Билет №1

1. Источники и пути расходования аминокислот в тканях. Пул аминокислот.

Источники свободных аминокислот в клетках - белки пищи, собственные белки тканей и синтез аминокислот из углеводов. Многие клетки используют аминокислоты для синтеза белков, а также большого количества других веществ: фосфолипидов мембран, гема, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, биогенных аминов и других соединений.

В организме человека в сутки распадается на аминокислоты около 400 г белков, примерно такое же количество синтезируется. Поэтому тканевые белки не могут восполнять затраты аминокислот при их катаболизме и использовании на синтез других веществ. Первичными источниками аминокислот не могут служить и углеводы, так как из них синтезируются только углеродная часть молекулы большинства аминокислот, а аминогруппа поступает от других аминокислот. Следовательно, основным источником аминокислот организма служат белки пищи. 

В жидкой среде организма постоянно имеется определенное количество свободных аминокислот. Они образуют аминокислотный пул. Для человека массой 70 кг величина этого пула - 30 гр.

Этот пул всегда пополняется за счет трех основных процессов.

1 источник - всасывание или поступление аминокислот из кишечника - так называемые пищевые аминокислоты.

2-й источник - это распад тканевых белков

3-й источник это синтез заменимых аминокислот.

Аминокислоты постоянно изымаются из пула для использования в самых различных метаболических процессах

Несомненно, что большее количество аминокислот из пула изымается на синтез белков. Для ресинтеза тканевых белков ежесуточно из пула изымается около 400 гр ам.к.

Второй путь использования ам. к. это окислительный распад до конечных продуктов. Около 100 гр распадается , обеспечивая 10-15 % необходимой энергии для жизнедеятельности человека.

Третий путь использование - синтез из ам.к. углеводов и липидов. Глюконеогенез идет достаточно интенсивно. В сутки мы синтезируем 100-120 гр глюкозы.

Четвертый путь - синтез других азотосодержащих соединений ( креатин, холин, сфингозин, гем).

5 Синтез азотистых оснований нуклеотидов

6 Синтез биогенных аминов

7 Синтез других аминокислот за счет реакции трансаминирования

8 Синтез гормонов - производных аминокислот

В целом за сутки через аминокислотный пул проходит не менее 450-550 гр аминокислот Таким образом пул в сутки обменивается не менее 15 раз.

Аминокислотная недостаточность-болезненное состояние организма, связанное с недостаточным усвоением и всасыванием аминокислот. 

Причины:

- полное голодание

- частичное голодание

- получение только растительных белков

2. Терминология

Азотемия - повышенное содержание в крови азотистых продуктов обмена. Свидетельствует об усилении катаболизма белков, голодании, сахарном диабете.

Гипераммониемия - это нарушение обмена веществ, проявляющееся в недостаточности цикла ферментов мочевины, приводящее к отравлению организма аммиаком. Наблюдаются головокружение, тошнота, рвота, судороги, потеря сознания (печеночная кома)

Фенилкетонурия -наследственное заболевание, связанное с мутациями в гене фенилаланингидроксилазы.

3. 3Адача:

Метионин (незаменимая аминокислота) - донор СН3-групп в реакциях трансметилирования; необходим для синтеза холина, с дефицитом которого связано нарушение синтеза фосфолипидов и отложение в печени нейтрального жира (липотропный фактор, предупреждает развитие жировой инфильтрации печени).

Билет №2

1. Заменимые и незаменимые аминокислоты, примеры синтеза заменимых аминокислот в организме.

Незаменимые аминокислоты  должны поступать с пищей. Так, организм высших организмов не способен синтезировать ароматические аминокислоты. К незаменимым аминокислотам принадлежат аминокислоты с разветвленной боковой цепью: валин и изолейцин, а также лейцин, треонин, метионин и лизин.

Заменимые аминокислоты образуются в результате трансаминирования из промежуточных метаболитов — а-кетокислот, глутамата, а представители серинового семейства (серин, глицин и цистеин) сами являются естественными метаболитами организма животных.

Любая из заменимых аминокислот может синтезироваться в организме в необходимых количествах. При этом углеродная часть аминокислоты образуется из глюкозы, а аминогруппа вводится из других аминокислот путем трансаминирования.

Центральное место в биосинтезе аминокислот занимают глутаматдегидрогеназа, глутаминсинтетаза и трансаминазы. Благодаря совместной действия этих ферментов катализируется включения аммония в аминокислоты.

В наиболее значимых реакциях трансаминирования участвуют аспартатаминотрансфераза (АСТ) и аланинаминотрансфераза (АЛТ)

2. Терминология

Алкаптонурия - заболевание, связанные с нарушением обмена тирозина и фенилаланина. Причина - дефект фермента на одной из стадий взаимопревращения тирозина и фенилаланина, в результате гомогентизиновая кислота, которая в норме распадается на другие вещества и идет дальше в метаболизм – накапливается в организме и выводится с мочой. А она, окисляясь О2, образует тёмные пигменты алкаптоны, в результате чего при попадании на воздух моча становится черной. Также наблюдается пигментация хрящей, склер, изменение цвета зубов (коричневый цвет).

Аргининсукцинатурия - Данное заболевание связано с отсутствием или недостаточностью аргининосукциназы. Повышенным содержанием аргининосукцината в крови, спинномозговой жидкости и моче; оно часто сопровождается нарушением роста волос.

Биоге́нные ами́ны — органические вещества, которые образуются в организмах из аминокислот путём их декарбоксилирования, и обладающие высокой биологической активностью. К биогенным аминам относятся дофамин, норадреналин и адреналин (синтезируются изначально из аминокислоты тирозина), серотонин, мелатонин и триптамин (синтезируются из триптофана), гистамин (синтезируется из гистидина) и многие другие соединения. В организме многие биогенные амины выполняют роль гормонов и нейромедиаторов.

3. Задача:

Азотистым балансом называется соотношение между количеством азота, введенного в организм с пищей, и количеством азота, выделенного из организма с мочой, калом и потом. Если число граммов азота, введенного с пищей, равно количеству граммов выделенного азота, то организм находится в состоянии азотистого равновесия. Если количество введенного азота превышает количество выделенного, азотистый баланс называется положительным. Положительный азотистый баланс указывает на накопление белка в организме и наблюдается в молодом возрасте и в период восстановления организма после перенесенных заболеваний. Во время болезни он понижается.

Билет №3

1. Трансаминирование аминокислот, значение реакций. Роль витамина b6, Аминотрансферазы АлАт, АсАт, диагностическое значение определения в биологических жидкостях (кровь, слюна).

Трансаминирование – реакции переноса - аминогруппы с аминокислоты на -кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминонокислота. Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы,. Это сложные ферменты, коферментом которых является производное витамина В6 (пиридоксальфосфат). Реакции трансаминирования обратимы, и могут проходить как в цитоплазме, так и в митохондриях клеток.

Биологическое значение трансаминирования

Трансаминирование – первая стадия дезаминирования большинства аминокислот, т.е. начальный этап их катаболизма. Образующиеся при этом кетокислоты окисляются в ЦТК или используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел. Поскольку этот процесс обратим, ферменты аминотрансферазы функционируют как в процессах катаболизма, так и биосинтеза аминокислот. Трансаминирование – заключительный этап синтеза заменимых аминокислот из соответствующих кетокислот, если они необходимы в данный момент клеткам. В результате происходит перераспределение аминнного азота в тканях. При трансаминированиии общее количество аминокислот в клетке не меняется.

Аминотрансферазы имеют клиническое значение

В медицине нашло практическое применение определение активности двух ферментов трансаминирования – аланинаминотрансферазы (АЛТ, АлАТ) и аспартатаминтрансферазы (АСТ).

Оба фермента обратимо взаимодействуют с α-кетоглутаровой кислотой и переносят на нее аминогруппы от соответствующих аминокислот с образованием глутаминовой кислоты и кетокислот (оксалоацетат и пируват).

Реакции, катализируемые аланинаминотрансферазой и аспартатаминотрансферазой

Хотя активность обоих ферментов значительно возрастает при заболеваниях сердечной мышцы и печени, при поражении клеток миокарда наибольшая активность в сыворотке крови обнаруживается для АСТ, при гепатитах – для АЛТ.

В клинической практике определение активности АЛТ и АСТ используется для дифференциальной диагностики болезней печени и миокарда, глубины поражения и контроля эффективности их лечения

Наиболее часто активность аминотрансфераз исследуют с целью дифференциальной диагностики патологии печени и миокарда. Для этого определяют показатель, который называется коэффициент де Ритиса:

КдР = АсАТ / АлАТ = 1,33

.

Увеличение активности аминотрансфераз наблюдается при:

Инфаркте миокарда и поражениях скелетных мышц. Коэффициент де Ритиса АсАТ/АлАТ более 1,33.

Остром вирусном гепатите (АлАТ и АсАТ более чем в 100 раз). Коэффициент де Ритиса менее 1,33.

Быстрое снижение активности аминотрансфераз одновременно с возрастанием гипербилирубинемии свидетельствует об обширных некротических изменениях в ткани печени.

Терминология

Азотурия - ненормально увеличенное выделение мочою азота, который содержится в моче главным образом в виде мочевины. При нормальных условиях временная Азотурия бывает после обильного потребления азотистой пищи; ненормальная же бывает при большинстве лихорадочных болезней и при отравлениях ядами, которые вызывают увеличенное распадение белков;

Цитруллинурия - наследственная болезнь, обусловленная нарушением обмена цитруллина; Цитруллин является промежуточным веществом в орнитиновом цикле, необходимом для превращения аминогрупп и аммиака в мочевину.

Заболевание характеризуется задержкой психического развития, нарушением формирования костного скелета, гепатомегалией, гипотиреозом, атрофией головного мозга.

Охроноз- наследственное заболевание, обусловленное избыточным отложением в различных тканях гомогентизиновой кислоты в связи с отсутствием фермента гомогентизиназы; Гомогентизиновая кислота (продукт метаболизма фенилаланина и тирозина) в большом количестве выводится из организма с мочой и потом, а также откладывается в тканях (преимущественно в хряще), где она полимеризуется и, накапливаясь, окрашивает ткани в желто-коричневатый, охрянистый (отсюда название болезни) и иногда даже в черный цвет. Пигментация обнаруживается также в склере и роговице глаза, и внутренних органах.

Билет №4

1. Метионин. Реакции трансметилирования, значения. Роль фолиевой кислоты.

Метионин - незаменимая аминокислота, необходимая для синтеза белков. Как и многие другие аминокислоты, метионин подвергается транс- и дезаминированию. Особая роль метионина заключается в том, что метильная группа этой аминокислоты используется для синтеза целого ряда соединений в реакциях трансметилирования. Основным донором метильной группы является S-аденозилметионин (SAM) - активная форма метионина.

Структура SAM является нестабильной, метильная группа легко отщепляется, что определяет высокую способность ее к переносу на другие соединения в реакциях трансметилирования.

SАМ как донор метильной группы участвует в синтезе многих веществ (лецитина, адреналина, карнитина, ацетилхолина, креатина и др.), а также в инактивации нормальных метаболитов и обезвреживании токсических веществ в печени.

Метионин и серин необходимы для синтеза условно заменимой аминокислоты цистеина, причем в этом процессе метионин является донором атома серы. Реакции происходят с участием пиридоксальфосфата.

Основная функция фолиевой кислоты (В9) кофермента — перенос одноуглеродных групп ( метильных и формильных) от одних органических соединений к другим.

Роль витамина В9 в орг-ме:

• участвует в синтезе ДНК, протеина, биосинтезе белка

• участвует в метаболизме жиров и углеводов

• поддерживает нормальное функционирование иммунной системы, печени и органов ЖКТ;

• нормализует пищеварение

• регулирует беременность — создание и поддержание в здоровом состоянии новых клеток при формировании плода, а также предотвращает самовольное абортирование ребенка

• помогает в преодолении послеродовой депрессии

• корректирует половое развитие у девушек-подростков, замедляет наступление менопаузы и ослабляет ее симптоматику

• снижает уровень холестерина в крови, а также выводит из организма яды и токсины;

• способствует выработке гормона радости (серотонина), при нехватке которого человека часто преследуют уныние и депрессия;

2. Терминология

Уремия - это отравление организма продуктами обмена, связанное с нарушением нормального функционирования почек, синдром острой или хронической интоксикации, развивающийся при выраженной почечной недостаточности в результате задержки в организме азотистых метаболитов (азотемия) и других токсических веществ

Альбинизм - это наследственная и врожденная болезнь, которая очень ярко проявляется в белом «неестественном» цвете кожи, волос и глаз. Причина метаболического нарушения - врождённый дефект тирозиназы. В результате дефекта тирозиназы нарушается синтез пигментов меланинов.

Кетогенные аминокислоты- аминокислоты, в процессе обмена которых в организме образуются кетоновые тела; к аминокислотым кетогенным относятся пролин, лейцин и др.

3. Задача

Гипераммониемия - это нарушение обмена веществ, проявляющееся в недостаточности цикла ферментов мочевины, приводящее к отравлению организма аммиаком. Наблюдаются головокружение, тошнота, рвота, судороги, потеря сознания (печеночная кома).