Біологічна хімія з біохімічними методами дослідження

Принципи біохімічної діагностики захворювань. Характеристика білків, вуглеводів, ліпідів, ферментів, їх функції і значення в організмі. Обмін речовин і енергії в організмі. Механізм дії гормонів. Водно-сольовий, мінеральний обмін. Система згортання крові.

Рубрика Химия
Вид курс лекций
Язык украинский
Дата добавления 04.04.2014
Размер файла 908,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Ферментопатії - захворювання, пов'язані з порушенням діяльності ферментів. В залежності від причин, що викликають ці порушення, виділяють декілька видів ферментопатій. По перше, це спадкові ферментопатії, причина яких - порушення синтезу ферментів. Причини цього знаходяться в порушенні генетичного апарату клітин. Виявлено 1500 спадкових ензимопатій, для 100 з них виявлена причина. До них відносяться, наприклад, фенілвиноградна олігофренія, в основі якої лежить порушення синтезу ферменту, що перетворює фенілалинін в тирозин. При цьому в організмі йде накопичення фенілаланіну, який розпадається з утворенням токсичних продуктів, що порушують обмін речовин в організмі, особливо у мозку. У дитини розвивається психічна неповноцінність. Причинами інших ензимопатїй може бути недостатність забезпечення організму незамінними факторами харчування, наприклад, вітамінами, що являються основними частинами ферментів (аліментарні ензимопатії). При дії токсинів, що гальмують діяльність ферментів виникають токсичні ензимопатії.

Велика роль ферментів у діагностиці захворювань. Використання їх з цією метою пов'язана з тим, що ферменти виробляються в клітинах різних органів і тканин і при їх руйнуванні, як в звичайних умовах, так і при патології, поступають у кров, сечу, які використовуються для визначення активності ферментів.

Можливість використання ферментів з діагностичною метою основана на слідуючій характеристиці. Кожний орган має характерний набір ферментів і поява їх у крові дозволяє локалізувати патологію. Так, для серцевого м'яза серед великої групи ферментів найбільш специфічними являються КК (креатинкіназа), АСТ (аспартатамінотрансфераза), ЛДГ (лактатдегідрагеназа). В печінці локалізується АЛТ (аланінамінотрансфераза), ЛДГ, ЩФ (лужна фосфатаза), АСТ. В скелетних м'язах ЛДГ, КК і в меншій мірі АСТ, в нирках, ЛДГ, ЩФ і в значно менше АСТ. В підшлунковій залозі висока активність ?-амілази. Крім того різна локалізація ізоферментів в органах і тканинах. Наприклад, ЛДГ-1 переважно локалізується в серці, а ЛДГ-4,5 в печінці. Деякі ферменти виробляється в різних тканинах, тому треба враховувати їх активність і кількісне співвідношення. Так, в серці відмічено більше висока активність АСТ порівняно з АЛТ, в печінці відмічено зворотне співвідношення. У зв'язку з цим для даних ферментів введений, так названий, коефіцієнт де Рітіса - відношення АСТ/АЛТ, яке в серці здорової людини дорівнює 1,33.

Другою причиною, що дозволяє використовувати ферменти в діагностиці являється те, що в організмі здорової людини підтримується стан динамічної рівноваги між процесами катаболізму та анаболізму. Тому вміст в крові ферментів є величиною відносно постійною, а підвищення або зниження активності ферментів свідчить про патологічний процес. Так при інфаркті відмічено суттєве підвищення активності КК, АСТ, АЛТ, ЛДГ, для панкреатиту характерно підвищення ?-амілази, для захворювань печінки, перш за все підвищення АЛТ, при злоякісних пухлинах кісток відмічено підвищення активності лужної фосфатази.

Вихід ферментів в кров відбувається не тільки при руйнуванні клітин, а й при підвищені проникливості клітинних мембран. Останнє, як правило, відмічається на самому початку розвитку патологічного процесу, часто до розвитку клінічної картини захворювання.

Цей факт ще більше підвищує значимість ферментативної діагностики. Так КК і АСТ підвищується через 4-6 годин після інфаркту міокарду, активність ?-амілаза через 3 години після початку гострого панкреатиту.

Відмічена пряма залежність між активністю ферментів і кількістю зруйнованих клітин. Чим вища активність ферменту, тим більша зона зруйнованої тканини, а зниження активності свідчить про локалізацію некротичного процесу.

Так, при гострому гепатиті, що характеризується дифузним характером запального процесу, активність АЛТ зростає в 50-100 разів порівняно з нормою і підтримується на цьому рівні на протязі 2-3 тижнів.

При інфаркті міокарду, що представляє собою враження невеликої ділянки серцевого м'яза, активність КК і АСТ в крові досягає максимуму на 3-5 добу, після чого знижується.

Визначення активності ферментів використовується для диферентціальної діагностики. Визначення активності АЛТ і АSТ і їх співвідношення дозволяє провести диференціальну діагностику інфаркту міокарду і захворювань печінки. В нормі співвідношення АЛТ/АСТ = 1,33 - коефіцієнт де Рітіса. При інфаркті міокарда цей коефіцієнти більше норми, тоді як гепатити характеризуються його зниженням. При паренхіматозних жовтяницях різко зростає активність АЛТ, АСТ, ЩФ, чого не спостерігається при паренхіматозній жовтяниці.

Таким чином, ферменти надають суттєву допомогу в питаннях діагностики, допомагають контролювати лікування хвороби і процес реабілітації. При деяких захворюваннях (спадкові хвороби) ферменти являються основним діагностичним тестом. Так, недостатність фенілаланінгідроксилази завжди свідчить про розвиток фенілпіровиноградної олігофренії.

10. Особливості використання ферментів як лікарських препаратів

Пепсин, ліпази, амілази, панкреатин - знайшли широке використання при недостатній секреторній функції шлунково-кишкового тракту (замісна терапія). Трипсин використовується для очищення гнійних ран і внутрішньом'язово як протизапальний засіб при остеомієлітах і гайморитах. Фібринолізин використовується як фібринолітичний засіб. Для активації діяльності відповідних ферментів використовуються в клініці коферменти. Знання основ ферментології дозволяє створювати ферментативні препарати ціленаправленої дії. Так, сульфаніламідні препарати дають позитивний ефект при коковій інфекції. В основі їх дії лежить конкурентне гальмування ферментативної реакції, так як вони є структурними аналогами субстратів, необхідних для життєдіяльності кокових мікроорганізмів. Нікотинова кислота необхідна для життєдіяльності туберкульозних бацил, а її структурний аналог гідразид ізонікотинової кислоти (фтивазид) являється ефективним засобом для лікування туберкульозу.

Все вищесказане підтверджує важливість і необхідність вивчення ферментів з метою використання їх в медичній практиці.

Специфіка методів дослідження ферментів

Зумовлена перш за все низькою концентрацією ферментів в тканинах. Звичайними методами кількісного аналізу, доступними в лабораторній діагностиці, цю концентрацію визначити неможливо. Тому про концентрацію ферменту судять пропорційно кількості перетвореного субстрату, або по кількості продукту реакції. Тому в біоматеріалі визначається їх активність. Як приклад визначення можна розглянути визначення активності ?-амілази. Про активність ?-амілази судять по кількості розщепленого крохмалю, що є субстратом для даного ферменту. Ступінь розщеплення крохмалю визначається йодометрично по зниженню зафарбованості розчину.

Одиниці активності ферменту

Активність ферменту визначають за кількістю розщепленого ним субстрату в перерахунку на 1л сироватки крові за одиницю часу. За міжнародну одиницю прийнята така кількість ферменту, яка в оптимальних умовах каталізує перетворення 1 мкмоль субстрату за 1 хвилину (Е= мкмоль/хв). В перерахунку на 1л біологічного матеріалу цю величину можна передавати наступним чином:

Е/л = мкмоль/л * хв.

В міжнародній системі одиниць СИ за одиницю активності ферменту прийнято КАТАЛ, що відповідає кількості ферменту, який перетворює 1 моль субстрату за 1 секунду ( кат=моль/сек). В перерахунку на 1л біоматеріалу:

катал=моль/сек * л.

білок вуглевод ліпід фермент

Лекція № 6. ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО ОБМІН РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ В ОРГАНІЗМІ

1. Обмін речовин як основна ознака життєдіяльності організму

Живий організм тісно пов'язаний з зовнішнім середовищем, яке поставляє необхідні йому харчові продукти та кисень. В харчових продуктах багато мінеральних речовин і поживних речовин: білків, жирів, вуглеводів, води і мінеральних солей.

В шлунково-кишковому тракті вони перетравлюються і всмоктуються, а потім при участі кисню, окислюються з виділенням енергії.

Далі з продуктів розпаду синтезуються нові поживні речовини. Цей процес називається катаболізм, або диссиміляція. Одночасно продукти розпаду і енергія використовується для синтезу специфічних речовин і запасання енергії - це процес анаболізму або асиміляції. У здорової людини ці процеси збалансовані.

Сукупність реакцій асиміляції та дисиміляції визначається як обмін речовин або метаболізм.

Відповідно метаболізм включає в себе процеси надходження поживних речовин в організм, їх перетворення до кінцевих продуктів і виведення продуктів обміну у зовнішнє середовище. Все це тісно пов'язане з обміном енергії, яка вивільняється при розпаді речовин і використовується в біосинтезі.

2. Види процесів обміну речовин в організмі - пластичний та енергетичний, їх характеристика

Обмін речовин і енергії в організмі протікають одночасно.

Обмін речовин ділять на зовнішній (надходження харчових продуктів в організм і виділення продуктів розпаду) і проміжний. Проміжний включає процеси переварювання та всмоктування поживних речовин, надходження їх у клітини, розпад до проміжних або кінцевих продуктів і синтез з них специфічних сполук для кожної тканини, а також контроль і регуляцію цих процесів.

3. Продукти харчування - основне джерело пластичного матеріалу та енергії для забезпечення життєдіяльності організму

Серед поживних речовин, необхідно виділити такі, що не можуть синтезуватися в організмі. Вони називаються незамінними факторами харчування. До них відносяться незамінні амінокислоти: лізин, метионін, триптофан, фенілаланін, валін, лейцин, ізолейцин. Вони необхідні для синтезу повноцінних білків.

До незамінних факторів харчування відносяться ненасичені жирні кислоти: лінолева, лініленова, арахідонова, що знаходяться в рослинних оліях, вони необхідні для синтезу вітамінів, фосфоліпідів, простогландинів.

Їх добова норма складає біля 1г, що знаходиться в 25-30г рослинної олії.

Значна частина вітамінів також не синтезується в організмі і повинна поступати з їжею.

Поряд з перерахованими речовинами організму постійно потрібні мікро та макроелементи. Вони приймають участь у побудові всіх клітин організму і входять в склад активного центра ферменту. Кальцій і фосфор складають основу кісткової тканини, натрій та калій входять в склад буферних систем організму, приймають участь в передачі нервових імпульсів.

До незамінних факторів відноситься і вода. Незважаючи на те, що вона частково утворюється в організмі, цього недостатньо тому вона повинна входити в склад добового раціону.

Таким чином у склад добового раціону повинні входити незамінні фактори харчування.

Особливістю проміжного обміну є постійна пристосованість до потреб клітини і організму в цілому. При змінах умов зовнішнього і внутрішнього середовища організму, проміжний обмін може перебудовуватися і підтримувати життєдіяльність клітини в нових умовах. Наприклад, при недостатності в клітині кисню глюкоза розпадається до молочної кислоти, а при достатній кількості кисню кінцевими продуктами розпаду глюкози є вуглекислий газ і вода.

Друга особливість полягає в тому що існує тісний взаємозв'язок між різними речовинами в ході їх перетворень.

Наприклад, при розпаді деяких амінокислот утворюються без азотисті залишки з яких може синтезуватися глюкоза.

4. Основні етапи вивільнення енергії харчових речовин. Біологічне окислення

Обмін енергії включає в себе процеси вивільнення, накопичення і використання енергії, що утворюється при розпаді поживних речовин в організмі.

Особливість цих процесів полягає в тому, що кінцеві етапи вивільнення енергії та її запасання при розпаді різних речовин однакові.

Основним носієм енергії в природі є електрон. Одержавши кількість енергії він переходить на більш високий енергетичний рівень, тобто збуджується. Переходячи на більш низьку енергетичну орбіту, електрон віддає енергію. Якщо ця енергія витрачається на виконання роботи, то вона називається вільною. Не використана на роботу енергія, переходить в тепло і вважається розтраченою.

Сказане має місце і в живій природі. Основним джерелом енергії для всіх організмів на землі є сонячна радіація, що виникає в результаті ядерного синтезу. Фотосинтезуючі клітини синтезують в рослинах крохмаль. Тварини нездатні до фотосинтезу і одержують необхідну енергію в виді готових органічних речовин, в ході розпаду /окислення/ яких енергія вивільняється, а електрони переходять на більш низьку енергетичну орбіту. Вивільнена енергія витрачається на тепло та підтримку температури тіла. Друга частина йде на синтез макроергічних сполук, в яких енергія переходить в енергію фосфатного зв'язку. В першу чергу до них відноситься АТФ.

Величина цього макроергічного зв'язку складає 33,5 - 41,9 кДж/ моль. З других макроєргічних сполук слід відмінити креатинфосфат, фосфоєнол - піровиноградну кислоту, ГТФ, УТФ, ТТФ.

Особливістю перерахованих сполук являється те, що при розпаді енергії макроергічних сполук не розсіюється, а переноситься на другі сполуки. Це можна спостерігати на прикладі АТФ.

Для її утворення потрібні АДФ, Н3Р04 і деяка кількість енергії. Відповідно при розпаді утворюються вихідні речовини і виділяється енергія.

Таким чином АТФ є переносником енергії і зв'язує між собою процеси, що йдуть з виділенням енергії.

Процес вивільнення енергії можна розбити на три етапи.

І. На першому етапі, який протікає в шлунково-кишковому тракті проходить розщеплення високомолекулярних сполук і всмоктування утворених мономерів. Так білки розпадаються до амінокислот, жири до гліцерину та вищих жирних кислот, вуглеводи до моносахаридів. На першому етапі вивільняється 0,1% енергії.

ІІ. На другому етапі мономери розпадаються в клітинах до більш простих сполук, котрі можуть бути однаковими у різних мономерів. Так при окисленні вуглеводів, жирів, амінокислот хоч і різними шляхами, утворюється одна і таж речовина - ацетил КоА.

На другому етапі вивільняється приблизно третя частина всієї енергії, розщеплених речовин.

Ш. Третій етап представляє собою повне окислення ацетил-КоА в циклі Кребса з утворенням вуглекислого газу і вивільненням водню. Цей етап протікає однаково у всіх клітинах, точніше в матриксі мітохондрій. Цикл Кребса представляє собою замкнуту систему реакцій, що починається зі взаємодії ацетил-КоА і щавлево-оцтової кислоти з утворенням лимонної кислоти, котра проходячи через ряд стадій, знову перетворюється в щавлево-оцтову кислоту. Серед других сполук циклу Кребса особливе значення має ізолимонна, а-кетоглутарова, янтарна та яблучна кислоти. Ці кислоти і окислюються в циклі Кребсу. Окислення каталізується ферментами дегідрогеназами, коферментами яких є похідні вітамінів, нікотинової кислоти і рибофлавіну (НАД, НАДФ, ФАД).

Незначна частина вивільненого водню використовується для синтезу нових сполук, а більша частина окислюється киснем з утворенням води. При цьому в ході цього процесу і проходить вивільнення енергії, що знаходиться в електронах.

В експерименті взаємодія водню з киснем хоча і приводить до утворення води, то супроводжується вибухом, що свідчить про великий запас енергії в електронах водню.

В організмі утворення води відбувається через ряд реакцій і тому енергія виділяється не одномоментно, а поступово. Подібна система реакцій називається ланцюгом біологічного окислення і включає ряд окисно-відновних реакцій, в ході яких проходить перенос водню на кисень. В цих реакціях приймають участь НАД, НАДФ, цитохроми. Особливістю вказаних сполук є їх здатність як окислюватись, так і відновлюватись. Так НАД може легко приєднувати водень (НАДН) і віддавати на слідуючи сполуки, наприклад ФАД. При цьому НАД окислюється, а ФАД відновлюється.

Механізм дії цитохромів полягає в тому, що в їх складі є атом заліза з перемінною валентністю, котрий може знаходитись як в окисному так і відновленому стані.

В ланцюзі біологічного окислення є декілька цитохромів а, в, с, d. Один з цих цитохромів а3 або цитохромоксидаза передає електрони на кисень.

Значення ланцюга біологічного окислення полягає в тому, що електрони переходять з одного переносника на другий, постійно опускаючись з більш високого рівня на низький, при цьому йде втрата енергії. Віддається накопичена енергія.

Вивільнена енергія частково витрачається на утворення тепла, а більша частина на утворення АТФ. При цьому одні речовини при своєму окисленні вивільняють енергію достатню для синтезу трьох молекул АТФ тоді як інші тільки для двох молекул АТФ.

Синтез АТФ проходить двома шляхами - окислювального фосфорування, тобто АТФ утворюється шляхом приєднання до АДФ неорганічного фосфату з використанням енергії, що вивільнилася під час окислення різних речовин. Всі компоненти ланцюга біологічного окислення знаходяться на внутрішній мембрані мітохондрій.

В організмі існує і другий шлях синтезу АТФ. Деякі речовини в ході перетворень накопичують в своїх зв'язках достатню кількість енергії, яку можуть передати для синтезу АТФ. Цей шлях синтезу носить назву субстратного фосфорування. Наприклад, при розпаді вуглеводів утворюється фосфоепол-піровиноградна кислота, що має запас енергії в фосфатному зв'язку. При взаємодії с АДФ вказана кислота передає енергію цього зв'язку на синтез АТФ.

5. Регуляція обміну речовин та енергії

Основні етапи обміну речовин:

1. Надходження в організм поживних речовин.

2. Переварювання та всмоктування їх в шлунково-кишковому тракті. Надходження їх в клітини, де проходить їх перетворення.

Регуляція обміну речовин та енергії може відбуватися:

І. На рівні всього організму і систем органів. Наприклад, фактори зовнішнього середовища через центральну нервову систему діють на обмінні процеси в організмі. Надходження поживних речовин контролюється різними транспортними системами. До них відноситься ретинолзв'язуючий білок, що переносить вітамін А, транскортин, що транспортує стероїдні гормони, церулоплазмін, позв'язує мідь трансферин, що транспортує залізо, ліпопротеіди, що транспортують жири.

ІІ. Клітинний рівень регуляції. Тут важлива роль належить клітинній мембрані.

Продукти обміну та поживні речовини поступають в організм до клітин, діяльність яких регулюється. Наприклад, якщо не достає енергії в клітині, то ацетил КоА поступає з цитоплазми в мітохондрії, де окислюючись, забезпечує її накопичення. І, навпаки, при надлишку енергії ацетил КоА цитоплазми йде на синтез жирних кислот, ацетонових тіл, холестерину.

ІІІ. Регуляція може проходити на молекулярному рівні. Так регулюються процеси розпаду і синтезу молекул глюкози, жирних кислот, гліцерину, амінокислот. Цей рівень контролюється діяльністю ферментів, субстратів, інгібіторами і активаторами, оптимальними умовами діяльності ферментів.

Контроль над всіма процесами здійснює нервова система. Вона впливає на фізіологічні, психічні, метаболічні та інші процеси. Нервова система тісно пов'язана з ендокринною системою. Про це говорить той факт, що зниження діяльності однієї зразу ж підсилює діяльність другої. Регуляторний вплив нервової системи в значній мірі проявляється через гуморальні фактори, до яких відносяться гормони, що виробляються залозами внутрішньої секреції, тканинні гормони та простогландини.

Лекція № 7. ГОРМОНИ

1. Загальні відомості про гормони

Гормони (від грецького hormaino - спонукаю) - біологічно активні сполуки, що виділяються залозами внутрішньої секреції в кров або лімфу й регулюють метаболізм клітини. Для них характерні наступні загальні властивості:

1. Дія на відстані від місця продукції (дистантність дії).

2. Специфічність, яка полягає в тому, що ефект кожного з них не адекватний ефекту інших гормонів.

3. Висока швидкість утворення і інактивації, обумовлена короткочасністю дії.

4. Висока біологічна активність (ефект проявляється в присутності мінімальних концентрацій гормону).

5. Роль посередника в передачі інформації від нервової системи до клітини.

Подібні речовини виділяють також клітини деяких органів, що не відносяться до залоз внутрішньої секреції (клітини шлунково-кишкового тракту, гладкі клітини сполучної тканини, клітини нирок, клітини эндотелію. На відміну від гормонів ці біологічно активні речовини діють у місцях утворення і називаються гормоноподібними речовинами (гормоноїдами).

Номенклатура гормонів побудована таким чином, що назви відображають джерело (орган-продуцент) або функцію гормону (наприклад, гормон росту, ліпотропний гормон).

2. Класифікація гормонів

Класифікація гормонів заснована на хімічній будові.

1. Білково-пептидної природи:

- складні білки (фолікулостимулюючі, лютеінизуючий, тіреотропний);

- прості білки (пролактин, гормон росту, інсулін і ін.);

- пептиди (АКТГ, глюкагон, кальцитонін, вазопресин, окситоцин).

2. Похідні амінокислот (тироксин, мелатонін, катехоламіни

3. Стероїдної природи (кортикостероїди і статеві гормони).

Анатомічна класифікація невдала, тому що деякі гормони утворяться у двох-трьох залозах або депонуються поза місцем продукції. Однак ця класифікація зручна під час обговорення регуляторних зв'язків, а хімічна - під час обговорення механізмів дії.

3. Механізм дії гормонів

У керуванні метаболізмом гормони беруть участь у такий спосіб. Потік інформації про стан внутрішнього середовища організму і про зміни, пов'язані з зовнішніми впливами, надходить у нервову систему, там переробляється і формується відповідний сигнал. Він надходить до органів-эфекторів у вигляді нервових імпульсів і опосередковано через ендокринну систему.

Пунктом, де зливаються потоки нервової й ендокринної інформації, є гіпоталамус: сюди надходять нервові імпульси з різних відділів головного мозку. Вони визначають продукцію й секрецію гипоталамічних гормонів, що впливають у свою чергу через гіпофіз на продукцію гормонів периферичними ендокринними залозами. Гормони периферичних залоз, зокрема мозкової речовини наднирочників (біогенні аміни), контролюють секрецію гипоталамічних. Вміст гормону в кровотоці підтримується за принципом саморегуляції. Високий рівень гормону виключає або послаблює по механізму зворотного зв'язку його утворення, низький рівень підсилює продукцію.

Ці взаємозв'язки представлені на малюнку.

Механізм дії гормонів. Гормони діють на тканини вибірково, що обумовлено неоднаковою чутливістю тканин до них. Органи і клітини, найбільш чутливі до впливу певного гормону, прийнято називати мішенню гормону (орган-мішень або клітина-мішень). Специфічність гормонів стосовно клітин-мішенів обумовлена наявністю в клітин специфічних рецепторів, які входять до складу плазматичних мембран. Рецептори є глікопротеїнами, їхня специфічність обумовлена вуглеводним компонентом білка, а також вуглеводними компонентами гангліозидів ліпідного бішару мембран.

Для деяких гормонів описані специфічні ділянки зв'язування в ядрі клітини.

Залежно від того, де в клітині відбувається передача інформації, можна виділити такі варіанти дії гормонів:

Мембранний (локальний).

Мембранно-внутрішньоклітинний або опосередкований.

Цитозольний (прямий).

Мембранний тип дії реалізується в місці зв'язування гормону з плазматичною мембраною, полягає у вибірковій зміні її проникливості. По механізму дії гормон у цьому випадку виступає як аллостеричний эфектор транспортних систем мембрани. Так, наприклад, забезпечується трансмембранний перенос глюкози під дією інсуліну, амінокислот і деяких іонів. Звичайно мембранний тип дії зв'язаний з мембранно-внутрішньоклітинним.

Мембранно-внутрішньоклітинна дія гормонів характеризується тим, що гормон, не проникаючи в клітину, впливає на обмін у ній через посередник, що є як би представником гормону в клітині -- вторинним посередником (первинний посередник -- сам гормон). Описано три групи вторинних посередників: циклічні нуклеотиди, іони кальцію і 2,5-олігоаденіловий нуклеотид. При цьому механізмі гормон зв'язується з специфічним рецептором, комплекс гормон-рецептор взаємодіє з білком, який підвищує проникливість клітинної мембрани.

Іони кальцію як посередник ефекту гормонів у клітині. Внутрішньоклітинний вміст кальцію досить незначний (на чотири порядку нижчий, ніж поза клітиною). Іони кальцію надходять із зовнішнього середовища по двох кальцієвих каналах у мембрані. Відкачування кальцію із клітини здійснює Са2+-АТФаза (за рахунок енергії АТФ) в обмін на іони натрію, що надходять ззовні. У клітину кальцій надходить під дією різних зовнішніх стимулів і взаємодіє із Са2+-зв'язуючими білками цитоплазми. Ці білки виконують роль регуляторів. Один з них - кальмодулін. Зв'язуючись із ним, кальцій утворює комплекс Са2+-кальмодулін, що регулює активність різних ферментів, змінюючи біохімічні функції клітини.

Цитозольний механізм дії. Гормони з ліпофільними властивостями (стероїди) здатні проникати через мембрану в клітину й вступати в контакт із рецепторами, що перебувають у цитозолі. У вигляді комплексу гормон-рецептор вони переміщаються в ядро клітини, де вибірково впливають на активність геномів, змінюючи доступність для транскрипції певних матриць ДНК. Отже, гормони впливають на синтез мРНК і швидкість синтезу специфічних білків-ферментів. Це, природно, спричиняє зміну швидкості й спрямованості метаболічних процесів у клітині.

Змішаний тип передачі інформації властивий йодтиронінам (гормонам щитовидної залози), які по ліпофильним властивостям займають проміжне положення між водорозчинними й ліпофильними (стероїдними) гормонами. Ця група гормонів реалізує свій ефект по мембрановнутрішньоклітинному, і цитозольному механізмам.

Модуляція дії гормонів може забезпечуватися як ендогенними, так і екзогенними факторами. До ендогенних модуляторів гормонального ефекту відносять простогландини, які регулюють обмін речовин на клітинному рівні.

З екзогенних модуляторів гормонального ефекту в експериментальній і практичній медицині використовують сполуки, що змінюють активність фосфодієстераз, швидкість руйнування циклічних нуклеотидів.

4. Регуляція синтезу і секреції гормонів

Гормони гіпоталамо-гіпофізарної системи

В гіпоталамусі у відповідь на нервові або хімічні імпульси секретуются і транспортуються в аденогіпофіз (по гіпоталамо-аденогіпофізарній портальній системі) біологічно активні пептиди, які називають регуляторними гормонами. Назва визначена їхньою функцією: ці пептиди регулюють продукцію гіпофізарних гормонів. Нові робочі назви регуляторних гормонів відображають біологічне значення кожного з них:

Всі гіпоталамічні гормони - олігопептиди, структура деяких з них вивчена детально. Функція ліберинів - активація, статинів - гальмування продукції відповідних гормонів в аденогіпофізі - основний їхній орган-мішень. Виключення становить соматостатін: його мішень також і панкреас, де цей гормон синтезується і гальмує секрецію інсуліну і глюкагону.

Гіпофізарні гормони. В аденогіпофізі утворяться тропні гормони, що контролюють функцію периферичних залоз внутрішньої секреції.

1. Тіреотропний гормон (тіреотропін) -- глікопротеїд, що складається із двох субодиниць. Продукцію гормону активує тіроліберін, гальмують гормони щитоподібної залози за принципом зворотного зв'язка.

Тіреотропін контролює функцію щитоподібної залози:

- прискорює поглинання йоду із крові;

- прискорює включення йоду в тіреоглобулін;

- прискорює протеоліз тіреоглобуліна, тобто вивільнення тіреоідних гормонів і їхню секрецію.

Ефект гормону опосередковується по мембранно-внутрішньоклітинному типу. Поряд із клітинами тіреоідного епітелію мішенню гормону є клітини жирової тканини, в якій він прискорює ліполіз.

2. Адренокортикотропний гормон (АКТГ) - поліпептид з 39 амінокислотних залишків. Продукція активується кортиколіберином, обмежується кортикостероїдними гормонами (негативний зворотний зв'язок).

Орган-Мішень АКТГ - наднирочники, у корковому шарі яких гормон прискорює синтез і секрецію кортикостероїдів із холестерола. Це перетворює його в попередник кортикостероїдів. Крім того, АКТГ гальмує зв'язування кортизола в кров отоці з білком, що забезпечує його виведення. Таким чином, АКТГ не тільки стимулює продукцію, але й «подовжує життя» одного з важливих кортикостероїдів.

Мішень АКТГ - також клітини жирової тканини (активація ліполізу) і клітини нейрогіпофізу (активація утворення меланоцитстимулюючого гормону).

3. Гонадотропні гормони. Із чотирьох таких гормонів три синтезуються в аденогипофизе.

Фолікулостимулюючий гормон (ФСГ) -- гликопротеид, що складається із двох субъединиц. Продукція активується фоліберином. Інгібітор утворення фоліберину - естрогени (зворотний негативний зв'язок).

Орган-Мішень у самок - яєчники, де ФСГ ініціює розвиток фолікулів, клітини внутрішнього шару яких починають синтезувати естрогени. Останні, як уже сказано, за принципом зворотного зв'язку гальмують продукцію фоліберину, а отже, і ФСГ.

У самців орган-мішень - насінники, де ФСГ стимулює розвиток епітелію сім'явивідних протоків і появу великого числа сперматоцитів на всіх стадіях розвитку, включаючи стадію зрілих.

Лютеінізуюючий гормон (ЛГ) -- також глікопротеїд, складається із двох субодиниць. Його продукція контролюється люліберином (активація) і прогестероном (гальмування за принципом зворотного зв'язка).

Мішень ЛГ у самок - зрілий фолікул (граафов пухирець). Гормон забезпечує його остаточне дозрівання, овуляцію й утворення жовтого тіла.

Мішень ЛГ у самців - клітини Лейдига, де гормон стимулює утворення тестостерону, і насінники, де гормон стимулює ріст інтерстиційних клітин.

Пролактин -- простий білок, синтез якого прискорюється пролактолібери-ном, обмежується пролактостатином і прогестероном (зворотний негативний зв'язок).

Мішень пролактину - молочна залоза. Тут гормон у синергізмі з естрогенами стимулює проліферацію функціональної тканини й секрецію молока. Крім того, пролактин гальмує ефект лютеінізуючого гормону - овуляцію і лютеінізацію. У жировій тканині пролактин активує ліпогенез.

Хоріонічний гонадотропін не є гормоном гіпофізу. Розглядається тут у зв'язку з подібністю по ефеку з гонадотропними гормонами.

Утворюється у плаценті в ранній термін вагітності (перший тиждень після строку настання чергової менструацій, що не відбулася). Діє подібно ЛГ, стимулюючи ріст жовтого тіла під час вагітності.

4. Гормон росту (соматотропін) - простий білок, продукція якого контролюється соматоліберіном (активація) і соматостатіном (гальмування секреції). Ростстимулююча дія гормону проявляється з неоднаковою інтенсивністю в різних тканинах і реалізується за рахунок:

- стимулювання синтезу РНК і білків (анаболічна дія);

- підвищення рівня глюкози в крові (діабетогенний ефект);

- збільшення вмісту глікогену в м'язах і міокарді (глюкостатичний ефект);

- підвищення рівня вищих жирних кислот (ліпідмодилюючий ефект);

- росту ниркового кліренсу і канальцьової екскреції (ренотропний ефект);

- стимуляції ретикулоцитозу (еритропоетичний ефект):

- стимуляції хондро- і остеогенезу.

Стосовно одних тканин ефект соматотропного гормону прямий (острівці Лангерганса, кісткова тканина). Стосовно інших тканин (хрящ, жирова, м'язова) ефект гормону опосередкується поліпептидами, які, очевидно, специфічні для даної тканини. Ці посередники ефекту соматотропного гормону (виділено шість типів) називають соматомедини.

5. Ліпотропіни представлені двома близькими по амінокислотному набору і послідовності білками ?- і ?-ліпотропіни. Єдина відома мішень - жирова тканина, у клітинах якої гормони активують ліполіз. ?-ліпотропін - попередник ендорфінів (при інкубації гормону у водному екстракті мозку вивільняються продукти з опіато-подібною активністю).

Нейрогіпофіз секретує вазопресин і окситоцин, меланоцитстимулюючі гормони й когерін.

1. Вазопресин -нанопептид утворюється в супраоптичних і паравентрикулярних ядрах гіпоталамусу з поліпептидів-попередників (нейрофізинів), мігрує по аксонах гіпоталамо-гіпофізарного тракту в нейрогіпофіз, накопичуючись у ньому. Секреція контролюється меланоцитрегуляторными гормонами (меланолиберин і меланостатин).

Мішені вазопресину - артеріоли і капіляри легеневих і коронарних судин. Гормон викликає їхнє звуження, що супроводжується підвищенням артеріального тиску і пов'язаним із цим розширенням мозкових і ниркових судин (вторинне розширення). Ще одна мішень - дистальні звиті канальці і збірні трубочки нефрону. Ефект реалізується через аденілатциклазну систему. Це проявляється активацією гіалуронідази, посиленим розщепленням гіалуронової кислоти і пов'язаним із цим ростом проникності канальцевого епітелію. У результаті збільшення проникності прискорюється реабсорбція води, що веде до зменшення об'єму кінцевої сечі. При введенні вазопресину ззовні його ефект чітко проявляється зниженням діурезу. Це визначило другу назву гормону - антидіуретичний. Дефіцит гормону проявляється збільшенням діурезу (поліурія), що супроводжується підвищеною спрагою (полідипсія).

2. Окситоцин, як і вазопресин, нонапептид. По місцю утворення не відрізняється від вазопресину, тим же шляхом надходить у нейрогіпофіз, де і депонується. Секреція контролюється меланоліберином і меланостатином.

Органи мішені - гладка мускулатура кишечника, жовчного міхура і сечоводів, а також міометрій. Викликає виділення молока.

Діє через аденілатциклазну систему, як і вазопресин.

Меланоцитстимулюючі гормони (МСГ) існують у двох варіантах -- ?- і ?-МСГ (коротколанцюгові поліпептиди), продукція контролюється меланоліберином і меланостатином. Мішень -- меланофорні клітини, ефект -- розосередження чорного пігменту (меланіна). У людей при введенні може підсилюватися пігментація вже пигментованої шкіри, депігментовані ділянки на введення не реагують.

Когерін - маловивчений гормон нейрогіпофізу, введення якого викликає ритмічні гармонічні скорочення худої кишки, що тривають до 5 г.

Лекція № 8. ОБМІН ПРОСТИХ БІЛКІВ

1. Азотистий баланс організму. Білкові резерви

1. Добову потребу в білках треба в основному визначити як таку кількість, яка повністю забезпечує всі потреби організму. Величина ця не однакова для всіх і залежить від статі, віку, трудової діяльності та інших факторів. Але при складанні харчового раціону слід враховувати не тільки кількість білків, але і кількісний і якісний склад.

Це пов'язано з тим, що всі амінокислоти, що входять до складу білків, можна розділити на незамінні та замінні.

Незамінні амінокислоти, які не синтезуються в організмі і повинні регулярно поступати з їжею у складі повноцінних білків: триптофан, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, валін, лейцин. Вони в основному знаходяться в продуктах тваринного походження (м'ясо, риба, сир), в рослинних продуктах їх значно менше.

Замінні амінокислоти синтезуються в організмі. До них відноситься більша частина амінокислот. Білки, що мають в своєму складі всі незамінні амінокислоти, є біологічно повноцінними. Крім того, в таких білках співвідношення замінних і незамінних амінокислот оптимальне.

Важливим питанням є білкові резерви організму. Білки на відміну від вуглеводів про запас не відкладаються. Відмічено, що чим більше білків поступає з їжею, тим більше виводиться у вигляді кінцевих продуктів обміну. При білковому голодуванні або білковій недостатності якийсь час може підтримуватись білкова рівновага, але при цьому зменшується вміст білків організму. В першу чергу це відноситься до білків плазми крові (втрата 1 г білку супроводжується втратою 30 г білку тканин), а в подальшому розходжуються білки печінки, серця, м'язів.

2. Перетравлення та всмоктування білків

В порожнині рота білки не розщеплюються, так як тут відсутні протеолітичні ферменти (протеази). В шлунку починається активне перетравлення білків під дією протеаз - пепсина і гастриксина, які в сильно кислому середовищі шлунку (рН 1,5-2,5) проявляють максимальну активність. Кисле середовище створюється за рахунок соляної кислоти, яка виробляється слизистою оболонкою шлунку і виконує різні функції в шлунково-кишковому тракті, сприяє денатурації білків їжі, що полегшує їх гідроліз ферментами, активує пепсиноген.

З протеолітичних ферментів основним є пепсин, який синтезується з свого проферменту пепсиногена шляхом відщеплення від нього поліпептиду і при участі у цьому процесі соляної кислоти або активного пепсину. За добу у шлунку виробляється 2г пепсину. Пепсин розщеплює пептидні зв'язки, викликає розпад білків до окремих амінокислот або поліпептидів. Він гідролізує зв'язки, утворені головним чином ароматичними та дикарбоновими кислотами. Другою протеазою шлунку є гастриксин, оптимум рН якого лежить в межах 3,5- 4,5.

Наявність у шлунку цих двох ферментів з різним оптимумом рН фізіологічно оправдана. На початку процесу перетравлення білків оптимум рН шлункового соку складає 1,0-1,5, а потім змінюється до рН 4,0-4,5. Це пов'язано з частковою нейтралізацією кислого вмісту шлунку речовинами лужної природи, які утворюються при перетравлені їжі. Тому на початку перетравлення основний вплив на білки має пепсин, а по мірі здвигу рН і зниження активності пепсину зростає каталітична дія гастриксину. В шлунку йде активний процес гідролізу альбумінів та глобулінів і значно повільніше колагену та еластину.

У шлунковому соку у дітей знайдений хімозин (ренін), що денатурує молоко і розщеплює казеїн. У процесі росту дитини активність його спадає.

У кишечнику поліпептиди і нерозщеплені білки гідролізуються ферментами підшлункової залози і клітин слизової оболонки тонкої кишки (трипсину, химотрипсину, аміно- і кокарбоксилази), які в слаболужному середовищі кишечника проявляють максимальну активність (рН 7,8-8,2). Трипсин виробляється у вигляді свого проферменту трипсиногену і активується ентеропипдазою або раніше утвореним трипсином. Трипсин гідролізує пептидні зв'язки, створені аргіном та лізином. Химотрипсин синтезується з химотрипсиногена під дією трипсина і розщеплює пептидні зв'язки в білках або поліпептидах. Механізм дії аміно- і кокарбоксипептидаз полягає в гідролізі кінцевих амінокислот, що мають вільну карбоксильну групу. Нерозщеплені невеликі білки піддаються дії специфічних тетрапептидаз, але вже в слизистій оболонці тонкого кишечника.

Таким чином, в результаті перетравлення білків у ШКТ утворюються вільні амінокислоти, що поступають у кров і по ворітній вені - в печінку. Приблизно 5% від них попадає в лімфу. В печінці значна частина амінокислот йде на синтез специфічних білків (альбумінів, глобулінів, фібриногену, ферментів), а інша частина з током крові розноситься до органів і тканин, де використовується клітинами. У людини в нормі концентрація амінокислот у крові підтримується на постійному рівні.

Загнивання білків в кишечнику - процес розпаду амінокислот і білків під дією ферментів мікроорганізмів товстої кишки. При цьому утворюються токсичні речовини (кадаверін, фенол, індол, скатол), які всмоктуються і поступають по ворітній вені в печінку, де знезаражуються при участі активованої сірчаної або глюкуронової кислот. В результаті вони перетворюються в нешкідливі для організму продукти типу фенол-сірчаної, крезолглюкуронової та інших кислот і виводяться з сечею.

3. Проміжний обмін амінокислот

а) дезамінування. Цей процес полягає в відщепленні від амінокислоти аміногрупи при участі ферментів дезаміназ або оксидаз. В результаті утворюється безазотистий залишок, а аміногрупа виділяється у вигляді аміаку. Дезамінування може проходити різними шляхами: відновним, гідролітичним, внутрішньомолекулярним і окисним.

Найбільш активно окисному дезамінуванню підлягає глутамінова кислота, що пов'язано з високою активністю глутаміндегідрогенази, що є у всіх тканинах.

В якості безазотистого залишку утворюється ?- кетоглутарова кислота.

Глутаміндегідрогеназа каталізує як пряму, так і зворотну реакцію, тобто має зворотність дії. Зворотна реакція синтезу глутамінової кислоти з аміаку і ?-кетоглутарової кислоти носить назву відновлювального амінування.

б) переамінування. В 1937 р. Крицман вперше знайшов можливість переносу аміногрупи від амінокислоти на кетокислоту без звільнення при цьому аміаку. Цей процес каналізується амінотрансферазами, коферментами яких є фосфопіродоксаль (вітамін В6)

Процес переамінування проходить в два етапи: на першому -амінотрансфераза відщеплює аміногрупу від амінокислоти, яка при цьому перетворюється в ?-кетокислоту, а аміногрупа приєднується до коферменту. На другому етапі - кофермент переносить цю групу на другу ?-кетокислоту, яка перетворюється на нову амінокислоту. А кофермент відновлюється в свою первинну форму. Прикладом може служити переамінування між аланіном і ?-кетоглутаровою кислотою

Переамінуванню підлягають практично всі амінокислоти, крім лізина, аргініна, треоніну.

Для організму процес переамінування має особливе значення, так як це є основним шляхом синтезу замінних амінокислот з відповідних ?-кето-кислот. Значна частина останніх являється проміжними продуктами обміну вуглеводів, як, наприклад, піровиноградна кислота, що використовується для синтезу аланіну. Це ще раз свідчить про взаємозв'язок різних видів обміну речовин в організмі, зокрема вуглеводного і білкового.

Переамінування достатньо активно протікає в різних тканинах організму, але при деяких захворюваннях цей процес порушується внаслідок зниження активності амінотрансфераз. Тому визначення активності амінотрансфераз використовується в діагностичних цілях при захворюваннях печінки та серця.

в) декарбоксилування. Це процес відщеплення вуглекислого газу від карбоксильної групи амінокислот з утворенням відповідних амінів.

Таким шляхом утворюється триптамін з триптофану, ?-аміномасляна кислота з глутамінової, тирамін з тирозину. Ці сполуки мають сильну біологічну дію на організм і тому називаються біогенними амінами. Так, гістамін викликає розширення капілярів і підвищення їх проникливості, звуження крупних судин, скорочення гладкої мускулатури внутрішніх органів, підсилює секрецію соляної кислоти у шлунку. Серотонін (похідний триптофану) сприяє підвищенню кров'яного тиску і звуженню бронхів, є медіатором ЦНС. Його дія на ЦНС неоднозначна: малі дози подавляють, а високі стимулюють її діяльність, ?-аміномасляна кислота є тормозним медіатором в ЦНС.

В організмі значна кількість біогенних амінів знаходиться в неактивній формі, з якої звільнюється в разі необхідності. Свою біологічну дію вони проявляють у вільній формі, а потім руйнуються в печінці моноамінооксидазами.

4. Аміак як кінцевий продукт розпаду амінокислот

В результаті різноманітних процесів в організмі амінокислоти повністю розпадаються до аміаку, вуглекислого газу та води. Вода є необхідним продуктом для всіх обмінних процесів у організмі. Вуглекислий газ приймає участь в побудові карбонатної буферної системи, в активованій формі приймає участь у побудові жирних кислот, пуринових та піримідинових основ, вуглеводів. Виводиться він з організму через легені.

Аміак є одним з джерел азоту в організмі. Азот використовується для підтримування азотистої рівноваги, в тому числі для синтезу білку, побудови небілкових азотовмісних сполук (пуринових та піримідинових основ, холіну, креатинину, глюкозоамінів). Але частина азоту зв'язується в формі аміаку, який для організму є токсичним. Отруєння ним не відбувається, так як в організмі він активно знезаражується. Важливе місце у процесі знешкодження належить глугаміновій кислоті і її похідним. Так, ?-кетоглутарова кислота може зв'язувати одну молекулу аміаку з утворенням глутамінової кислоти. В свою чергу глутамінова кислота може зв'язувати ще одну молекулу аміаку з утворенням аміду-глутаміну.

При цьому аміак приєднується по місцю карбоксильної групи. Такий же процес протікає з участю аспарагінової кислоти.

Таким шляхом проходить зв'язування аміаку в місцях його безпосереднього утворення (клітини печінки, мозку) і можливе повторне використання азоту. Утворена глутамінова кислота і глутамін включається в різноманітні процеси обміну, в тому числі в реакції синтезу пуринових та піримідинових основ, що входять до складу нуклеїнових кислот.

Однак основним шляхом зв'язування аміаку є синтез сечовини, яка виводиться з організму з сечею. З азотовмісних сполук сечі на долю сечовини приходиться 80-85%. В розшифровці біосинтезу сечовини пріоритет належить вітчизняному вченому М.О.Ненцькому. Він вперше довів гіпотезу, що сечовина утворюється з двох молекул аміаку і молекули вуглекислого газу і цей процес відбувається в клітинах печінки.

5. Діагностичне значення визначення сечовини в крові

Концентрація сечовини в крові залежить від інтенсивності її синтезу і виведення. Визначення сечовини є важливим діагностичним тестом, що характеризує не тільки стан білкового обміну, а й функціональний стан печінки і нирок. Оскільки азот сечовини складає більшу частину фракції залишкового азоту, то підвищення вмісту небілкового азоту залежить від вмісту сечовини в крові. Вміст сечовини в крові підвищується при захворюваннях нирок (гломерулонефрит, пієлонефрит). При захворюваннях нирок ступінь підвищення вмісту сечовини визначається характером враження нефрону, рівнем інтоксикації, підсиленим розпадом білку в тканинах.

При гострому нефриті концентрація сечовини підвищується рідко і складає величини, близькі до рівня залишкового азоту, азот сечовини при цьому знаходиться в нормі.

При хронічних захворюваннях нирок ступінь порушення їх функції відзначається на вмісті сечовини в крові, яке не перевищує 13-15 ммоль/л. В пізні строки хронічної ниркової недостатності, коли різко підвищується залишковий азот крові рівень сечовини зростає до 33,2 ммоль/л. Особливо високий вміст сечовини (49,1-81 ммоль/л) спостерігається при гострій нирковій недостатності. При цьому різко знижується виведення сечовини з сечею.

Печінка має великі антитоксичні резерви, здатність її до дезамінування і синтезу сечовини зберігається при відключенні від обміну 85% її тканин. Синтез сечовини порушується при дуже важких враженнях печінки, пов'язаних з незворотними деструктивними процесами: гострий некроз печінки, печінкова кома, цироз, отруєння фосфором, миш'яком, алкоголем).

6. Діагностичне значення визначення креатину та креатиніну

Креатин і його похідний креатинін по діагностичній цінності не поступається сечовині. В організмі існує два джерела креатину: з харчових продуктів і ендогенний, що утворюється в результаті синтезу. Креатин синтезується з аргинину, гліцину і метионіна. Починається синтез в нирках, а закінчується в печінці, звідки з током крові поступає в м'язові тканини, де приєднуючи активовану фосфорну кислоту, креатин перетворюється в креатин-фосфат - макроергічну сполуку. В процесі м'язової роботи креатин-фосфат вивільнює енергію і перетворюється в креатинін, при цьому втрачаючи молекулу води.

Концентрація креатиніну в сироватці крові у здорових людей практично постійна 65-106 мкмоль/л. Його синтез залежить від потреб організму в креатині і на відміну від сечовини мало залежить від кількості білків у їжі. Креатинін має седативну дію. У хворих з депресивним станом в крові вміст креатиніну підвищений.

Креатинін відноситься до безпорогових речовин, що фільтрується тільки клубочком нирок і не реабсорбується. Секреція креатинніу канальцями можлива тільки при високій концентрації в крові. Критичним кордоном встановлена концентрація креатиніну 115 мкмоль/л.

При захворюваннях нирок кількість креатиніну в крові збільшується, так як креатинін виводиться з організму з сечею. Різке зростання рівня креатиніну є одним з показників ниркової недостатності в ранній стадії. Для діагностики захворювань нирок велике значення має розрахунок кліренсу креатиніну або сечовини. Розраховують його, виходячи з знання концентрації цих компонентів залишкового азоту в крові та сечі.

Підвищений рівень креатиніну в крові відмічається при закупорці сечових шляхів, тяжкому діабеті, декомпенсації серця, механічній жовтянці. Паралельне визначення у одного і того ж хворого концентрації креатиніну або сечовини в крові і сечі розширює можливості дослідження функціонального стану нирок, оскільки дає можливість одержати інформацію про функції нефрону - фільтрацію, реабсорбцію, секрецію, а також стан кровообігу у нирках.

7. Участь печінки в білковому обміні

Печінка в організмі людини виконує ряд дуже важливих функцій. Участь печінки в білковому обміні характеризується тим, що в ній активно протікають процеси синтезу і розпаду білків, що мають важливе значення для організму. В печінці синтезується за добу приблизно 13-18г білку. З них альбуміни, глобуліни, фібриноген, протромбін синтезуються тільки в печінці. З глобулінів тут синтезується до 90% ?-глобулінів і близько 50% ?-глобулінів. В зв'язку з цим при хворобах печінки в ній знижується синтез білків і це приводить до зменшення кількості білків або зміні їх фізико-хімічних властивостей, в результаті чого знижується колоїдостійкість білків і вони легше ніж у нормі випадають в осад при дії осаджувачів (солей лужних та лужноземельних металів, а також тимолу, сулеми). Знайти зміну кількості білків або їх властивостей можна за допомогою проб на колоїдостійкість білків або осадових проб, серед яких використовується проба Вельтмана, тимолова проба, сулемова проба.

Печінка являється основним місцем синтезу білків, що забезпечують процес зсідання крові (фібриноген, протромбін). Порушення їх синтезу приводить до геморагічних діатезів. Причиною цього може бути порушення синтезу вітаміну К.

Активно в печінці протікає синтез і перетворення амінокислот (переамінування, дезамінування, декарбоксилювання). При тяжких її враженнях ці процеси суттєво змінюються, що характеризується збільшенням концентрації вільних амінокислот в крові, виділенням їх з сечею. В сечі можуть з'явитися кристали лейцину та тирозину.

Синтез сечовини відбувається тільки в печінці і порушення функцій гепатоцитів приводить до збільшення її кількості в крові, що має негативний вплив на весь організм і може проявитися печінковою комою, яка може привести до загибелі хворого.

Обмінні процеси в печінці каталізуються різними ферментами, які при її захворюваннях виходять в кров і поступають у сечу. Важливо, що вихід ферментів з клітин відбувається не тільки при їх враженні, а й при порушенні проникливості клітинних мембран, що мають місце в самому початку захворювання. Тому визначення активності ферментів є одним з важливих діагностичних показників оцінки стану хворого ще в до клінічний період, наприклад, при хворобі Боткіна ще в дожовтушний період відмічено збільшення в крові активності АЛТ, ЛДГ, АСТ.

Печінка виконує важливу антитоксичну функцію. В ній знезаражуються такі продукти кінцевого обміну білків, як індол, скатол, фенол, білірубін, аміак, продукти обміну стероїдних гормонів. Шляхи знезараження токсичних речовин різноманітні: аміак перетворюється в сечовину; індол, фенол, білірубін утворюють знешкоджені для організму сполуки з сірчаною та глюкуроновою кислотами, що виводяться з сечею.

8. Білки сироватки крові

Білки в організмі виконують різні функції життєзабезпечення і входять в склад кожної клітини організму, тому стан білкового обміну характеризує і стан всього організму. Для оцінки білкового обміну існують різні показники, в тому числі кількість білку і його фракцій в крові, рівень азотистого обміну (тільки білки та продукти обміну є азотовмісними сполуками).


Подобные документы

  • Загальна характеристика білків, жирів та вуглеводів як компонентів їжі. Розгляд ролі даних речовин для енергетичних, пластичних, будівельних функцій організму. Значення вітамінів, води і мінеральних речовин для здоров'я. Кодифікування харчових добавок.

    презентация [6,3 M], добавлен 10.01.2016

  • Поширення вуглеводів у організмі та їх ферментативне розщеплення у харчовому тракті людини. Процеси перетворення вуглеводів на клітинному рівні. Дихання (аеробний розпад вуглеводів). Енергетичні ефекти процесів. Анаеробний розпад глюкози (гліколіз).

    лекция [39,4 K], добавлен 19.02.2009

  • Обмін ліпідів– багатоступеневий процес який складається з процесів травлення в харчовому тракті. Окислення гліцерину та вищих жирних кислот. Обмін кетонових тіл. Синтез мевалонової кислоти. Біосинтез стероїдних гормонів, вищих жирних кислот та гліцерину.

    контрольная работа [43,4 K], добавлен 19.02.2009

  • Класифікація реакцій внутрішнього обміну за напрямками їх протікання та характером кінцевих продуктів. Передумова створення та сутність перекисної теорії Шенбайн–Баха. Сучасна теорія біологічного окислення. Макроергічні зв'язки та макроергічні сполуки.

    учебное пособие [40,0 K], добавлен 19.02.2009

  • Хімічний елемент селен: історія відкриття, поширеність, фізичні та хімічні властивості, методи одержання. Біологічна роль. Надлишок і нестача селену у організмі людини. Харчові джерела, добова норма. Дефіцит селену і захворювання крові, органів дихання.

    контрольная работа [144,0 K], добавлен 08.03.2015

  • Біологічна, фізико-хімічна та структурна класифікація ліпідів. Попередники і похідні ліпідів. Жирні кислоти, гліцерол, стероїди, кетонові тіла, жиророзчинні вітаміни і гормони. Складні ефіри стеринів і вищих жирних кислот. Одноатомні циклічні спирти.

    презентация [1,9 M], добавлен 25.04.2013

  • Емульсія фосфоліпідів яєчного жовтка - модель пероксидного окиснення ліпідів. Механізм залізоініційованого окиснення вуглеводів. Антиоксидантний захист біологічних об’єктів. Регуляторні системи пероксидного окиснення ліпідів. Дія природних антиоксидантів.

    магистерская работа [2,0 M], добавлен 05.09.2010

  • Загальні властивості міді як хімічного елементу, історія його відкриття, походження, головні фізичні та хімічні властивості. Мідь у сполуках, її якісні реакції. Біологічна роль в організмі людини. Характеристика малахіту, його властивості та значення.

    курсовая работа [555,8 K], добавлен 15.06.2014

  • Загальна характеристика, поширення в організмі та види вуглеводів. Класифікація і хімічні властивості моносахаридів. Будова і властивості дисахаридів й полісахаридів. Реакції окислення, відновлення, утворення простих та складних ефірів альдоз та кетоз.

    реферат [25,7 K], добавлен 19.02.2009

  • Зміст металів у компонентах крові здорової людини. Значення S-елементів для організму людини: натрій, калій, магній, кальцій. З'єднання марганцю в біологічних системах. Роль D-елементів у фізіологічних і патологічних процесах в організмі людини.

    реферат [30,9 K], добавлен 04.09.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.