Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Марта 2012 в 19:46, реферат
1. Белки крови, их количественное содержание и выполняемая функция. Причины изменения содержания белков в плазме крови. Причины появления белков в моче.
4. Ацетоновые тела, их происхождение и биологическая роль, содержание в крови. Ацетонемия и кетонурия. Причины их возникновения.
Содержание - до 30 мг/л.
Мобилизация триглицеридов жировой ткани и проблемы транспорта высших жирных кислот.
В постадсорбционном периоде (когда между приемами пищи длительный интервал) идет мобилизация энергетических ресурсов организма, в том числе мобилизация триглицеридов жировой ткани.
Образующиеся в ходе мобилизации высшие жирные кислоты через мембрану липоцитов поступают в кровяное русло и в комплексе с альбуминами переносятся током крови в различные органы и ткани.
Там жирные кислоты проникают через наружную клеточную мембрану внутрь клеток и связываются со специальным так называемым Z-белком. В комплексе с этим внутриклеточным переносчиком жирные кислоты перемещаются в цитозоле к месту их использования.
Концентрация неэтерифицированных или иначе свободных жирных кислот в плазме крови натощак составляет величину 0,56-0,58 ммоль/л.
Жирные кислоты очень быстро обмениваются в крови, время их полужизни в русле крови составляет около 4 мин. За сутки с током крови переноситься примерно 150 гр свободных жирных кислот. Эта величина превышает величину суточного поступления липидов в организме. Это свидетельствует о том, что значительная часть транспортируемых кровью высших жирных кислот является продуктом их биосинтеза из углеводов или углеродного скелета аминокислот.
В условиях длительно интенсивной работы требующей больших энергозатрат жирные кислоты, поступающие из жировых депо, становятся основным видом энергетического топлива. Значение их как энергетического топлива еще более возрастает при недостатке глюкозы в органах и тканях, что характерно для сахарного диабета или голодания. Однако на пути эффективного использования высших жирных кислот клетками встает так называемый диффузионный барьер.
Что это за барьер?
Суть этого явления заключается в том, что высшие жирные кислоты на своем пути из кровяного русла в клетки должны пройти через гидрофильную фазу межклеточной среды. Но они нерастворимы в воде и поэтому скорость движения через межклеточную среду крайне ограничена. Выходом из положения является преобразование жирных кислот в печени в соединения, с небольшой молекулярной массой которые растворимы в воде.
Это такие соединения как ацетоуксусные и -гидроксимасляные кислоты. Эти соединения из печени опять же поступают в кровь, а затем идут в клетки тканей, но для этих молекул диффузионного барьера не существует, поэтому они служат эффективным энергетическим топливом. Эти соединения получили название - ацетоновые тела. К ацетоновым телам относится и сам ацетон (диметилкетон). В то же время в гепатоциты высшие жирные кислоты поступают минуя диффузионный барьер потому, что гпатоциты в печеночных синусах непосредственно контактируют с кровью.
Биосинтез и распад ацетоновых тел.
Жирные кислоты поступающие в гепатоциты, активируются и подвергаются -окислению с образованием ацетилКоА. Именно этот ацетилКоА используется для синтеза ацетоновых тел, согласно схеме.
В ходе первой реакции (в первую реакцию вступают 2 молекулы ацетилКоА, фермент ацетилКоА-ацетилтрансфераза = тиолаза) образуется 4-х углеродная молекула ацетоацетилКоА. Эти соединения макроэргические поэтому в этом синтезе не принимает участие АТФ.
В ходе следующей реакции (фермент -гидрокси-
Последняя реакция - лиазная (катализирует фермент ГМГ-лиаза), происходит отщепление ацетилКоА и образование 4-х углеродной молекулы - ацетоацетата.
Как образуются два других соединения относящихся к группе ацетоновых тел?
Из ацетоуксусной кислоты спонтанно, чаще всего, или иногда за счет декарбоксилазы происходит отщепление карбоксильной группы в виде углекислого газа и образуется ацетон.
Ацетоуксусная кислота восстанавливается в ходе реакции катализируемой ферментом -
Образовавшиеся ацетоновые тела поступают из гепатоцитов в кровь и разносятся к клеткам. Процесс синтеза ацетоновых тел идет постоянно, и ацетоновые тела всегда присутствуют в крови в концентрации 30мг/л. При голодании их содержание может увеличиваться до 400-500 мг/л. Еще больше концентрация при сахарном диабете в тяжелой форме до 3000-4000 мг/л.
Ацетоновые тела в норме хорошо утилизируются клетками периферических тканей, в особенности это касается скелетных мышц и миокарда. Скелетные мышцы и миокард значительную часть нужной им энергии получают за счет окисления ацетоновых тел. Только нервные клетки в обычных условиях не утилизируют ацетоновые тела, однако при голодании даже головной мозг 50-75% соей потребности в энергии удовлетворяет за счет окисления ацетоновых тел.
Ацетоацетат, поступающий в клетки различных тканей, прежде всего, подвергается активации помощью одного из двух механизмов.
Ацетоацетат с участием фермента тиокиназы, за счет энергии АТФ превращается в ацетоацетил-КоА.
Второй путь, является превалирующим в активации, это за счет фермента тиофоразы. Реакция, в которой принимают участие сукцениКоА и ацетоацетат, приводит к образованию ацетоацетил-КоА и образование сукцината, который далее окисляется в цикле Кребса.
Образующийся ацетоацетил-КоА далее дает 2 молекулы ацетил-КоА (принимает участие НSКоА, это тиолазная реакция)
АцетилКоА поступает в цикл Кребса, где ацетильные остатки окисляются до углекислого газа и воды.
Биологическая роль
Ацетоновые тела по значимости - 3 тип топливной энергии.
В гепатоцитах нет фермента тиофоразы, поэтому образовавшийся в гепатоцитах ацетоацетат не активируется и не окисляется. Таким образом печень экспортирует ацетоацетат, другими словами синтезирует этот вид топлива для других клеток.
-гидроксибутерат окисляется путем дегидрироания в ацетоацетат, дальше ацетоацетат в ацетилКоА.
Что касается ацетона, возможно 2 варианта окисления. Дело в том, что ацетон очень летуч, поэтому большое количество выделяется вместе с выдыхаемым воздухом, кроме того, ацетон выделяется с водой.
1 путь: Ацетон расщепляется до ацетильного и формильного остатка
2 путь: Через пропандиол он превращается в пируват.
Ацетоновые тела, накапливаясь в крови и тканях оказывают ингибирующие действие на липолиз, в особенности это касается расщепление триглицеридов в липоцитах. Дело в том, что избыточное накопление в крови ацетоновых тел приводит к развитию ацидоза. Снижение уровня липолиза в клетках жировой ткани приводит к уменьшению притока жирных кислот в гепатоциты, к снижению скорости образования ацетоновых тел и, следовательно, к снижению содержания в крови.
Кетонемия и кетонурия.
Вследствие недостаточности инсулина, что характерно для сахарного диабета, а так же при голодании, имеется относительная избыточность глюкагона (гормон панкреатической железы). По этой причине печень постоянно функционирует в режиме, который характерен для здоровых людей в постадсорбционном периоде. В это период в печени интенсивно окисляются жирные кислоты и интенсивно продуцируются кетоновые тела. Однако скорость синтеза кетоновых тел может превышать даже увеличенное в этих условиях потребление тканями. Развивается кетонемия. В норме кетоновых тел в крови меньше 2мг/дцл. При голодании может достигать до 30 а, при диабете до 350. При такой кетонемии развивается кетонурия. С мочой может выделяться до 5 гр кетоновых тел в сутки.
Кетоновые тела являются кислотами и поэтому снижают буферную емкость крови, а при высоких концентрациях снижают и рН крови. Возникает кетоацидоз. В норме рН крови = 7,4. При котонемии рН крови может уменьшаться до 7, что приводит к резкому нарушению функций головного мозга вплоть до потери сознания и развития тяжелейшей комы. Необходима интенсивная терапия.
5. Мочевина. Значение ее образования в организме. Содержание мочевины в крови и суточное выделение с мочой. Причины изменения суточного количества мочевины в моче.
P/S мочевая кислота - конечный продукт обмена пуриновых оснований, входящих в состав нуклеопротеидов. В сыворотке - 0,22-0,46 ммоль/л. Гиперурекимия - повышение мочевой кислоты в крови (главный симптом подагры).
Содержание в крови и суточное выведение
В крови - 3,3 - 8,3 ммоль/л
Суточное выведение - 20 - 35 гр.
Синтез мочевины.
Аммиак тем или иным путем поступивший в печень или образовавшийся в гепатоцитах вступает в цикл мочевинообразования открытый в 1932 г Кребсом.
Синтез мочевины начинается с образования в митохондриях печени карбомоилфосфата.
Вторая реакция мочевинообразования протекает так же в митохондриях (трансфераза обеспечивает перенос остатка карбомонила на молекулу арнитина-монокарбоновая кислота содержащая 5 углеродных атомов). Образуется аминокислота - цитрулин.
Дальнейшие реакции мочевинообразования протекают в цитозоле. В следующей реакции участвует цитрулин и аспартат (фермент - аргининосукцинатсинтетаза). В этой реакции участвуют цитрулин и аспартат. Реакция эгнергозависимая. В ходе реакции происходит расщепление АТФ до АМФ и пирофосфата и образуется аргининоянтарная кислота или аргининосукцинат.
От куда клетки находят аспартат? Аспартат образуется в ходе реакций трансаминирования из оксалоацетата - промежуточного продукта цикла Кребса, который подвергается реакции взаимодействия с глутоматом и образуется аспартат.
Дальше в ходе следующего процесса происходит лиазная реакция (лиазное расщепление - расщепление не гидролитическим путем) (фермент- аргининосукцинатлиаза). Происходит расщепление и в итоге образуется аминокислота аргинин и отщепляется остаток в виде фумаровой кислоты.
Фумаровая кислота - промежуточный продукт цикла Кребса, присоединяя воду превращается в малат, малат дегидрируется и превращается в оксалоацетат, а оксалоацетат за счет трансаминирования может превращаться в аспартат, который поставляет один атом азота.
Последняя реакция мочевинообразования катализируемая ферментом обладающим абсолютной специфичностью аргиниза. Происходит расщепление аргинина, образуется полный амид угольной кислоты получивший название мочевина и регенирирует орнитин. Отсюда название цикла - орнитиновый цикл мочевинообразования.
В ходе следующей реакции арнитин вновь вступая в реакцию взаимодействия с карбомоилфосфататом может давать цитрулин и дальнейшее повторение реакций приводит к увеличению синтезированной мочевины.
Необратимой реакцией в этом процессе является реакция с участием аргининосукцинатсинтетазы - термодинамический контроль направления процесса в целом.
Суммарное уравнение мочевинообразования.
СО2 + NH3 + аспартат + 3АТФ + 2Н2О мочевина + фумарат + 2AДФ + АМФ + 4Н3РО4
аспартат СО2 NH3
H2N - C - NH2
O
Синтез идет из углекислого газа, аммиака,
Источником углерода в мочевине является, несомненно, углекислый газ. Один атом азот происходит из аммиака, а второй атом азота по происхождению из аспартата. На синтез 1 молекулы мочевины клетка затрачивает 4 макроэргических эквивалента. Причем азот мочевины составляет примерно 50% всего небелкового азота крови.
Необходимо отметить, что количество мочевины, выводимое с мочой, зависит от нескольких факторов.
Снижение содержания мочевины наблюдается при снижении белка в пище.
Количество выводимой мочевины будет так же уменьшаться при патологии почек, которое сопровождается задержкой азотистых шлаков в организме.
Выведение мочевины может снижаться при тяжелой патологии печени как следствие нарушения синтеза мочевины.
Причины изменения суточного количества в моче и крови.
Мочевина, конечный продукт метаболизма белков, экскретируется почками. Концентрация мочевины в клубочковом фильтрате такая же, как и в плазме.
Канальцевая реабсорбция мочевины изменяется обратно пропорционально скорости потока мочи. Поэтому экскреция мочевины является менее информативным показателем клубочковой фильтрации, чем экскреция креатинина, который не реабсорбируется.
Существует прямая связь между азотом мочевины крови и потреблением белка и обратная связь между скоростью экскреции мочевины и азотом мочевины крови.
Повышение показателя имеет место:
а) при почечной недостаточности — остром и хроническом нефрите, остром канальцевом некрозе, при обструкциии мочевыводящих путей;
б) при усилении метаболизма азота на фоне уменьшения почечного кровотока или нарушения функции почек, дегидратации (любой этиологии), а также при кровотечении из верхних отделов желудочно-кишечного тракта (комбинация повышенного всасывания белков крови и уменьшенного почечного кровотока);