоты (все гидроксильные группы имеют α-конфи-гурацию и поэтому обозначены пунктирной линией): Кроме того, в желчи человека в малых количествах содержатся лито-холевая (3α-оксихолановая) кислота, а также аллохолевая и уреодезокси-холевая кислоты – стереоизомеры холевой и хенодезоксихолевой кислот. Как отмечалось, желчные кислоты присутствуют в желчи в конъюги-рованной форме, т.е. в виде гликохолевой, гликодезоксихолевой, гли-кохенодезоксихолевой (около 2/3 – 4/5 всех желчных кислот) или таурохо-левой, тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой (около 1/5 – 1/3 всех желчных кислот) кислот. Эти соединения иногда называют парными желчными кислотами, так как они состоят из двух компонентов – желчной кислоты и глицина или таурина. Соотношения между конъюгатами обоих видов могут меняться в зависимости от характера пищи: в случае преобладания в ней углеводов увеличивается относительное содержание глициновых конъюгатов, а при высокобелковой диете – тауриновых конъюгатов. Строение парных желчных кислот может быть представлено в следующем виде: Считают, что только комбинация соль желчной кислоты + ненасыщенная жирная кислота + моноглицерид придает необходимую степень эмульгирования жира. Соли желчных кислот резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию

Да влияет, так как не будут в полной мере проявляться функции желчных кислот.

Задача № 2

В крови пациента отмечено повышение содержания липидов.

1. Может ли это зависеть от нарушения правил взятия крови на анализ?

2. Как называется это состояние?

3. В составе каких соединений находятся липиды в крови?

Ответ к задаче №2 Липиды - один из важнейших классов сложных молекул, присутствующих в клетках и тканях животных в составе жировой ткани, играющую важную физиологическую роль.

В состав этих малорастворимых в воде соединений, разнообразных по структуре, как правило, входят жирные кислоты или их производные и глицерин.

Липиды выполняют самые разнообразные функции. Они входят в состав клеточных мембран, служат предшественниками стероидных гормонов, желчных кислот, простагландинов ифосфоинозитидов. В крови содержатся отдельные компоненты липидов (насыщенные жирные кислоты, мононенасыщенные жирные кислоты и полиненасыщенные жирные кислоты),триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды. Все эти вещества не растворимы в воде, поэтому в организме имеется сложная система транспорта липидов. Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты переносятся кровью в виде комплексов сальбумином. Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов

Да может, если кровь взяли у пациента после еды. Это состояние называется гиперлипидемия. В этом случае кровь богата хиломикронами.

Задача № 3

Через 5 часов после обеда котлетами из жирной свинины у человека провели исследование крови. Обнаружили повышение содержания липидов. Какие липиды преобладали и в какой форме?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Какие вы знаете транспортные формы липидов в крови?

2. Опишите состав и строение этих форм.

3. Как изменится вид сыворотки крови после приема жирной пищи?

Ответ к задаче №3 Новосинтезированные ТАГ, фосфолипиды и другие всосавшиеся липиды покидают клетки слизистой кишечника, попадая сначала в лимфу, а с током лимфы – в кровь. В связи с тем, что большинство липидов нерастворимы в водной среде, транспорт их в лимфе, а затем – в плазме крови осуществляется в комплексе с белками. В плазме крови можно обнаружить все типы липидов, а также продукты их превращения — сво­бодные жирные кислоты и кетоновые тела.

Особенностью цир­куляции липидов в крови, связанной с их нерастворимостью в воде, является то, что и триглицериды, и холестерин, и фосфолипиды в сво­бодном виде в плазме крови не существуют. Они связаны с белками плазмы — апопротеинами, образуя липид-белковые комплексы, извест­ные под названием липопротеины (или липопротеиды - оба названия равноценны). Липопротеиды — это транспортная фор­ма липидов в крови, водорастворимость этих комплексов обеспечивает активное включение липидов плазмы в процессы метаболизма. Все липопротеиды содержат в себе одновременно триглицериды,

Триглицериды – эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Триглицериды являются основным источником энергии для клеток. Транспорт триглицеридов от кишечника к тканям осуществляется в виде хиломикронов. Нейтральный жир экзогенного происхождения поступает с пищей, гидролизуется в просвете тонкого кишечника до глицерина и жирных кислот, в дальнейшем при их всасывании в стенке кишечника происходит ресинтез триглицеридов и они включаются в состав хиломикронов. Часть триглицеридов синтезируется в печени из жировой ткани при липолизе свободных жирных кислот, в кровеносное русло они поступают в виде липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). При содержании триглицеридов в сыворотке крови более 5,6 ммоль/л наблюдается хилёз (сыворотка становится мутной). В большинстве случаев такая триглицеридемия является следствием особенностей диеты. Уровень триглицеридов обычно подвержен значительным суточным колебаниям. Вторичная триглицеридемия часто наблюдается при таких заболеваниях как сахарный диабет, почечная недостаточность, хронический и острый панкреатиты, ожирение, хронический алкоголизм.

Через 5 часов после еды в крови можно обнаружить липопротеины, в основном ЛПНП (60%), ЛПОНП (15%), ЛПВП (25%).

Задача № 4

В организме человека примерно 4 г желчных кислот. За сутки они совершают в среднем 6 оборотов между печенью и ЖКТ. За каждый оборот реабсорбируется примерно 96% желчных кислот.

1. Сколько граммов желчных кислот синтезируется ежедневно?

2. Сколько дней в среднем циркулирует молекула желчной кислоты?

Ответ к задаче №4 Основная часть желчных кислот (90-95 %) из полости кишечника всасывается в клетки, с кровью воротной вены попадает в печень и повторно используется при образовании желчи. В результате этого вторичные желчные кислоты, возникшие при участии кишечных микроорганизмов, становятся равноправными функциональными компонентами желчи. Желчные кислоты проходят энтерогепатический круг 5-10 раз за сутки.Небольшая часть желчных кислот — около 0,5 г за сутки — выводится с калом. Эта убыль компенсируется синтезом в печени новых желчных кислот в таком же количестве; фонд желчных кислот обновляется полностью примерно за 10 дней.
Холестерин также выводится в основном через кишечник. В кишечник холестерин поступает из двух источников — с пищей и из печени в составе желчи. В суточном рационе при обычном питании содержится 0,5-1 г холестерина; с желчью поступает около 2 г в сутки. В люмене кишечника холестерин пищи и холестерин желчи образуют смешанный фонд холестерина (холестерин суммарный,
рис. 10.34), в котором уже неразличимо происхождение отдельных молекул. Часть холестерина этого фонда всасывается в кровь, а часть — экскретиру-ется с калом. Холестерин, всосавшийся в кровь, содержит фракцию, происходящую из желчи, и фракцию, происходящую из пищи. Вторая из этих фракций обозначается как экзогенный холестерин, в отличие от эндогенного холестерина, синтезированного в печени из ацетил-КоА. Экскретируемый холестерин тоже включает фракции, происходящие из желчи За сутки синтезируется0,96г желчных кислот.

Задача № 5

У больного вследствие хронической недостаточности печени и кишечника нарушено всасывание липидов. Какие сопутствующие гиповитаминозы отягощают состояние больного?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Как происходит всасывание продуктов переваривания липидов?

2. Какие витамины всасываются вместе с продуктами переваривания липидов?

Ответ к задаче №5 5. С пищей в организм ежедневно поступает от 80 до 150 г липидов. Основную массу составляют жиры, наряду с глюкозой служащие главными источниками энергии. Хотя калорийность жиров значительно выше, чем углеводов (9 по сравнению с 4,7 ккал/моль), при рациональном питании жиры обеспечивают не более 30% от общего количества калорий, поступающих с пищей. Жидкие жиры (масла) содержат в своём составе полиеновые жирные кислоты, которые не синтезируются в организме; поэтому жидкие жиры должны составлять не менее одной трети жиров пищи. С липидами в организм поступают и жирорастворимые витамины A, D, Е, К. Переваривание липидов пищи происходит в кишечнике. Основные продукты гидролиза (жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы) после всасывания подвергаются ресинтезу и последующей упаковке в хиломикроны (ХМ) в клетках слизистой оболочки кишечника.

Гиповитаминозы А, Д, Е, К. Q.

Задача № 6

Сколько АТФ потребуется для синтеза трипальмитина из глицерина и пальмитиновой кислоты?

Для выполнения расчетов:

1. Вспомните, в каком виде глицерин и пальмитиновая кислота участвуют в синтезе жира?

2. Напишите схему липогенеза.

3. Укажите реакции, в которых расходуется АТФ.

Ответ к задаче №6 ЛИПОГЕНЕЗ- процесс, при котором глюкоза и другие вещества из содержащихся в пище углеводов превращаются в организме в жирные кислиоы

. на образование одной молекулы малонил-КоА из ацетил-КоА расходуются одна молекула АТФ и одна молекула СО2, которая затем отщепляется, суммарное уравнение можно представить в следующем виде:

4 АТФ. Энергия необходима для процессов активации глицерина и жирных кислот.

 

Задача № 7

Экспериментально доказано, что жирные кислоты – естественное энергетическое «горючее» для сердца. Подсчитайте и сравните энергетический эффект аэробного окисления глюкозы и пальмитиновой кислоты.

Для ответа:

1. Напишите суммарное уравнение β-окисления пальмитиновой кислоты.

2. Рассчитайте энергетический выход окисления пальмитиновой кислоты до углекислого газа и воды.

3. Напишите схему аэробного окисления глюкозы.

4. Рассчитайте энергетический выход при окислении глюкозы до углекислого газы и воды.

Ответ к задаче №7 Суммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты можно записать так:

Аэробный распад глюкозы. 1-10- реакции аэробного гликолиза; 11 - малат-аспартатный челночный механизм транспорта водорода в митохондрии; 2 (в кружке) - стехиометрический коэффициент.

 

:

Окисление 1 молекулы глюкозы приводит к образованию 38 АТФ, а окисление пальмитиновой кислоты – 130 АТФ.

Задача № 8

Сколько молекул ацетил-КоА надо окислить до углекислого газа и воды, чтобы покрыть энергетические затраты на синтез 3 молекул стеариновой кислоты?

Для ответа:

1. Напишите суммарное уравнение синтеза стеариновой кислоты.

2. Подсчитайте энергетические затраты на синтез стеариновой кислоты.

3. Напишите схему окисления ацетил-КоА до углекислого газа и воды.

4. Укажите энергетический выход полного окисления ацетил-КоА.

Ответ к задаче №8

В результате окисления ПВК образ молекулы Ацетил КоА(«активной»формы уксусной кислоты), 2 атома водорода (в виде НАДН + Н)и молекула СО2

СН3-СО-СООН+НS-кОа+НАД+СН3--С~ S-~КоА+СО2+НАДН+Н

2 молекулы, так как на синтез 3 молекул стеариновой кислоты требуется 24 АТФ, а при окислении 1 ацетил-коА образуется 12 АТФ.

Задача № 9

У пациента в крови и моче резко повышено содержание кетоновых тел. Какие данные необходимы для уточнения причин этого повышения?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Что такое кетоз, и чем он сопровождается?

2. Какие виды кетоза вы знаете?

Ответ к задаче №9

кетоз
(Ketonuria bovinus) — это заболевание, которое сопровождается расстройством пищеварения, гипогликемией, кетонурией, кетонемией, органическими изменениями печени и нарушением функций надпочечно-гипофизарной системы. Болеют в основном высокопродуктивные коровы, в возрасте 5—8 лет и в первые недели после отела.
Различают первичные, или метаболические кетозы, возникающие на почве погрешностей в кормлении (голодание или избыточное скармливание энергоемких кормов) и содержании, и вторичные, которые сопутствуют ацидозам, заболеваниям желудочно-кишечного тракта и акушерско-гинекологическим, а также кормовым отравлениям, некоторым инфекционным и инвазионным болезням.
Для кетоза характерна сезонность; он чаще встречается в стойловый период содержания.

Содержание кетоновых тел может быть повышено при сахарном диабете (патологический кетоз), голодании, тяжелой мышечной работе, беременности (физиологический кетоз). Необходимо определить глюкозу в сыворотке крови.

Задача № 10

Сколько молекул АТФ образуется при окислении 10 молекул глицерина до углекислого газа и воды?

Для выполнения расчетов:

1. Вспомните, как происходит активация глицерина?

2. Напишите схему окисления глицерина до углекислого газа и воды.

Ответ к задаче №10

210-220 молекул АТФ (в зависимости от использования НАД- или ФАД-зависимой дегидрогеназы 3-фосфоглицерола.Сначала глицерин при участии глицеролфосфокиназа преращ в альфа глицеролфосфат.Последней под действием НАДзависимой альфаглицеролфосфатдигидрогеназы реращ в дигидроксиацетонфосфат, которой яв-сь обычным метоболитом гликолиза включаетс в гликолиз и превращ до лактак в анаэробных условиях или до СО2 Н2О в аэробных.Превращение 1 молек глицерина дает 1 молек АТФ в анаэробн условиях и 19 молек АТФв аэтобных.

Задача № 11

Для чего больному атеросклерозом при выписке из больницы рекомендуют диету, стимулирующую отток желчи и усиление перистальтики кишечника?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Что такое атеросклероз?

2. Где и из чего образуются желчные кислоты?

3. Какие продукты необходимо включить в рацион для усиления перистальтики кишечника?

Ответ к задаче №11

Атеросклероз (от греч. ἀθέρος — мякина, кашица + σκληρός — твёрдый, плотный) — хроническое заболевание артерий эластического и мышечно-эластического типа, возникающее вследствие нарушения липидного обмена и сопровождающееся отложением холестерина и некоторых фракций липопротеидов в интиме сосудов. Отложения формируются в виде атероматозных бляшек. Последующее разрастание в них соединительной ткани (склероз), и кальциноз стенки сосуда приводят к деформации и сужению просвета вплоть до облитерации (закупорки). Атеросклероз сосудов сердца ведет к развитию ишемической болезни сердца

Желчные кислоты — монокарбоновые гидроксикислоты из класса стероидов, производные холановой кислоты С₂₃Н₃₉СООН.
Основными типами желчных кислот, циркулирующими в организме человека, являются так называемые первичные желчные кислоты, которые первично продуцируются печенью, холевая и хенодезоксихолевая, а также вторичные, образующиеся из первичных желчных кислот в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры: дезоксихолевая, литохолевая, аллохолевая и урсодеоксихолевая. Из вторичных кислот в кишечно-печёночной циркуляции в заметном количестве участвует только дезоксихолевая кислота, всасываемая в кровь и секретируемая затем печенью в составе желчи. В желчи желчного пузыря человека желчные кислоты находятся в виде конъюгатов холевой, дезоксихолевой и хенодезоксихолевой кислот с глицином и таурином: гликохолевой, гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой, таурохолевой, тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой кислотой — соединениями, называемыми также парными кислотами.

Грубая растительная клетчатка способствующая увеличению содержимого кишечника, растяжению кишечной стенки и увеличению брожения вследствие усиления бактериальных процессов. Наибольшее количество грубой растительной клетчатки содержится в отрубях, ржаном хлебе, хлебе грубого помола, гречневой крупе, фруктах, особенно в их кожице, овощах с твердой клетчаткой, таких как свекла, огурцы, кабачки, баклажаны капуста, репа.

Это делают для того, чтобыувеличить выведение желчных кислот с фекалиями. Так как для синтеза желчных кислот используется холестерин, чем больше желчных кислот будет выведено из организма, тем больше холестерина потребуется для синтеза новых молекул этих кислот.

Задача № 12

В процессе подготовки животных к зимней спячке изменяется фосфолипидный состав мембран. Эти изменения заключаются в первую очередь в увеличении содержания полиненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов. Как увеличение содержания полиненасыщенных жирных кислот влияет на структуру липидного бислоя мембран при понижении температуры?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Вспомните, какие жирные кислоты называют полиненасыщенными?

2. Назовите их представителей.

2. Возможен ли синтез этих соединений в организме?

Ответ к задаче №12 Когда в молекуле жирной кислоты присутствует несколько двойных связок между атомами углерода, ее называют полиненасыщенной жир­ной кислотой. Если первая двойная связка в молекуле находится на третьем углероде от метилового края, это жирная кислота носит назва­ние омега-3. Если же такая первая двойная связка в молекуле нахо­дится на шестом углероде от метилового края, то она, соответственно, именуется омега-6 (Большинство мононенасыщенных жиров относятся к категории жирных кислот омега-6, наиболее важной из которых является олеиновая кислота, основной компонент масла). К категории полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) относятся жирные кислоты с двумя, тремя, четырьмя и более двойными связями. Ненасыщенные жирные кислоты обозначают в зависимости от расположения ближайшей двойной связи к концевой метильной группе кислоты. Наиболее важное значение имеют Омега-3 и Омега-6 ПНЖК. Существуют также Омега-9 мононенасыщенные жирные кислоты (олеиновая кислота).

Главные представители Омега-3 ПНЖК: альфа-линоленовая кислота, эйкозапентаеновая кислота и докозогексаеновая кислота. Последние 2 кислоты могут образовываться в организме из альфа-линоленой кислоты с помощью фермента дельта-6-десатуразы. Из омега-3 кислот в организме образуются простагландины 3 серии.

Фосфолипиды, в состав которых входятполиненасыщенные жирные кислоты, имеют более низкую температуру плавления, что предохраняет мембраны от повреждения

Задача № 13

Как повлияет нарушение синтеза фосфолипидов и белков в гепатоцитах на содержание триглицеридов в печени?

Для ответа вспомните:

1. Каково происхождение триглицеринов в печени?

2. От чего зависит их содержание в клетках печени?

Ответ к задаче №13

 

Нарушение синтеза приведет к повышению содержания жира в печени, т.к. жиры выводятся в составе ЛПОНП, для образования которых необходимы фосфолипиды и белки.Триглицериды синтезир в печени и СЖК поступающих из жировой ткани.При высоком уровне углеводов в рационе возможен непосредствен синтез СЖК из избытка глюкозы.Эти триглецериды синтезир в печени или поступающ из остатков хиломикронов соедин с апопртеинами В и С и образует ЛПОНП.

Задача № 14

Как объяснить тот факт, что холестерин – гидрофобное вещество - в желчи находится в растворенном состоянии?

Для обоснования ответа вспомните:

1. К какой группе липидов по химической классификации относится холестерин?

2. Какую роль в поддержании холестерина в растворенном состоянии играют желчные кислоты?

Ответ к задаче №14

Холестерин входит в состав мицелл, образованных при участии желчных кислот.Холестерин образ путем переноса Ацила с АцилКоА или с фосфатидилхолина на гидроксильную группухолестерина.Эфиры холестерина образ в слизостой кишечника и печени.Холестерин в тканях может синтезиров из любых веществ при распаде которых образ АцетилКоА.Из холестерина образ важные в биологич отношениистероидные соедин.:желчные кислоты в печени,стероидные гормоны в коре надпочечн,женских и мужских половых железах, плаценте.

 

Задача № 15

У экспериментальных животных в период восстановления после получения небольших доз радиоактивного излучения в печени обнаружено существенное увеличение скорости синтеза холестерина. В чем значение этого факта?

Для ответа:

1. Вспомните, какие клеточные структуры в первую очередь подвергаются радиационному облучению.

2. Назовите основные пути использования холестерина.

Ответ к задаче №15

При облучении в первую очередь повреждаются клеточные мембраны. Для их восстановления требуется холестерин.Холестерин в составе клеточной плазматической мембраны играет роль модификатора бислоя предевая ему определенную жесткость за счет увилечения плотности молекул фосфолипидов.Т.о холестерин стабилизатор текучести плазматич мембраны.Х. откр цель босинтеза стероидных половых гормонов и кортикостеройдов служит основой для образован желчных кислот и витаминов группы Д.Участв в регулиров проницаемости клеток и предохран эритроциты крови от действия гемолитичес ядов.

Задача № 16

Сколько молекул стеариновой кислоты (в качестве источников атомов углерода) необходимо для синтеза 1 молекулы холестерина?

Для выполнения расчетов:

1. Вспомните, из чего синтезируется холестерин?

2. Напишите суммарное уравнение реакции окисления стеариновой кислоты.

3. Напишите схему синтеза холестерина. Задача № 16

Сколько молекул стеариновой кислоты (в качестве источников атомов углерода) необходимо для синтеза 1 молекулы холестерина?

Для выполнения расчетов:

1. Вспомните, из чего синтезируется холестерин?

2. Напишите суммарное уравнение реакции окисления стеариновой кислоты.

3. Напишите схему синтеза холестерина.

Ответ к задаче №16

Клетки печени синтезируют-80% всего холестерина, примерно 10% холестерина синтезируется в слизистой кишечника. хоестерин синтезируется не только для себя,но и на экспорт. Митохондрии яв-ся держателем субстрата для синтеза холестерина. Ацетил-КоА выходит в виде цитрата и ацетоацетата. Синтез холестерина идет в цитоплазме и включает 4 стадии:

1)-образование мевалоновой кислоты,

2)-образование сквалена, начинается в водной фазе,заканчивается в мембране эндоплазматического ретикулума образованием водо-нерастворимого сквалена. Затрачивается 6 молей мевалоновой кислоты, 18АТФ, НАД НН с образованием цепочной структуры из 30С-сквалена,

3)-циклизация сквалена в ланостерин,

4)-превращение ланостерина в холестерин,Холестерин-циклический ненасыщенный спирт.

Для синтеза 1 молекулы холестерина нужно 3*3*2 = 18 молекул ацетил-КоА. Это количество получается при окислении 2 молекул стеариновой кислоты.

Задача № 17

Змеиный яд содержит фермент фосфолипазу А₂, которая отщепляет от лецитина жирную кислоту в β-положении, поэтому может вызывать гемолиз эритроцитов. Объясните гемолитическое действие змеиного яда.

Для обоснования ответа:

1. Вспомните строение мембран.

2. Что такое лецитин? Из чего он состоит?

3. Какую роль играет лецитин в построении клеточной мембраны?

Ответ к задаче №17

1. Клеточная мембрана –отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность,регулирует обмен между клеткой и средой. Она представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды- фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную (головка) и гидрофобную (хвост) части. Толщина мембраны составляет 7-8нм.

2.Лецитин (общий термин для обозначения желто-коричневых жирных субстанций)- комплекс так называемых эссенциальных фосфолипидов (фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилинозит). Фосфатидилхолин, к-рый можно назвать основным фосфолипидом, представляет собой эфир холина с фосфорной килотой, в животных организмах к нему присоединены жирные кислоты. Он составляет около 50% лецитина. Остальная часть приходится на фосфатидилэтал-н, фосфатидилин-т и их производные. Они составляют основу клеточных мембран, участвуют в липидном обмене, в построении нервной ткани. Снижают уровень холестерина в крови.

Под влиянием змеиного яда от молекулы лецитина отщепляется ненасыщенная кислота и образуется лизолицетин, который обладает сильным гемолитическим действием (повреждает мембраны).

Нарушается структура лецитина, что лишает его способности образовывать бислой_, который составляет основу клеточных мембран.

Задача № 18

У спортсмена перед ответственным стартом в крови повысилось содержание глюкозы до 6,5 ммоль/л и неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) - до 1,2 ммоль/л (норма 0,4-0,9 ммоль/л). Каковы причины этих изменений?

Для ответа:

1. Вспомните гормональную регуляцию углеводного и липидного обменов.

2. Что является источником НЭЖК в сыворотке крови?

Ответ к задаче №18

1. Если интегральным показателем уровня обмена в организме яв-ся концентрация глюкозы в крови, то аналогичным показателем интенсивности жирового обмена служит концентрация НЭЖК. В состоянии покоя она оставляет в среднем 0,4-0,9 ммоль/л. Этот параметр зависит от соотношения скоростей липолиза и липосинтеза в жировой ткани и печени, с одной стороны, и потребления свободных жирных кислот в качестве источника энергии в мышцах и других тканях-с другой. Углеводы утилизируются и мобилизируются в организме легче и равномернее, чем триглицериды. Поэтому уровень глюкозы в крови колеблется ±30%, то концентрация свободных жирных кислот в некоторых ситуациях (голодание, интенсивная мышечная нагрузка, сильный стресс) может возрастать до 500%. Столь значительное повышение уровня НЭЖК в крови объясняется тем, что скорости реакций липолиза резко превышают скорости реакций утилизаций НЭЖК. И хотя НЭЖК утилизируется в некоторых тканях медленнее, чем глюкоза или другие моносахариды, они вполне доступны для окисления в функционирующих тканях и поэтому яв-ся в ряде физиологических ситуаций важнейшими и даже первостепенными энергетическими источниками для многих типов клеток, в частности скелетных мышц при нехватке глюкозы.