- •I.Ферменты: определение понятия, химическая природа, физико-химические свойства и биологическая роль ферментов.
- •II.Изоферменты. Строение, биологическая роль, диагностическое значение определения.
- •III. Особенности ферментативного катализа. Механизм, стадии ферментативного катализа.
- •IV. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата. Особенности ферментов полости рта
- •V.Ингибирование активности ферментов, виды ингибирования: обратимое, необратимое, конкурентное, неконкурентное.Ингибиторы ферментов в полости рта.
- •VI. Регуляция активности ферментов: неспецифическая, специфическая (понятия). Механизмы специфической регуляции активности ферментов:
- •VI. Классификация и номенклатура ферментов: систематические и рабочие названия.
- •VIII.Энзимопатии: понятие, классификация, молекулярные причины возникновения и механизмы развития, последствия, биохимическая диагностика
- •9. Энзимодиагностика, медико-биологическое значение
- •Ферменты крови в энзимодиагностике
- •10.Биохимические основы энзимотерапии. Ферменты –лекарственные препараты в полости рта
- •11.Этапы унифицирования энергии пищевых веществ и образования субстратов биологического окисления.
- •12 Цикл Кребса – биологическое значение, схема реакций, ферменты, коферменты, энергетический баланс одного оборота. Регуляция
- •Энергетический баланс одного оборота цтк
- •Хемиосмотическая теория Митчелла
- •15 Микросомальное биологическое окисление (система транспорта электронов, цитохромы р-450, в-5); биологическое значение, регуляция, клеточная и тканевая локализация ферментов в органах и полости рта
- •1. Ферментативная антиоксидантная система
- •2. Неферментативная антиоксидантная система
- •17. Углеводы пищи и организма человека: классификация, биологические функции, принципы нормирования суточной пищевой потребности.
- •20. Пути обмена галактозы в организме в норме, механизм развития галактоземи метаболические нарушения, биохимические и клинические проявления
- •21. Нормогликемия, пути превращения углеводов в клетках организма и ключевая роль глюкозо-б-фосфата.
- •Общие реакции аэробного и анаэробного гликолиза
- •Реакция анаэробного гликолиза
- •23. Аэробный путь окисления глюкозы: энергетический баланс, коферменты пируватдегидрогеназного комплекса
- •25. Гипогликемия: биохимические причины возникновения, механизмы восстановления нормогликемии (фосфоролиз гликогена, глюконеогенез,)
- •26. Гипергликемия: биохимические причины возникновения, механизмы восстановления нормогликемии
- •27. Контринсулярные гормоны (глюкагон, адреналин, кортизол): химическая природа, молекулярные механизмы участия в углеводном обмене
- •28. Инсулин: строение, молекулярные механизмы и механизм действия на метаболические процессы
- •Физиологические эффекты
- •Изменения метаболизма при сд I типа
- •Симптомы сд I типа
- •Симптомы сд II типа
- •Изменения метаболизма при сд II типа
- •31.Изсд и инзсд: механизмы развития патохимических нарушений, сходство и отличие в отклонении биохимических показателей. Изменение гематосаливарного барьера и состояния полости рта при диабете
- •Диабет и пародонтит
- •Пародонтит симптомы
- •Диабет и кариес
- •Диабет и грибковые инфекции полости рта
- •32. Глюкозотолерантный тест, методика проведения, диагностическое значение
- •Условия проведения
- •Методика проведения
- •Оценка результата
- •33) Важнейшие липиды пищи и организма человека: классификация, физико-химические свойства, биологическая роль. Принципы нормирования суточной потребности липидов.
- •34) Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте: роль гормонов, ферментов, желчных кислот. Понятие: энтерогепатическая циркуляция.
- •5. Мицеллообразование
- •35) Транспортные липопротеиды крови классификация (по плотности, электрофоретической подвижности, по апопротеинам), место синтеза, функции, диагностическое значение.
- •4. Моноацилглицероловый путь синтеза тг и фл
- •5. Глицерофосфатный путь синтеза тг и фл
- •Транспорт липидов в организме
- •Основные виды липопротеинов
- •Нормальные значения холестерина
- •Нормальные значения
- •36) Хиломикроны (хм), место синтеза, состав, обмен хиломикронов в абсорбтивный период.
- •1. Абеталипопротеинемия (синдром Бассена-Корнцвейга)
- •37) Липопротеины очень низкой плотности(лпонп), место синтеза, состав, обмен в постабсорбтивный период.
- •2. Семейная гиперхолестеролемия (гиперлипопротеинемия типа iIа и iIв)
- •38) Липопротеины низкой плотности (лпнп), место синтеза, состав, биологическая роль, биохимические причины патологии обмена.
- •39) Липопротеины высокой плотности (лпвп), место синтеза, состав, биологическая роль, биохимические причины патологии обмена.
- •40) Липолиз триглицеридов в белой и бурой жировой ткани: Механизмы β - окисления жирных кислот Регуляция.
- •Развитие жировой ткани
- •Химический состав белой жировой ткани
- •Особенности метаболизма белой жировой ткани
- •Энергетический баланс окисления насыщенных жк с четным количеством атомов углерода
- •Энергетический баланс окисления насыщенных жк с нечетным количеством атомов углерода
- •Энергетический баланс окисления ненасыщенных жк с четным количеством атомов углерода
- •Регуляция скорости β-окисления жк
- •Окисление жк в пероксисомах
- •41) Пути обмена АцКоА, Кетоновые тела:, биологическая роль, Кетонемия, кетонурия, причины и механизмы развития, последствия. Кетоновые тела
- •42) Обмен холестерина в организме человека. Регуляция. Холестерин
- •43) Атеросклероз: биохимические причины, факторы риска, лабораторная диагностика риска развития атеросклероза: обмена и развития его нарушений. Атеросклероз
- •44) Липогенез, направления в организме человека, гормональная регуляция, клеточные механизмы липогенеза (печень, жировая ткань).
- •Роль белка в питании. Показатели качества пищевого белка
- •Количество белка в некоторых пищевых продуктах
- •3. Азотистый баланс. Принципы нормирования белка в питании. Белковая недостаточность
- •Нормы белка в питании
- •Белковая недостаточность
- •Переваривание белков в желудке
- •Состав желудочного сока
- •48. Переваривание белков в кишечнике: гормоны секретин, холецистокинин,ферменты, всасывание аминокислот.
- •50. Реакция дезаминирования : в организме человека. Биологическое значение. Пути использования безазотистого остатка аминокислот (глюконеогенез, цт к). Дезаминирование аминокислот
- •Прямое дезаминирование ак
- •2. Оксидаза l-аминокислот
- •3. Оксидаза d-аминокислот
- •Пути обмена безазотистого остатка аминокислот
- •51. Пути использования и обезвреживания аммиака (образование глн, цикл мочевины, регуляция). Причины токсичности аммиака.
- •Связывание (обезвреживание) аммиака
- •Орнитиновый цикл
- •52. Частные пути обмена аминокислот: обмен и биологическая роль глу, глутамина.
- •53. Частные пути обмена аминокислот: обмен и биологическая роль серина и глицина. Обмен серина и глицина
- •Путь образования оксалатов из глицина
- •54. Частные пути обмена аминокислот: обмен и биологическая роль цистеина, метионина. Метионин
- •Цистеин
- •55. Частные пути обмена аминокислот: обмен и биологическая роль фенилаланина и тирозина. Фенилаланин
- •Тирозин
- •1. Обмен тирозина в надпочечниках и нервной ткани
- •2. Обмен тирозина в меланоцитах
- •3. Превращение тирозина в щитовидной железе
- •5. Катаболизм тирозина в печени
- •56. Биохимические механизмы патологии обмена фен и тир, клинические проявления.
- •Гормоны
- •Классификация и номенклатура гормонов
- •1. Классификация гормонов по химическому строению
- •2. Классификация гормонов по месту синтеза
- •3. Классификация гормонов по биологическим функциям
- •Принципы организации нейроэндокринной системы
- •59. Рецепция и механизмы действия стероидных гормонов. Обмен стероидных гормонов
- •60. Рецепция и механизмы действия пептидных гормонов. Обмен пептидных гормонов
- •61. Общий адаптационный синдром (оас): стадии, роль гормонов и изменения направления метаболизма в реализации адаптивных процессов в организме.
- •62. Механизмы действия гормонов: тропные гормоны гипофиза; стг, лтг - химическая природа, метаболические и физиологические эффекты
- •63. Механизмы действия «оси» ттг - тиреоидные гормоны, синтез, обмен, патология обмена. Метаболизм йода в организме. Обмен тиреоидных гормонов Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось
- •64. Механизмы действия «оси» актг(адренокортикотропный гормон) - глюкокортикостероиды, синтез, обмен, патология обмена
- •Нарушения обмена кортикоидов Гипофункция коры надпочечников
- •Первичная недостаточность надпочечников (болезнь Аддисона)
- •Вторичная недостаточность надпочечников
- •Врождённая гиперплазия надпочечников
- •Гиперпродукция глюкокортикоидов (гиперкортипизм)
- •Белки плазмы крови
- •Ферменты плазмы крови
- •I. Альбумины
- •ФункциИ эритроцитов
- •Строение эритроцитов
- •Химический состав эритроцитов
- •1. Плазмолемма эритроцитов
- •2. Цитоплазма эритроцитов
- •Особенность обмена веществ и энергии в эритроците
- •1. Особенность белкового обмена в эритроцитах
- •2. Особенность обмена нуклеотидов в эритроцитах
- •3. Особенность липидного обмена в эритроцитах
- •4. Особенность углеводного обмена в эритроцитах
- •5. Энергетический обмен в эритроцитах
- •6. Обезвреживание активных форм кислорода в эритроцитах
- •7. Обмен метгемоглобина
- •Синтез гемоглобина
- •Строение гемоглобина
- •Функции гемоглобина
- •Производные гемоглобина
- •Катаболизм гемоглобина
- •72 Обмен железа в организме человека, биологическое значение
- •73 Биохимические функции почек, особенности метаболических процессов в почках.
- •74 Биохимические особенности мочеобразования на этапах фильтрации, реабсорбции, секреции
- •1. Клубочковая фильтрация
- •2. Канальциевая реабсорбция
- •3. Канальциевая секреция
- •75 Состав первичной и конечной мочи, физико – химические показатели в норме. Клиренс: понятие, виды. Патологические компоненты мочи
- •76 Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (раас) в поддержании гомеостаза натрия. Механизм действия альдостерона на молекулярном уровне в почке и слюнных железах
- •77 Антидиуретический гормон и регуляция водного баланса организма.
- •78 Биохимические гомеостатические функции печени.
- •79 Функциональные пробы и нагрузки характеризующие состояние углеводного, липидного, белкового обмена и детоксицирующей функции печени.
- •80 Обмен билирубина в норме и патологии: виды желтух. Диагностическое значение определения билирубина в крови и моче.
Катаболизм гемоглобина
Старые поврежденные эритроциты фагоцитируются клетками РЭС и перевариваются в лизосомах. При распаде гемоглобина образуется жёлчный пигмент билирубин. Дальнейший катаболизм билирубина в печени, кишечнике и почках приводит к образованию уробилиногенов и уробилина, которые выходятся с калом и мочой. Железо, освобождающееся при распаде гема, снова используется для синтеза железосодержащих белков.
Сокращение |
Параметры |
Нормальные значения* |
WBC |
-лейкоциты, 103/мкл |
4,0¸9,0 |
LYM# |
-лимфоциты, в 1мкл |
1200¸3000 |
MID# |
-моноциты, в 1мкл |
90¸600 |
GRAN# |
-гранулоциты, в 1мкл |
2000¸5500 |
LYM% |
-лимфоциты, % |
19¸37 |
MID% |
-моноциты, % |
3¸11 |
GRAN% |
-гранулоциты, % |
47¸72 |
HGB |
-гемоглобин, г/л |
117¸174 |
RBC |
-эритроциты, 106 в 1мкл |
3,7¸5,1 |
HCT |
-гематокрит, % |
36¸48 |
MCV |
-средний объем эритроцита, фл. |
80¸95 |
RDW |
-однородность эритроцитов |
11,5¸14,5 |
MCH |
-среднее содержание гемоглобина в эритроците, пг |
27¸35 |
MCHC |
-средняя концентрация гемоглобина в эритроците, г/дл |
33¸38 |
PLT |
-тромбоциты, 103/мкл |
180¸320 |
MPV |
-средний объем тромбоцитов, фл. |
6,2¸10 |
PCT |
-тромбокрит, % |
0,15¸0,32 |
PDW |
-однородность тромбоцитов |
15,3¸17,3 |
*-значения взяты из книги «Клиническая лабораторная аналитика» под ред. В.В. Меньшикова, том 2 |
72 Обмен железа в организме человека, биологическое значение
II. ОБМЕН ЖЕЛЕЗА
В гемсодержащих белках железо находится в составе гема. В негемовых железосодержащих белках железо непосредственно связывается с белком. К таким белкам относят трансферрин, ферритин, окислительные ферменты рибонук-леотидредуктазу и ксантиноксидазу, железофлавопротеины NADH-дегидрогеназа и сукцинат-дегидрогеназа.
В организме взрослого человека содержится 3 - 4 г железа, из которых только около 3,5 мг находится в плазме крови. Гемоглобин имеет примерно 68% железа всего организма, ферритин - 27%, миоглобин - 4%, трансферрин - 0,1%, На долю всех содержащих железо ферментов приходится всего 0,6% железа, имеющегося в организме. Источниками железа при биосинтезе железосодержащих белков служат железо пищи и железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в клетках печени и селезёнки.
В нейтральной или щелочной среде железо находится в окисленном состоянии - Fe3+, образуя крупные, легко агрегирующие комплексы с ОН-, другими анионами и водой. При низких значениях рН железо восстанавливается и легко диссоциирует. Процесс восстановления и окисления железа обеспечивает его перераспределение между макромолекулами в организме. Ионы железа обладают высоким сродством ко многим соединениям и образуют с ними хелатные комплексы, изменяя свойства и функции этих соединений, поэтому транспорт и депонирование железа в организме осуществляют особые белки. В клетках железо депонирует белок ферритин, в крови его транспортирует белок трансферрин.
А. Всасывание железа в кишечнике
В пище железо в основном находится в окисленном состоянии (Fe3+) и входит в состав белков или солей органических кислот. Освобождению железа из солей органических кислот способствует кислая среда желудочного сока. Наибольшее количество железа всасывается в двенадцатиперстной кишке. Аскорбиновая кислота, содержащаяся в пище, восстанавливает железо и улучшает его всасывание, так как в клетки слизистой оболочки кишечника поступает только Fe2+. В суточном количестве пищи обычно содержится 15 - 20 мг железа, а всасывается только около 10% этого количества. Организм взрослого человека теряет около 1 мг железа в сутки.
Количество железа, которое всасывается в клетки слизистой оболочки кишечника, как правило, превышает потребности организма. Поступление железа из энтероцитов в кровь зависит от скорости синтеза в них белка апоферритина. Апоферритин "улавливает" железо в энтероцитах и превращается в ферритин, который остаётся в энтероцитах. Таким способом снижается поступление железа в капилляры крови из клеток кишечника. Когда потребность в железе невелика, скорость синтеза апоферритина повышается (см. ниже "Регуляция поступления железа в клетки"). Постоянное слущивание клеток слизистой оболочки в просвет кишечника освобождает организм от излишков железа. При недостатке железа в организме апоферритин в энтероцитах почти не синтезируется. елезо, поступающее из энтероцитов в кровь, транспортирует белок плазмы крови трансферрин (рис. 13-7).
Рис. 13-7. Поступление экзогенного железа в ткани. В полости кишечника железо освобождается из белков и солей органических кислот пищи. Усвоению железа способствует аскорбиновая кислота, восстанавливающая железо. В клетках слизистой оболочки кишечника избыток поступившего железа соединяется с белком апоферритином с образованием ферритина, при этом ферритин окисляет Fe2+ в Fe3+. Поступление железа из клеток слизистой оболочки кишечника в кровь сопровождается окислением железа ферментом сыворотки крови ферроксидазой. В крови Fe3+ транспортирует белок сыворотки крови трансферрин. В тканях Fe2+ используется для синтеза железосодержащих белков или депонируется в ферритине.
Б. Транспорт железа в плазме крови и его поступление в клетки
В плазме крови железо транспортирует белок трансферрин. Трансферрин - гликопротеин, который синтезируется в печени и связывает только окисленное железо (Fe3+). Поступающее в кровь железо окисляет фермент ферроксидаза, известный как медьсодержащий белок плазмы крови церулоплазмин. Одна молекула трансферрина может связать один или два иона Fe3+, но одновременно с анионом СО32- с образованием комплекса трансферрин-2 (Fe3+-CO32-). В норме трансферрин крови насыщен железом приблизительно на 33%.
Трансферрин взаимодействует со специфическими мембранными рецепторами клеток. В результате этого взаимодействия в цитозоле клетки образуется комплекс Са2+-кальмодулин-ПКС, который фосфорилирует рецептор трансферри-на и вызывает образование эндосомы. АТФ-зависимый протонный насос, находящийся в мембране эндосомы, создаёт кислую среду внутри эндосомы. В кислой среде эндосомы железо освобождается из трансферрина. После этого комплекс рецептор - апотрансферрин возвращается на поверхность плазматической мембраны клетки. При нейтральном значении рН внеклеточной жидкости апотрансферрин изменяет свою конформацию, отделяется от рецептора, выходит в плазму крови и становится способным вновь связывать ионы железа и включаться в новый цикл его транспорта в клетку. Железо в клетке используется для синтеза железосодержащих белков или депонируется в белке ферригине.
Ферритин - олигомерный белок с молекулярной массой 500 кД. Он состоит из тяжёлых (21 кД) и лёгких (19 кД) полипептидных цепей, составляющих 24 протомера. Разный набор прогомеров в олигомере ферритина определяет образование нескольких изоформ этого белка в разных тканях. Ферритин представляет собой полую сферу, внутри которой может содержаться цо 4500 ионов трёхвалентного железа, но обычно содержится менее 3000. Тяжёлые цепи ферритина окисляют Fe2+ в Fe3+, Железо в виде гидроксидфосфата находится в центре сферы, оболочка которой образована белковой частью молекулы. Оно поступает внутрь и освобождается наружу через каналы, пронизывающие белковую оболочку апоферритина, но железо может откладываться и в белковой части молекулы ферритина. Ферритин содержится почти во всех тканях, но в наибольшем количестве в печени, селезёнке и костном мозге. Незначительная часть ферритина экскретируется из тканей з плазму крови. Поскольку поступление ферэитина в кровь пропорционально его содержанию в тканях, то концентрация ферритина в крови - важный диагностический показатель запасов железа в организме при железодефидитной анемии. Метаболизм железа в организме представлен на рис. 13-8.
Рис. 13-8. Метаболизм железа в организме.
В. Регуляция поступления железа в клетки
Содержание железа в клетках определяется соотношением скоростей его поступления, использования и депонирования и контролируется двумя молекулярными механизмами. Скорость поступления железа в неэритроидные слетки зависит от количества белков-рецепторов трансферрина в их мембране. Избыток железа в клетках депонирует ферритин. Синтез шоферритина и рецепторов трансферрина регулируется а уровне трансляции этих белков и зависит от содержания железа в клетке.
На нетранслируемом 3'-конце мРНК рецептора трансферрина и на нетранслируемом 5'-конце мРНК апоферритина имеются шпилечные петли - железочувствительные элементы IRE (рис. 13-9 и 13-10). Причём мРНК рецептора трансферрина имеет 5 петель, а мРНК апоферритина - только 1.
Эти участки мРНК могут взаимодействовать с регуляторным IRE-связывающим белком. При низких концентрациях железа в клетке IRE-связывающий белок соединяется с IRE мРНК апоферритина и препятствует присоединению белковых факторов инициации трансляции (рис. 13-9, А). В результате этого снижаются скорость трансляции апоферритина и его содержание в клетке. Вместе с тем при низких концентрациях железа в клетке IRE-связывающий белок связывается с железочувствительным элементом мРНК рецептора трансферрина и предотвращает её разрушение ферментом РНК-азой (рис. 13-10, А). Это вызывает увеличение количества рецепторов трансферрина и ускорение поступления железа в клетки.
При повышении содержания железа в клетке в результате его взаимодействия с IRE-связывающим белком происходит окисление SH-групп активного центра этого белка и снижение сродства к железочувствительным элементам мРНК. Это приводит к двум последствиям:
во-первых, ускоряется трансляция апоферритина (рис. 13-9, Б);
во-вторых, IRE-связывающий белок освобождает шпилечные петли мРНК рецептора трансферрина, и она разрушается ферментом РНК-азой, в результате снижается скорость синтеза рецепторов трансферрина (рис. 13-10, Б). Ускорение синтеза апоферритина и торможение синтеза рецепторов трансферрина вызывают снижение содержания железа в клетке.
В целом эти механизмы регулируют содержание железа в клетках и его использование для синтеза железосодержащих белков.
Рис. 13-9. Регуляция синтеза апоферритина. А - при снижении содержания железа в клетке железосвязывающий белок обладает высоким сродством к IRE и взаимодействует с ним. Это препятствует присоединению белковых факторов инициации трансляции к мРНК, кодирующей апоферритин, и синтез апоферритина прекращается; Б - при повышении содержания железа в клетке оно взаимодействует с железосвязывающим белком, в результате чего снижается сродство этого белка к IRE. Белковые факторы инициации трансляции присоединяются к мРНК, кодирующей апоферритин, и инициируют трансляцию апоферритина.
и, как следствие этого, к сахарному диабету. Отложение гемосидерина в гепатоцитах вызывает цирроз печени, а в миокардиоцитах - сердечную недостаточность. Больных наследственным гемохроматозом лечат регулярными кровопусканиями, еженедельно или один раз в месяц в зависимости от тяжести состояния больного. К гемохроматозу могут привести частые переливания крови, в этих случаях больных лечат препаратами, связывающими железо.
Г. Нарушения метаболизма железа
Железодефицитная анемия может наблюдаться при повторяющихся кровотечениях, беременности, частых родах, язвах и опухолях ЖКТ, после операций на ЖКТ. При железодефицитной анемии уменьшается размер эритроцитов и их пигментация (гипохромные эритроциты малых размеров). В эритроцитах уменьшается содержание гемоглобина, понижается насыщение железом трансферрина, а в тканях и плазме крови снижается концентрация ферритина. Причина этих изменений - недостаток железа в организме, вследствие чего снижается синтез гема и ферритина в неэритроидных тканях и гемоглобина в эритроидных клетках.
Гемохроматоз. Когда количество железа в клетках превышает объём ферритинового депо, железо откладывается в белковой части молекулы ферритина. В результате образования таких аморфных тложений избыточного железа ферритии превращается в гемосидерин. Гемосидерин плохо растворим в воде и содержит до 37% железа Накопление гранул гемосидерина в печени, поджелудочной железе, селезёнке и печени приводит к повреждению этих органов - гемохроматозу. Гемохроматоз может быть обусловлен наследственным увеличением всасывания железа в кишечнике, при этом содержание железа в организме больных может достигать 100 г. Это заболевание наследуется по аутосомнорецессивному типу, причём около 0,5% европеоидов гомозиготны по гену гемохроматоза. Накопленш гемосидерина в поджелудочной железе приводит к разрушению р-клеток островков Лангерханса.