Билет 1
1. Биосинтез гема. Основные этапы. Значение процесса. Возможные нарушения: порфирии и железодефицитные состояния.
Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина в ретикулоцитах, в гепатоцитах – для образования цитохрома Р450.
Первая рекция синтеза гема – образование 5-аминолевулиновой кислоты и глицина и сукцинил-КоА идёт в матриксе митохондрий, где в ЦТК образуется один из субрстратов этой реакции – сукцинил-КоА. Эту реакцию катализирует пиридоксальзависимый фермент аминолевулинатсинтаза.
Из митохондрий 5-аминолевулиновая кислота поступает в цитоплазму. В цитоплазме проходят промежуточные этапы синтеза гема: соединение 2 молекул 5-аминолевулиновой кислоты в молекулу порфобилиногена, дезаминирование порфобилиногена с образованием гидроксиметилбилана, ферментативное превращение гидроксиметилбилана в молекулу уропорфобилиногена III, декарбоксилирование последнего с образование копропорфибриногена III. Гидроксиметилбилан может также неферментативно превращаться в уропорфириноген I, который декарбоксилируется в копропорфириноген I. Из цитоплазмы копропорфириноген III опять поступает в митохондрии, где проходят заключительные реакции синтеза гема. В результате двух последовательных окислительных реакций копропорфириноген III превращается в пропорфириноген IX, а протопорфириноген IX – в протопорфирин IX. Фермент феррохелатаза, присоединяя к проопорфирину IX двухвалентное железо, превращает его в гем. Источником железа для синтеза гема служит депонирующий железо белок ферритин. Синтезированный гем, соединяясь с а- и β-полипептидными цепями глобина, образует гемоглобин. Гем регулирует синтез глобина: при снижении скорости синтеза гема синтез глобина в ретикулоцитах тормозится.
Порфирии являются наследственными или приобретёнными нарушениями синтеза гема. Они сопровождаются повышением содержания порфириногенов, а также продуктов их окисления в тканях и крови и появлением их в моче. Наследственные порфирии обусловлены генетическими эффектами ферментов, участвующих в синтезе гема, за исключением аминолевулинатсинтазы. При этих заболеваниях отмечают снижение образования гема. Поскольку гем – аллостерический ингибитор аминолевулинатсинтазы, то его активность повышается, и это приводит к накоплению промежуточных продуктов синтеза гема – аминолевулиновой кислоты и порфириногенов.
Эритропоэтические порфирии сопровождаются накоплением порфиринов в нормобластах и эритроцитах, а печёночные – в гепатоцитах.
Железодефицитные состояния:
Железодефицитные состояния проявляются в недостатке железа для нужд организма. Этот недостаток может следствием недостаточного поступления железа с пищей, может являться последствием инфекционного заболевания или же носить чисто физиологический характер: при менструациях у девушек, при беременности или в периоды усиленного роста организма.
Витамин Е. Источники, биохимические функции. Признаки недостаточности у человека. Использование препаратов витамина Е в медицинской практике.
Витамин Е (токоферол).
Функции: витамин, встраиваясь в фосфолипидный бислой мембран, выполняет антиоксидантную функцию, т.е. препятствует развитию ПОЛ. Также он:
1. Лимитирует свободнорадикальные реакции в быстроделящихся клетках – (слизистые оболочки, эпителий…). Этот эффект лежит в основе положительного действия витамина в регуляции репродуктивной функции у мужчин и у женщин.
2. Защищает витамин А от окисления, что способствует проявлению ростстимулирующей активности витамина А.
3. Защищает жирнокислотные остатки мембранных фосфолипидов и, следовательно, любые клеточные мембраны от ПОЛ.
Источники: растительные масла (кроме оливкового), пророщённое зерно пшеницы, бобовые, яйца.
Гиповитаминоз:
Причины гиповитаминоза: алиментарная недостаточносрть, наушение всасывания жиров, недостаток аскорбиновой кислоты (она защищает токоферол от окисления).
Проявления гиповитаминоза: пониженная устойчивость и гемолиз эритроцитов in vivo, анемия, увеличение проницаемости мембран, мышечная дистрофия, слабость. Также отмечены арефлексия, снижение проприоцептивной и вибрационной чувствительности, парез взора вследствие поражения задних канатиков спинного мозга и миелиновой оболочки нервов.
В эксперименте у животных при авитаминозе развивается атрофия семенников, рассасывание плода, размягчение мозга, некроз печени, жировая инфильтрация печени.
В медицинской практике витамин Е применяется в форме а-токоферол ацетата.
3. При каких заболеваниях может одновременно развиться и жировая инфильтрация печени и кетоз? Каков механизм развития этих нарушений?
Предположительный диагноз – сахарный диабет.
Развитие жировой инфильтрации печени и последующего кетоза происходит при сахарном диабете не только вследствие дефицита инсулина в организме, но и в результате нарушения или выпадения (при удалении поджелудочной железы) продукции липокаина. Ожирение печени наступает лишь в том случае, если при дефиците инсулина одновременно усиливается поступление жира в печень из жировых депо в виде НЭЖК и триглицеридов и нарушаются окисление и выход жира из печени. Развитию жировой инфильтрации печени способствуют: обеднение печени гликогеном; недостаточность липотропных пищевых факторов и липокаина; избыточная продукция СТГ; жировая диета, анемия, инфекция, интоксикация. Одним из тяжелых нарушений липид-ного обмена при сахарном диабете является кетоз, связанный с жировой инфильтрацией печени.
К кетозу, как и к жировой инфильтрации печени, приводят обеднение печени гликогеном, дефицит липокаина и липотропных пищевых факторов, избыточная продукция СТГ, жировая диета, анемии, интоксикации, голодание. Непосредственными причинами кетоза являются усиление распада НЭЖК в печени; нарушение ресинтеза а-кетоуксусной кислоты в высшие жирные кислоты; недостаточное окисление образовавшейся при распаде высших жирных кислот ацетоуксусной кислоты в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Главную роль в развитии кетоза играет повышенное образование ацетоуксусной кислоты в печени.
Билет 2
1. Взаимосвязь обменов белков, жиров и углеводов. Основные этапы катаболизма. Ключевые соединения трёх видов обмена и пути их использования.
В настоящее время экспериментально обосновано существование четырех главных этапов распада молекул углеводов, белков и жиров, которые интегрируют образование энергии из основных пищевых источников. На I этапе полисахариды расщепляются до моносахаридов (обычно гексоз); жиры распадаются на глицерин и высшие жирные кислоты, а белки – на составляющие их свободные аминокислоты. Следует подчеркнуть, что указанные процессы в основном являются гидролитическими, поэтому освобождающаяся в небольшом количестве энергия почти целиком используется организмами в качестве тепла.
На II этапе мономерные молекулы (гексозы, глицерин, жирные кислоты и аминокислоты) подвергаются дальнейшему распаду, в процессе которого образуются богатые энергией фосфатные соединения и ацетил-КоА. В частности, при гликолизе гексозы расщепляются до пировиноград-ной кислоты и далее до ацетил-КоА. Этот процесс сопровождается образованием ограниченного числа богатых энергией фосфатных связей путем субстратного фосфорилирования. На этом этапе высшие жирные кислоты аналогично распадаются до ацетил-КоА, в то время как глицерин окисляется по гликолитическому пути до пировиноградной кислоты и далее до ацетил-КоА. Для аминокислот ситуация на II этапе несколько отлична. При преимущественном использовании аминокислот в качестве источника энергии (при дефиците углеводов или при сахарном диабете) некоторые из них непосредственно превращаются в метаболиты лимоннокислого цикла (глутамат, аспартат), другие – опосредованно через глутамат (пролин, гистидин, аргинин), третьи – в пируват и далее в ацетил-КоА (аланин, серин, глицин, цистеин). Наконец, ряд аминокислот, в частности лейцин, изо-лейцин, расщепляется до ацетил-КоА, а из фенилаланина и тирозина, помимо ацетил-КоА, образуется оксалоацетат через фумаровую кислоту. Как видно, II этап можно назвать этапом образования ацетил-КоА, являющегося по существу единым (общим) промежуточным продуктом катаболизма основных пищевых веществ в клетках.
На III этапе ацетил-КоА (и некоторые другие метаболиты, например α-кетоглутарат, оксалоацетат) подвергаются окислению («сгоранию») в цикле ди- и трикарбоновых кислот Кребса. Окислениесопровождается образованием восстановленных форм НАДН + Н+ и ФАДН2.
На IV этапе осуществляется перенос электронов от восстановленных нуклеотидов на кислород (черездыхательную цепь). Он сопровождается образованием конечного продукта – молекулы воды. Этот транспорт электронов сопряжен с синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования
