Биохимия

1.     активирует пепсиноген, превращая его в пепсин;

2.     создаёт оптимум рН для действия пепсина (1,5 - 2);

3.     обладает бактерицидным действием;

4.     денатурирует белки;

5.     способствует продвижению желудочного содержимого далее в кишечник.

 Пепсин - это фермент,  который является ЭНДОПЕПТИДАЗОЙ, т.е. действует на внутренние  ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании  которых участвуют аминогруппы  ароматических аминокислот (ФЕН, ТИР, ТРИ).

 ГАСТРИКСИН   по  действию  аналогичен   пепсину.   Это  тоже   ЭНДОПЕПТИДАЗА.   Его оптимум рН = 3 - 3,5. Действует  на ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании  которых участвуют ДИКАРБОНОВЫЕ  аминокислоты (ГЛУ, АСП) своими  КАРБОКСИЛЬНЫМИ группами.

В   желудке   под   действием   ПЕПСИНА   и   ГАСТРИКСИНА   сложные   белковые   молекулы распадаются   на   высокомолекулярные   ПОЛИПЕПТИДЫ.   Ими   являются   так   называемые АЛЬБУМОЗЫ, ПЕПТОНЫ, которые поступают  в тонкий кишечник.

В тонком кишечнике эти ПОЛИПЕПТИДЫ подвергаются действию целого ряда протеолитических ферментов поджелудочной железы, которые вырабатываются в неактивной форме: ТРИПСИНОГЕН, ХИМОТРИПСИНОГЕН, ПРОЭЛАСТАЗА, ПРОКАРБОКСИПЕПТИДАЗА.

Механизм  активации  всех  этих  ферментов -   ЧАСТИЧНЫЙ   ПРОТЕОЛИЗ  по   каскадному механизму.  

 

 

 

 

рис. Активация протеолитических ферментов  

 

 

  

 

ТРИПСИН, ХИМОТРИПСИН, ЭЛАСТАЗА - ЭНДОПЕПТИДАЗЫ.

ТРИПСИН разрушает внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых принимают участие лиз и арг.

 ХИМОТРИПСИН разрушает  внутренние связи, в образовании  которых принимают участие ароматические  аминокислоты (тир, три, фен).

ЭЛАСТАЗА разрушает  внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании  которых принимают участие ала, гли, про.

 КАРБОКСИПЕПТИДАЗА  разрушает наружные пептидные  связи, отщепляя аминокислоты  с С-конца полипептидной цепи.

 АМИНОПЕПТИДАЗА (образуется  в слизистой оболочке тонкого  кишечника) действует  на  крайние   ПЕПТИДНЫЕ  связи  со  стороны N-конца, отщепляя отдельные аминокислоты.

 ДИПЕПТИДЫ подвергаются  действию ДИПЕПТИДАЗ, продуцирующихся  слизистой кишечника сразу в  активной форме.

 Т.о. в результате  действия всей этой группы  ферментов в ЖКТ белки пищи  расщепляются до аминокислот. Образующиеся аминокислоты всасываются в кровь и поступают во все органы и ткани. Аминокислоты, которые не подверглись всасыванию, поступают в толстую кишку, где с ними происходят определенные реакции (гниение аминокислот). 

 

 

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

5.2. Гниение аминокислот, обезвреживание продуктов гниения

ГНИЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ

Аминокислоты, которые  не подверглись всасыванию, поступают  в толстую кишку, где подвергаются гниению. ГНИЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ - это  процесс распада аминокислот  под действием ферментов, вырабатывающихся микрофлорой толстого отдела кишечника.  Аминокислоты при гниении подвергаются следующим превращениям:  

 

РЕАКЦИИ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ:

Подвергаются орнитин и лизин. ОРНИТИН в состав белков не входит, но обязательно содержится в организме.

Проукты декарбоксилирования - ПУТРЕСЦИН и КАДАВЕРИН - являются токсическими веществами. Они входят в состав трупных ядов. 

 

Рис. Превращение орнитина и лизина 

 

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ: (на примере аланина)

 

 

ДЕСУЛЬФИРОВАНИЕ

Десульфированию подвергаются серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин). В результате образуются сероводород, метилмеркаптан.

РАСПАД ЦИКЛИЧЕСКИХ  АМИНОКИСЛОТ

При распаде тирозина, фенилаланина, триптофана образуются метан, углекислый газ, аммиак, фенол, крезол, индол.

Все эти вещества токсические. Они поступают в печень, где  и происходит их обезвреживание. В  печени имеется две системы, участвующие  в обезвреживании этих веществ:

1.     УДФГК - УРИДИНДИФОСФОГЛЮКУРОНОВАЯ К-ТА.

2.     ФАФС - ФОСФОАДЕНОЗИНФОСФОСУЛЬФАТ.

Процесс обезвреживания - это процесс конъюгации токсических  веществ с компонентами одной  из этих систем, и образования конъюгатов, которые являются уже нетоксичными веществами. 

 

 

Рис. Обезвреживание фенола, крезола, индола 

 

 

 

ИНДОКСИЛСУЛЬФАТ нейтрализуется и превращается в натриевую или  калиевую соль.

Все эти вещества выводятся  из организма с мочой.

 В норме реакция на индол должна быть отрицательна. При положительной реакции на индол - нарушена обезвреживающая функция печени. Положительная реакция на ИНДИКАН наблюдается при очень активном гниении белков в толстом кишечнике.  

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

5.3. Метаболизм аминокислот

Метаболизм аминокислот

Источниками аминокислот  в клетке являются:

1.     белки  пищи после их гидролиза в  органах пищеварения;

2.     синтез  заменимых аминокислот;

3.     распад  тканевых белков.

Тканевые белки подвергаются гидролитическому расщеплению при участии тканевых ПРОТЕАЗ - КАТЕПСИНОВ, которые в основном находятся в ЛИЗОСОМАХ. Выделяют разные КАТЕПСИНЫ, которые отличаются оптимумом рН и специфичностью действия. Распад тканевых белков необходим для обновления белков, а также для устранения дефектных молекул белка.

Несмотря на то, что  почти для каждой аминокислоты выяснены индивидуальные пути обмена, известен ряд превращений, общих для многих аминокислот:

·        ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ;

·        ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ;

·        ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ.

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ –  реакции межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на кетокислоту  без промежуточного образования  аммиака.

Особенности реакций  трансаминирования:

·        протекают при участии ферментов - аминотрансфераз;

·        для реакций необходим кофермент – пиридоксальфосфат (ПФ);

·        реакции обратимы;

·        могут подвергаться все аминокислоты кроме лиз, тре;

·        в результате реакции образуются новая аминокислота и новая кетокислота. 

 

Рис. Пример реакции трансаминирования (действие аспарагиновой аминотрансферазы)  

 

 

  

 

Роль реакций ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ:

1.     Синтез  заменимых аминокислот. При этом  происходит перераспределение азота  в органах и тканях;

2.     Являются  начальным этапом катаболизма  аминокислот.  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

Реакции ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ  – отщепление альфа – карбоксильной  группы аминокислот в виде углекислого  газа.

 При этом аминокислоты  в тканях образуют биогенные  амины, которые являются биологически активными веществами (БАВ). Среди них могут быть соединения, которые выполняют функции:

1.     НЕЙРОМЕДИАТОРОВ  (СЕРОТОНИН, ДОФАМИН, ГАМК),

2.     Гормоны  (АДРЕНАЛИН, НОРАДРЕНАЛИН),

3.     Регуляторы  местного действия (ГИСТАМИН).  

 

Рис. Декарбоксилирование  глутаминовой килоты 

 

 

 

ГАМК является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ  тормозного действия, поэтому препараты  на основе ГАМК используются в клинике  для лечения некоторых заболеваний  ЦНС. Эта реакция используется в  педиатрической практике: детям при сильном возбуждении используют раствор витамина В6, который стимулирует процесс образования ГАМК.

ДОФАМИН является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ  возбуждающего действия. Он является основой для синтеза АДРЕНАЛИНА и НОРАДРЕНАЛИНА. 

 

Рис. Декарбоксилирование гистидина  

 

 

 

Реакции ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ - отщепление NН2-группы в виде аммиака.

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ.

Непосредственно, ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕЗАМИНИРОВАНИЮ подвергается только ГЛУ.

Рис. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты 

 

 

 

НЕПРЯМОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ 

Этому виду дезаминирования  подвергаются остальные аминокислоты, но через стадию трансаминирования  с альфа-кетоглутаровой кислотой. Затем глутаминовая кислота (продукт этой реакции) подвергается окислительному дезаминированию.  

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

5.4. Пути обезвреживания аммиака

Аммиак образуется из аминокислот при распаде других азотсодержащих соединений (биогенных аминов, НУКЛЕОТИДОВ). Значительная часть аммиака образуется в толстой кишке при гниении. Он всасывается в кровь системы воротной вены, здесь концентрация аммиака больше, чем в общем кровотоке.

Аммиак образуется в различных тканях. Концентрация его в крови незначительна, т.к. он является токсичным веществом (0,4 - 0,7мг/л). Особенно выраженное токсическое действие он оказывает на нервные клетки, поэтому значительное его повышение приводит к серьёзным нарушениям обменных процессов в нервной ткани.  

 

ПУТИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА.

1.    образование  АМИДОВ

Рис. Образование глутамина 

 

 

 

ГЛУТАМИН и АСПАРАГИН - нетоксические вещества. Их называют транспортной формой аммиака   в   организме.   Они   не   проникают  через   мембраны   и   в   почках   распадаются   до аминокислот и аммиака.

2.         Восстановительное АМИНИРОВАНИЕ альфа – кетоглутаровой кислоты  

 

 

 

 

    

3.    Образование солей  АММОНИЯ

 

 

  

 

 

    4.    Синтез мочевины - основной путь обезвреживания аммиака - ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ.

АРГИНАЗА обладает абсолютной специфичностью и содержится только в печени. В  составе мочевины содержится два  атома азота: один поступает из аммиака, а другой выводится из АСП.

Образование мочевины идёт только в  печени.

Две первые реакции цикла (образование  ЦИТРУЛЛИНА и АРГИНИНОСУКЦИНАТА) идут в МИТОХОНДРИЯХ, остальные в цитоплазме.

В организме в сутки образуется 25г мочевины. Этот показатель характеризует мочевинообразовательную функцию печени. Мочевина из печени поступает в почки, где и выводится из организма, как конечный продукт азотистого обмена.

• 6.1. Сигнальные молекулы
• 6.2. Гормоны гипоталамуса
• 6.3. ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА
• 6.4. ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
• 6.5. ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
• 6.6. Гормоны половых желез
• 6.7. Гормоны надпочечников
• 6.8. Гормоны поджелудочной железы

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6. Регуляция обмена веществ

СИГНАЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЫ.

Основные  задачи регуляции метаболизма и  клеточных функций:

1. внутриклеточное и  межклеточное согласование обменных процессов;

2. исключение «холостых»  циклов метаболизма, продукты  которых не востребованы;

3. эффективное образование  и использование энергии;

4. поддержание гомеостаза;

5. приспособление  организма к условиям окружающей  среды.

Выделяют 2 вида регуляции метаболизма: внутренняя и внешняя.

В случае внутренней регуляции  управляющие сигналы образуются и действуют внутри одной и  той же клетки (саморегуляция). Внутреня регуляция обеспечивается аллостерическими ферментами, активность которых изменяется при изменении концентрации метаболитов в клетке.

В случае внешней регуляции - управляющие сигналы поступают  к клетке из внешней среды.

Внешняя регуляция обеспечивается сигнальными молекулами. Сигнальные молекулы - эндогенные химические соединения, которые в результате взаимодействия с рецепторами, обеспечивают внешнее управление биохимическими процессами в клетках-мишенях.

Клетка-мишень - это клетка, имеющая рецепторы для данного  вида сигнальных молекул. Сигнальные молекулы являются лигандами для рецепторов клеток-мишеней.