Шпаргалка по биохимии

N в крови = 3,9-5,2 ммоль/л

У новорожденных ХС – 1,3-2,6 ммоль/л

В 12-14 лет – достигает нормы.

Биологическая роль.

1. Входит в состав клеточных мембран, влияя на их свойства.
2. Субстрат для синтеза желчных кислот, стероидных гормонов, витамин Д3.
3. Поддерживает тургор кожи.

Реакция синтеза ХС происходит в цитолизе клеток, это один из самых длинных метаболических путей в организме человека, включает около 100 последовательных реакций.

1. Основной путь превращения ХС – это его окисление. 80% от всего количества окисляется в печени в желчные кислоты, 3% в стероидные гормоны. При реакциях окисления в молекуле ХС появляются полярные группы, гидроксилы, карбоксилы, повышается его растворимость в воде, что способствует выведению из организма.
2. Второй путь превращения ХС в организме – это образование эфиров ХС (эстерификация). Эфиры ХС составляют около 10% от общего количества ХС в организме. При этом растворимость уменьшается и это приводит к накоплению в организме. У новорожденных относительно низкий коэффициент эстерификации по сравнению с более старшим возрастом детей = 0,58-1 ммоль/л, что связано с дефицитом полиненасыщенных жирных кислот.
3. Дегидрирование. В положении 7, 8 образуются двойные связи, что приводит к образованию 7-дегидрохолестерола (предшественника витамина Д3)

Выведение холестерола.

 

Чтобы поддерживать постоянный уровень его в организме необходимо выводить 1,5г в сутки. 1г в сутки окисляется в желчные кислоты, 200-300мг в сутки с калом в виде копростанола, 100мг со слущенным эпителием, 40 мг идет на синтез стероидных гормонов, с мочой 1-2мг в сутки.

 

11.8. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерола в крови. Регуляция метаболизма холестерола. Биохимические основы   гиперхолестеролемии (атеросклероз, желчнокаменная болезнь

  Ключевую роль в  регуляции метаболизма холестерина  играют рецепторы ЛПНП. Впервые эти рецепторы были обнаружены на клетках кожи человека учеными Браун и Гольштейн в 1973г в Далласе (Техасском медицинском центре). За это открытие они получили нобелевскую премию по медицине в 1985г.

  ЛПНП поставляют холестерин в различные клетки. Рецепторы, связывая белково-липидные комплексы ЛПНП не только обеспечивают клетки холестерином, но и снижают уровень ЛПНП в крови. Ясно, чем больше рецепторов ЛПН на поверхности клетки и чем эффективнее они взаимодействуют с ЛПН, тем быстрее холестерин удаляется из крови.

            Происходит это в следующие  этапы:

Рецепторы (по химической природе – гликопротеины) на плазматической мембране клеток узнают те ЛП, в состав которых входит апопротеин В-100 и связывается с ними.

Комплекс рецептор-ЛПНП проникает в клетку путем эндоцитоза, образуя пузырек-эндосому.

Эндосомы сливаются с лизосомами. Под действием ферментов лизосом белковая часть расщепляется до свободных аминокислот. Эфиры холестерина расщепляются кислой липазой до св. ХС. Накапливающийся в клетках ХС оказывает тройное действие на метаболизм.

1. Тормозит синтез ХС  самой клеткой, ингибируя по механизму  обратной связи фермент ОмГ-редуктазу.

2. Индуцирует процесс  образования эфиров ХС в цитоплазме  клетки (активирует ЛХАТ) лецитинацетилхолестеролтрансфераза.

3. Избыток ХС по принципу  обратной связи подавляет образование  новых рецепторов ЛПНП. В результате  количество рецепторов уменьшается  и клетка начинает связывать  меньше ЛПНП.

В регуляции синтеза рецепторов ЛПНП участвуют: инсулин, Т3, половые гормоны, которые увеличивают их количество, а глюкагон подавляет.

Эффекты инсулина и Т3 могут объяснить механизм гиперхолестеринемии, риск атеросклероза при сахарном диабете или при гипотиреозе.

 

Гиперхолестеринемия – повышение уровня ХС в крови при норме 3,9-5,2 ммоль/л. Факторы риска:

1. Гиперкалорийное питание (избыточное поступление углеводов, жиров)
2. Гиподинамия
3. Курение
4. Сопутствующие заболевания (гипертоническая болезнь, сахарный диабет, гипотиреоз, ожирение)
5. Стресс (адреналин приведет к синтезу ацетилКоа → ХС).

 

Атеросклероз.

Заболевание, связанное с накоплением холестерола и его эфиров, в ЛПНП, в эндотелии сосудов.

Рассмотрим развитие атеросклеротической бляшки в клетках эндотелия кровеносных сосудов.

В области бляшки часто образуются тромбы, суживающие просвет сосуда, что приводит к острому нарушению кровообращения и развитию инфаркта миокарда, инсульта.

Желчнокаменная болезнь.

Патологический процесс, при котором в желчном пузыре образуются камни, основу которых составляет ХС. Выделения ХС в желчь должно сопровождаться пропорциональным выделением желчных кислот и ФЛ, удерживающих гидрофобные молекулы ХС в желчи в мицеллярном состоянии. Если эти пропорции нарушены, то ХС начинает осаждаться в желчном пузыре, образуя вязкий осадок, который постепенно становится твердым. Камни могут состоять не только из холестерола (белого цвета), но и из смеси ХС, билирубина, белков, кальция – смешанные (коричневого цвета).

Причины: гиперкалорийное питание, избыток ХС в пище, застой желчи, нарушение энтерогепатической циркуляции желчных кислот, а также их синтеза, инфекции желчного пузыря.

9.8. Пути метаболизма ацетил-КоА в клетке. Кетоновые тела. Механизм биосинтеза. Биологическая  роль. Причины  и последствия возникновения  кетонемии   и кетонурии у детей.

К кетоновым телам относятся:

Ацетоуксусная кислота

β оксимасляная (β окси-бутират)

Ацетон

В норме 0,9-1,7 ммоль/л  (1-3 мг/дл)

Функции кетоновых тел:

Источник энергии (ацетоацетат 33 АТФ, β окси-бутират 21 АТФ).

Регуляторная (регулирует скорость липолиза в жировых клетках). Образование кетоновых тел идет в печени. Из печени они поступают в периферические ткани: скелетные мышцы сердца. Мозг потребляет кетоновые тела только при недостатке глюкозы. В периферических тканях кетоновые тела окисляются с образованием энергии. У детей они служат дополнительным энергетическим материалом в период активного роста.

Но часто из-за несовершенства регуляции обменных процессов, диетических ошибок (кетогенная пища), переутомления могут привести к накоплению большого количества кетоновых тел 20-30 ммоль/л (при Ν – 1,7 ммоль/л). При этом возникает ацидоз на ранней стадии, кетоз – поздней. Понижается рН крови, ацетонемическая рвота, запах ацетона при дыхании. Об этой – детской патологии должно быть известно каждому педиатру. Развитие этого состояния может перейти в кому и вызвать смерть. Кетоз может возникнуть при сахарном диабете, при голодании, при беременности, при токсикозе.

7.8. Классификация высших жирных кислот. Биологическая роль. ω-3 и ω-6 кислоты-незаменимые компоненты пищи. Биосинтез жирных кислот (липогенез), основные стадии процесса, особенности. Регуляция

Жирные кислоты – это соединения с длинной цепью углеродных атомов имеют на одном конце СООН. В организме находится более 70 ж.к. Наиболее часто встречаются ж.к. с 16, 18, 20 углеродными атомами.

Жирные кислоты могут быть предельные – 25% в организме и непредельные (ненасыщенные) 75%.

Атомы углерода нумеруются, начиная с карбоксильной группы,

   ω               3         2          1                                                                  

СН3…….СН2 – СН2 – СООН

 

а углерод концевой метильной группы – ω (омега) углерод.

Для указания = связей, их положения, было принято такое обозначение:

∆ 9 это значит, что двойная связь находится между 9 и 10 атомами углерода,

ω – 3 это значит, что двойная связь между 3 и 4 атомами углерода, если их отсчитывать с ω(омега) конца.

ω – 3, ω – 6, ω – 9 жирные кислоты семейства животного происхождения.

Роль полиеновых ВЖК.

1. Повышают растворимость ХС (активируют превращения ХС в желчные кислоты, копростанол).
2. Обеспечивают нормальное состояние кровеносных сосудов (способствуют образованию большого количества простациклинов).
3. Эйконол, полученный из ткани морских рыб, содержащих тимнодоновую и докозогексановую кислоты – препарат для лечения атеросклероза.
4. Стимулируют иммунитет (повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям, рентгеновскому облучению).

 

Особенности:

1. Протекает в цитоплазме.
2. У человека происходит синтез только пальмитиновой кислоты.
3. Принимает участие АПБ – полиферментный комплекс, состоящий из 6 ферментов.
4. Необходимо участие реакций карбоксилирования, СО2, АТФ, НАДФ∙Н2.

Удлинение пальмитиновой кислоты происходит с участием ацетил-КоА, с образованием стеариновой кислоты. В печени и в тканях мозга из стеариновой кислоты образуются ВЖК с длинной углеродной цепью от С20 до С24, необходимых для образования глико- и сфинголипидов. Из ненасыщенных жирных кислот в организме синтезируется только олеиновая в результате дегидрирования стеариновой кислоты (десатурация) – под влиянием ферментов десатураз, которые могут образовывать двойные связи только у 9 углеродного атома, ω-3 и ω-6 не синтезируются в организме и обязательно должны поступать с пищей.

 

8.8. Биосинтез нейтральных  жиров (триацилглицеринов). Регуляция. процессов. Ожирение, причины.

Ожирение – полигенное заболевание, сопровождающееся накопление ТАГ в адипоцитах, которое является фактором риска развития инфаркта миокарда, инсульта, СД, гипертонической и желчнокаменной болезни.

Ожирение бывает:

1. первичное – оно развивается в результате алиментарного дисбаланса – избыточное калорийное питание по сравнению с расходованием энергии.

Причины: - генетические нарушения до 80%

- состав  и количество потребляемой пищи

- система  питания в семье

- уровень  физической активности

- психологические  факторы

Рассмотрим генетические факторы в развитии ожирения. Метаболические различия между тучными и худыми людьми. У людей, склонных к ожирению, вероятно, имеется более прочное сопряжение дыхания и окислительного фосфорилирования, т.е. более эффективный метаболизм. Возможно разное соотношение аэробного и анаэробного гликолиза.  Анаэробный гликолиз (как менее эффективный) «сжигает» гораздо больше глюкозы, в результате снижается переработка в жиры.

У человека обнаружен ген ожирения. Продуктом экспрессии этого гена служит белок лептин, который содержит 167 аминокислотных остатков, взаимодействует с рецептором гипоталамуса, в результате снижается секреция нейропептида У, стимулируя пищевое поведение. У 80% больных концентрация лептина в крови тучных людей больше в 4 раза чем у нормы.

 

2. вторичное  ожирение – ожирение развивающееся  в результате какого-либо основного  заболевания, чаще эндокринного. Например  Иценко-Кушинга, гипофиз, гипоталамуса и др.

Нейтральные жиры.

В их состав входит 3х атомный спирт глицерин и высшие жирные кислоты: олеиновая кислота 55%, пальмитиновая 20%, линолевая 10%.

1.9. Белки, биологическая роль. Нормы белка в питании для детского организма.  Азотистый баланс, коэффициент изнашивания, физиологический минимум. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Биологическая ценность белков. Белковая недостаточность. Квашиоркор..

Белки – высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоящие из аминокислот, связанных пептидными связями, - являются носителями жизни. Роль белков: транспортная, защитная, каталитическая, структурная, сократительная, регуляторная, рецепторная, энергетическая.

Состояние белкового обмена организма зависит не только от количества принимаемого белка, но и от его качественного состава. Те белки, которые по аминокислотному составу близки к аминокислотному составу организма, лучше подвергаются гидролизу в ЖКТ, т.е. степень их усвоения большая. Эти белки являются биологически более ценными.  Они содержат более полный ассортимент незаменимых аминокислот. Под биологической ценностью индивидуального белка понимают его относительно питательную ценность по сравнению со стандартным белковым препаратом с учетом фактора перевариваемости и аминокислотного состава. Стандартным белковым препаратом, содержащим все незаменимые аминокислоты и легко перевариваемым, является, например лактальбумин. Белки, не содержащие какую-либо незаменимую аминокислоту, не обладают биологической ценностью. Растительные белки менее ценны, чем животные (мясо, рыба, молоко и т.д.), так как бедны лизином, метионином и триптофаном, а также труднее перевариваются.  В организме могут синтезироваться только некоторые аминокислоты (заменимые), а те которые не синтезируются, называются незаменимыми. Для детей до 3-месячного возраста их 10: лейцин, изолейцин, лизин, треонин, триптофан, фенилаланин, гистидин, цистин, аргинин, валин. У взрослого организма 8 аминокислот являются незаменимыми (аргинин и гистидин – условно заменимые).

Основная масса азота в пище приходится на белки. При обмене белка, содержащийся в нем азот выделяется из организма в виде азотистых веществ. Для изучения и понимания хода и состояния обмена белков большое значение имеет определение азотистого баланса – это разница между количеством поступившего в организм азота и выведенного в виде конечных азотистых продуктов.