- •I.Строение и свойства белков
- •1. Белки как особый класс биополимеров: их классификация, биологические функции белков. Аминокислотный состав белков.
- •3. Физико-химические свойства белков: растворимость, ионизация и гидратация. Денатурация и высаливание белков, практическое значение. Обнаружение белков в растворах.
- •4. Альбумины, глобулины плазмы крови: особенности структуры и их свойства, роль в организме.
- •5. Фибриллярные белки и их свойства. Структура и свойства коллагеновых белков.
- •6. Фосфопротеиды, гликопротеиды: химическая природа и биологическая роль.
- •7. Хромопротеиды, их виды и химический состав. Гемоглобин, строение и биологическая роль. Гемоглобинопатии.
- •II. Ферменты и витамины.
- •8. Роль ферментов в метаболизме. Многообразие ферментов. Понятие о классификации ферментов, их номенклатура. Изоферменты. Проферменты.
- •10. Механизм действия ферментов. Образование фермент-субстратных комплексов. Активные центры ферментов, их химическая структура. Роль конфармационных изменений фермента и субстрата при катализе.
- •11. Структура ферментов. Функциональные центры ферментов. Кофакторы ферментов, их классификация и роль в катализе. Связь с витаминами, примеры.
- •12. Активация и ингибирование ферментов. Ингибирование конкурентного и неконкурентного типа. Использование ингибиторов в качестве лекарственных препаратов, в том числе стоматологии.
- •14. Регуляторные ферменты. Аллостерическая модуляция активности ферментов: регуляция активности по принципу отрицательной обратной связи и по принципу активации предшественником.
- •15. Энзимодиагностика и энзимотерапия. Достижения и перспективы развития медицинской энзимологии. Первичные и вторичные энзимопатии, примеры.
- •16. Общая характеристика витаминов, классификация. Гиповитаминозы, авитаминозы, гипервитаминозы, причины их возникновения. Провитамины. Антивитамины.
- •17. Витамины а, д, е, к, их химическая природа и участие в метаболических процессах. Нарушения физиологических функций организма при недостатке этих витаминов, их причины.
- •18. Водорастворимые витамины в1, в2, в3, в5, их участие в метаболических процессах. Нарушение
- •20. Витамин с, его биологическая роль. С-гиповитаминозы: причины развития, нарушение обменных процессов при с-гиповитаминозах. Представление о профилактике и диагностике с-гиповитаминозов.
- •III. Энергетический обмен. Биологическое окисление.
- •21. Питательные вещества как источники энергии и пластического материала для организма. Общая схема катаболизма питательных веществ. Общие и специфические пути катаболизма.
- •25. Цикл трикарбоновых кислот Кребса (цтк). Последовательность реакций, регуляция работы цикла и его биологическая роль. Анаболические функции цтк.
- •26. Главная цепь дыхательных ферментов в митохондриях, ее структурная организация и биологическая роль. Цитохромы, цитохромоксидаза, химическая природа и роль в окислительных процессах.
- •27. Химическая природа дегидрогеназ. Над- и флавин-зависимые дегидрогеназы, их важнейщие субстраты.
- •IV. Обмен и функции углеводов
- •30. Углеводы, их классификация, биологическая роль отдельных классов. Важнейшие углеводы, входящие в состав организма человека.
- •31. Переваривание углеводов в жкт. Всасывание моносахаридов слизистой кишечника и транспорт их кровью. Непереносимость лактозы. Усвоение лактозы и галактозы в печени. Галактоземия, фруктоземия.
- •32. Гликоген, его значение. Биосинтез и «мобилизация» гликогена в печени. Физиологическая роль этих процессов, их регуляция. Амилолитический путь распада гликогена. Гликогенозы.
- •34. Аэробный дихотомический распад глюкозы в тканях, его основные этапы. Биологическое значение. Пентозофосфатный путь распада глюкозы, его биологическая роль.
- •1 Этап. Расщепление глюкозы до пирувата.
- •35. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Состав пируватдегидрогеназного комплекса. Роль в этом процессе витаминов в1 и в3.
- •37. Липиды и их классификация. Структура и биологическая роль отдельных классов. Липиды как незаменимые компоненты пищи, норма суточного потребления.
- •38. Глицеринсодержащие липиды тканей организма. Их виды, химическая структура, значение для организма. Особенности метаболизма глицерофосфолипидов в тканях.
- •39. Химическое строение и биологическая роль клеточных мембран. Биологические мембраны
- •40. Липиды пищи человека. Переваривание липидов в жкт. Всасывание продуктов расщепления в стенку кишечника. Ресинтез триглицеридов в кишечной стенке. Транспорт экзогенных липидов к органам и тканям.
- •Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника
- •41. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани, физиологическое значение и регуляция. Транспорт и основные направления использования вжк в организме.
- •43) Биосинтез и окисление кетоновых тел, биологическая роль этих процессов. Диагностическое значение их определения.
- •44) Обмен и функции холестерола в организме. Биосинтез холестерола, последовательность реакций до образования мевалоновой кислоты. Представление о дальнейших этапах синтеза, регуляция процесса.
- •45) Транспортные липопротеиды крови: особенности строения, состава, функций липопротеидов разных классов. Изменения соотношения липопротеидов при атеросклерозе.
- •46) Биосинтез жирных кислот в клетках эукариот, биологическая роль. Представление о работе пальмитоатсинтетазы.
- •VI. Обмен простых белков и аминокислот
- •49. Дезаминирование аминокислот. Прямое окислительное дезаминирование аминокислот. Трансдезаминирование. Судьба безазотистого остатка аминокислот. Кетогенные и глюкогенные аминокислоты.
- •50. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины, их физиологическое значение. Инактивация биогенных аминов. Нарушения обмена биогенных аминов при патологических состояниях.
- •51. Токсичность аммиака. Пути обезвреживания аммиака в организме. Биосинтез мочевины: последовательность реакций, суммарное уравнение. Нарушение процессов обезвреживания. Гипераммониемии.
- •53. Представление о биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов: происхождение атомов пиримидинового кольца. Регуляция биосинтеза. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов.
- •55. Первичная, вторичная и третичная структура днк. Роль ядерных белков в компактизации днк. Биологическая роль днк.
- •56. Репликация днк, биологическая роль процесса. Механизм репликации. Роль ферментов и белков, не обладающих каталитической активностью в механизме репликации.
- •57. Рнк: строение, биологическая роль различных классов, локализация в клетке. Особенности строения иРнк и тРнк.
- •58. Биосинтез рнк в тканях. Представление о посттранскрипционном процессинге рнк. Биологическая роль транскрипции.
- •59. Современные представления о синтезе белка: синтез аминоацил-тРнк, представление о синтезе полипептидных цепей на рибосомах. Посттрансляционныый процессинг белковых молекул.
- •60. Метаболизм как интегрированная система метаболических путей. Уровни взаимосвязи. Система центральных метаболических путей, ее биологическая роль.
- •61. Ацетил-КоА как один из ключевых метаболитов клетки. Пути его образования и использования.
- •62. Гормоны, общая характеристика, химическая природа. Механизм действия гормонов белковой природы с цАмф в качестве «второго вестника».
- •63. Гомоны стероидной природы, их функции в организме. Механизм действия стероидных гормонов.
- •64. Гормоны передней доли гипофиза. Химическая природа гомонов, их регуляторные эффекты.
- •65. Гормоны щитовидной железы. Общие представления о химической структуре, биосинтезе, влиянии на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы. Причины их возникновения.
- •66. Гормоны коркового слоя надпочечников: глюкокортикоиды, минералокортикоиды. Общие представления о химической структуре, биосинтезе, влиянии на обменные процессы.
- •67. Гормоны поджелудочной железы: инсулин, глюкагон. Их химическая природа и влияние на обменные процессы.
- •68. Адреналин, норадреналин. Из образование и влияние на обмен веществ.
- •69. Функции и обмен кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо- и гиперфосфатемии.
- •70. Функции и обмен фосфора в организме. Содержание фосфора в крови, гипо- и гиперфосфатемии.
- •71. Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена. Роль паратгормона, кальцитонина и кальцитриола.
- •73. Соотношение воды, орган ……
- •74. Особенности аминокислотного состава эластина и структурной организации эластических волокон. Общее представление об обмене эластина. Специфические маркеры деградации эластина.
- •75. Гликозаминогликаны и гликозаминопротеогликаны соединительной ткани. Их структура и выполняемые функции, особенности метаболизма. Химическая структура и роль фибронектина.
- •76. Химический состав кости. Белки кости, их роль в минерализации.
- •77. Кальций, фосфор, фтор, стронций и др. Микроэлементы. Их роль в обмене зуба и кости.
- •78. Теории минерализации кости и зуба. Роль Са-связывающих белков, фосфатов и лимонной кислоты в минерализации.
- •80. Органические и минеральные компоненты эмали зуба. Особенности обменных процессов органического и минерального компонентов эмали зуба.
- •81. Проницаемость эмали зуба, факторы на нее влияющие. Созревание эмали.
- •82. Дентин – основной по массе компонент зуба, его химический состав. Характеристика минеральных и органических компонентов дентина. Химический состав дентиновой жидкости.
- •83. Особенности химического состава и обменных процессов цемента. Клеточный и бесклеточный цемент. Характеристика органических и минеральных компонентов цемента.
- •84. Пульпа зуба как вариант рыхлой соединительной ткани. Химический состав и роль пульпы в обмене твердых тканей зуба.
- •85. Влияние питания на состояние зубов. Роль белков, микроэлементов и витаминов. Роль рафинированных углеводов пищи в деминерализации эмали.
- •86. Влияние витаминов на состояние и обмен тканей полости рта и зуба.
- •87. Витамины группы д. 7-дегидрохолестерин как провитамин д. Химическая структура, недостаточность, роль витамина д в процессах минерализации.
- •89. Физико-химические параметры слюны: плотность, вязкость, осмотическое давление, буферная емкость, рН, поверхностное натяжение, их функциональное значение.
- •91. Химический состав ротовой жидкости. Характеристика и роль ферментов слюны.
- •94. Десневая (гингивальная) жидкость, ее химический состав и роль. Белки и ферменты десневой жидкости в норме и при патологии. Изменение состава десневой жидкости при пародонте.
- •95. Влияние характера питания, особенностей химического состава слюны и твердых тканей зуба на состояние зубов и развитие кариеса. Биохимические аспекты профилактики кариеса.
- •V. Медицинская биохимия.
- •97. Остаточный азот крови, его основные компоненты. Азотемии, причины их возникновения. Значение биохимических методов исследования в установлении причины развития азотемии.
- •98. Образование желчных пигментов. Значение определения желчных пигментов для диагностики болезней печени, желчевыводящих путей и крови.
- •99. Ферменты плазмы крови. Диагностическое значение определения активности аминотрансфераз, изоферментов лактатдегидрогеназы, креатинкиназы в сыворотке крови при инфаркте миокарда и болезнях печени.
- •100. Нормальное содержание глюкозы в крови. Гипо- и гиперглюкоземии, их основные причины. Сахарные кривые (проба на толерантность к глюкозе), диагностическое значение определения.
- •102 . Патологические составные части мочи, их происхождение. Методы обнаружения в моче глюкозы, белка, ацетоновых тел, кровяных и желчных пигментов.
50. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины, их физиологическое значение. Инактивация биогенных аминов. Нарушения обмена биогенных аминов при патологических состояниях.
Одним из путей превращения аминокислот в клетках различных органов и тканей является их декарбоксилирование. Известно несколько вариантов декарбоксилирования, встречающихся на разных уровнях организации живых систем. У человека работают два основных варианта декарбоксилирования: альфа-декарбоксилирование аминокислот и декарбоксилирование, связанное с конденсацией двух молекул, одной из которых является аминокислота. Последний вариант декарбоксилирования встречается, например, на одном из этапов синтеза гема.
Отщепление CO2 от аминокислот катализируются ферментами декарбоксилазами, простетическими группами которых является фосфопиридоксаль. В условиях клеток эти реакции необратимы. Декарбоксилированию подвергаются далеко не все аминокислоты, а лишь те из них, при декарбоксилировании которых образуются биологически активные соединения, выполняющие в организме функции или биорегуляторов, или нейромедиаторов. Вся эта группа соединений получила название — биогенные амины.
Общим путем инактивации биогенных аминов является их окислительное дезаминирование с участием ферментов моноаминоксидаз или диаминоксидаз. Образующийся альдегид окисляется до соответствующей кислоты, а перекись водорода разрушается каталазой. Некоторые биогенные амины, например, гистамин могут инактивироваться путем метилирования или ацетилирования.
Например, из аминокислоты гистидина в результате ее декарбоксилирования образуется гистамин:
Гистамин обладает выраженным сосудорасширяющим эффектом, он участвует в развитии воспалительных, в том числе аллергических, реакций. Гистамин стимулирует выделение желудочного сока; в этом качестве он нашел применение в клинической лабораторной диагностике для установления причины нарушения секреции желудочного сока.
Инактивация гистамина идет или за счет его дезаминирования, или путем метилирования c образованием N1-метилгистидина.
Аминокислота триптофан служит предшественником еще одного биологически важного амина — серотонина. Серотонин является нейромедиатором стволовой части мозга. Инактивация серотонина идет или путем его окислительного дезаминирования, или же путем метилирования (ацетилирования) по аминогруппе.
В ходе декарбоксилирования аминокислот орнитина и лизина образуются алифатические диамины путресцин, кадаверин, а в ходе декарбоксилирования S-аденозилметионина образуется S-аденозилгомоцистеамин. Эти соединения используются при синтезе полиаминов спермина и спермидина, которые участвуют в регуляции процессов пролиферации. Алифатические амины инактивируются также путем их окисления под действием соответствующих моноаминоксидаз или диаминоксидаз.
51. Токсичность аммиака. Пути обезвреживания аммиака в организме. Биосинтез мочевины: последовательность реакций, суммарное уравнение. Нарушение процессов обезвреживания. Гипераммониемии.
В организме человека в результате дезаминирования аминокислот, а также некоторых других соединений, например, биогенных аминов или азотистых оснований некоторых нуклеотидов, ежесуточно образуется 15-17 г аммиака. Кроме того, в качестве продукта жизнедеятельности микробной флоры аммиак постоянно образуется в кишечнике; этот аммиак легко всасываясь, поступает во внутреннюю среду организма. Аммиак представляет собой высоко токсичное соединение, средняя концентрация в крови в норме составляет 0,1-0,2 мг/л или 30-40 мкмоль/л.
При повышении концентрации аммиака в крови наблюдаются симптомы аммиачного отравления: своеобразный тремор, повышенная раздражительность, нечленораздельная речь, затуманивание зрения, а в тяжелых случаях отравления развивается коматозное состояние и может наступить смерть.
Токсичность аммиака объясняется его способностью связывать в клетках 2-оксоглутарат за счет обратимости действия глутаматдегидрогеназы. В митохондриях клеток резко падает концентрация 2‑оксоглутарата, что приводит к нарушению работы цикла трикарбоновых кислот и развитию тяжелого гипоэнергетического состояния, порой угрожающего жизни.
Печень является основным органом, в котором происходит обезвреживание аммиака. В гепатоцитах до 80-90% образовавшегося аммиака превращается в мочевину — малотоксичное соединение, которое с током крови поступает из печени в почки и выводится с мочой. В норме в сутки с мочой выводится от 20 до 35 г мочевины. Небольшая часть образующегося в организме аммиака — до 1 г в сутки — выводится почками с мочой в виде аммонийных солей.
Аммиак, поступивший в печень или непосредственно образовавшийся в гепатоцитах вступает в цикл мочевинообразования.
Синтез мочевины начинается в митохондриях гепатоцитов с образования карбамоилфосфата. Образовавшийся карбамоилфосфат взаимодействует с орнитином с образованием цитруллина.
Последующие стадии процесса протекают в цитозоле. Вначале цитруллин взаимодействует с аспартатом с образованием аргининосукцината. Эта реакция энергозависима и сопровождается расщеплением АТФ до АМФ и пирофосфата, причем пирофосфат сразу же расщепляется пирофосфатазой на два остатка фосфорной кислоты и реакция становится необратимой — термодинамический контроль направления реакции и процесса в целом.Далее аргининосукцинат расщепляется до аргинина и фумарата. Образовавшаяся в ходе реакции фумаровая кислота может поступать в цикл трикарбоновых кислот и превращаться в ходе его работы в оксалоацетат. Оксалоацетат, в свою очередь, может путем трансаминирования с глутаматом вновь превращаться в аспартат и повторно использоваться в цикле синтеза мочевины.
В заключительной реакции цикла идет гидролитическое расщепление аргинина на мочевину и орнитин.
Образовавшийся орнитин может повторно использоваться в цикле, а мочевина из гепатоцитов поступает в кровь и выводится из организма через почки. Суммарное уравнение синтеза мочевины:
СО2 + NH3 +аспартат+3АТФ+3Н2О –– Мочевина+Фумарат+2АДФ+АМФ+4Р
На синтез одной молекулы мочевины клетка затрачивает 4 макроэргических эквивалента.
Нарушение процессов обезвреживания аммиака приводит к его накоплению в крови — развивается гипераммониемия. Гипераммониемия может быть первичной т.е. обусловлено врожденной недостаточностью одного из ферментов цикла синтеза мочевины.
Для облегчения состояния таких больных следует уменьшить содержание белков в пище до минимально приемлемых количеств, и поступление пищевых белков должно быть разбито на возможно большее количество порций. Этими мероприятиями предотвращается одномоментное поступление больших количеств аминокислот во внутреннюю среду организма, а, следовательно, и накопление аммиака.
Вторичная гипераммониемия встречается при тяжелых поражениях печени, хотя в принципе печень обладает очень большими резервными возможностями в отношении обезвреживания аммиака: сохранение всего 1/6 части неповрежденной печеночной ткани может полностью обеспечить обезвреживание образующегося в организме аммиака.
52. Патология обмена простых белков и аминокислот: белковая недостаточность, нарушения обмена при недостаточном поступлении витаминов (С, В6, В9 и др). Врожденные нарушения обмена аминокислот, аминоацидурии.
Нарушения обмена простых белков и аминокислот могут быть первичными, т.е. в основе своей иметь генетический дефект, или вторичными (развиваются или в результате какого-либо заболевания, или являются следствием неблагоприятных условий жизни).
Белковая недостаточность может развиваться или вследствие дефицита белка в пищевом рационе, в том числе при недостаточном поступлении с пищей одной или нескольких незаменимых аминокислот, или в результате нарушения усвоения пищевых белков при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
Главными симптомами (признаками) развития этого состояния являются отрицательный азотистый баланс, гипопротеинемия (снижение содержания белков в плазме крови) и развитие отеков. В организме нарушается синтез белков, что приводит к быстрой утомляемости, снижению резистентности организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды и другим нежелательным явлениям.
В организме нарушается синтез ферментов, принимающих участие в обмене аминокислот, нарушаются процессы дезаминирования и трансаминирования аминокислот. При выраженной белковой недостаточности, например, при длительном голодании, нарушается выработка пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта, в том числе и протеиназ. Поэтому такие больные нуждаются в парэнтеральном введении аминокислотных гидролизатов для восстановления синтеза ферментов. Особенно тяжело белковую недостаточность переносят дети: у них развивается тяжелое поражение печени, наблюдается остановка роста, падает сопротивляемость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.
Белковая недостаточность может развиваться и при тяжелых заболеваниях, поражающих органы пищеварения, например хронических панкреатитах.
Нарушения обмена при витаминной недостаточности . Производные ряда витаминов выступают в качестве кофакторов ферментов, катализирующих реакции обмена тех или иных аминокислот. Естественно, что при недостатке в организме любого из этих витаминов будут наблюдаться нарушения в ходе того или иного обменного процесса.
При недостатке витамина С гидроксилирование остатков пролина нарушается, в результате чего образуются дефектные коллагеновые волокна, обладающие значительно меньшей плотностью. Последствиями этого являются:во-первых, снижение прочности стенок сосудов, что приводит к кровоизлияниям в органах и тканях; во-вторых, из за снижения прочности коллагеновых волокон происходит также расшатывание и выпадение зубов — характерные признаки С-авитаминоза.
Важную роль в обмене аминокислот играет фосфопиридоксаль, являющийся производным витамина В6, Недостаточность фосфопиридоксаля приводит к нарушению реакций трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот, в том числе нарушается распад триптофана и уменьшается уровень эндогенного синтеза витамина В5. Отсюда — развитие при авитаминозе В6 дерматита, похожего на дерматит при пеллагре. При недостаточности витамина В1 в клетках нарушается синтез заменимых аминокислот, в особенности Асп и Глу. Причиной этого является нарушение обмена углеводов с уменьшением содержания в тканях щавелевоуксусной и 2-оксоглутаровой кислот, служащих исходными субстратами для биосинтеза Асп и Глу.Дефицит в организме витаминов В9 и В12 приводит к нарушению функционирования в клетках системы переноса одноуглеродных группировок, тесно связанной с обменом таких аминокислот как Сер, Гли и Мет. В результате нарушается синтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот, следствием чего является развитие фолиеводефицитной или В12-дефицитной анемии.
Обмен нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Матричные биосинтезы.