3.Буферные системы тканей и крови. Роль в поддержании кислотно-основного равновесия в организме.

• Буферные системы поддерживают внутри- и внеклеточную рН на физиологическом уровне и при изменении рН действуют немедленно (1с)

• Буферная система – это комплекс основания и слабой кислоты, который способен, связывать протоны водорода (при ацидозе-снижение кислотности) или отдавать их (при алкалозе-увеличение кислотности)

• Бикарбонатная (НСО^3-) является главной буферной системой крови (рН 7,4)

• Фосфатная (НРО^4-) является главной буферной системой клеток (рН 7,0)

• Н⁺, который генерируются периферическими клетками в процессе жизнедеятельности связываются внутриклеточной (фосфатной) буферной системой и выводятся из клеток

• В свою очередь, фосфатная буферная система обменивается протонами водорода с бикарбонатной и, т.о. протоны водорода транспортируются к месту окончательного выведения - почкам

Задача: Биохимический анализ крови:

общий билирубин – 46 мкмоль/л (N < 20,5 мкмоль/л)

непрямой билирубин – 18,7 мкмоль/л (N < 17,1 мкмоль/л)

прямой билирубин – 27,3 мкмоль/л (N< 5,1 мкмоль/л)

щелочная фосфатаза – 324 Ед/л (N < 180 Ед/л)

Анализ мочи:

цвет – темно-коричневый

билирубин +++

Анализ кала:

цвет «глинистый» (ахоличный)

стеркобилин – 100 мг/% (N 200 - 600 мг/%)

Ваше заключение.

Билет № 6

1.Белки, уровни структурной организации. Типы связей, стабилизирующих структуру белковой молекулы. Понятие о нативной конформации. Биологическая роль белков.

Структурная организация

Первичная -линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.(пептидные связи)

Вторичная- пространственная структура, образующаяся в результате взаимодействий между функциональными группами, входящими в состав пептидного остова.(водородные)

1.альфа-спираль: пептидный остов закручивается в виде спирали за счёт образования водородных связей между атомами кислорода карбонильных групп и атомами азота аминогрупп, входящих в состав пептидных групп через 4 аминокислотных остатка.

• Водородные связи ориентированы вдоль оси спирали

• Водородные связи слабые, но их количество делает альфа-структуру прочной

• Так как все гидрофильные группы пептидного остова обычно участвуют в образовании водородных связей, гидрофильность (т.е. способность образовывать водородные связи с водой) альфа-спиралей уменьшается, а их гидрофобность увеличивается.

• Радикалы, на наружной поверхности альфа-спиралей, направлены от пептидного остова. Они не участвуют в образовании водородных связей, но некоторые из них могут нарушать формирование альфа-спиралей.

• пролин

• участки, где последовательно расположены несколько одинаково заряженных радикалов, между которыми возникают электростатические силы отталкивания;

• у частки с близко расположенными объёмными радикалами, механически нарушающими формирование альфа-спирали, например метионин, триптофан.

2.Бетта-складчатый слой: образование множества водородных связей, между атомами пептидных групп линейных областей, одной полипептидной цепи, делающей изгибы(внутрицепочные) или между разными полипептидными цепями(межцепочные).

• Водородные связи расположены перпендикулярно полипептидной цепи

3.нерегулярные вторичные структуры:1) представлены петлеобразными и кольцеобразными структурами, имеющими, меньшую регулярность укладки.2)денатурирующий белок.

Супервторичная структура: похожее сочетание элементов вторичной структуры(альфа,бетта), за счёт межрадикальных взаимодействий, которые встречаются у разных белков с различными функциями

• бетта-бочёнок

• «альфа-спираль-поворот-альфа-спираль»

• «цинковый палец»

• «лейциновая застёжка-молния»

Третичная структура: трёхмерная пространственная структура, образующаяся за счёт взаимодействия радикалов аминокислот в полипептидной цепи.(гидрофобные, ионные, водородные, дисульфидные) Связи слабые

Гидрофобные взаимодействия

При укладке полипептиднаяя цепь белка- энергетически выгодную форму

В воде- гидрофобные радикалы аминокислот-объединение внутри глобулярной структуры белка

Возникают-гидрофобные взаимодействия и силы Ван дер ваальса(между близко прилегающими друг к другу атомами)формируется гидрофобное ядро

Ионные и водородные связи

Гидрофильные радикалы стремяться образовать водородные связи с водойрасполагаются на поверхности белковой молекулы, а оказавшиеся внутри гидрофобного ядра взаимодействуют друг с другом образовывая

Водородные связи- между гидрофильными не заряженными группами

Ионные связи между

• анионными карбоксильными группами радикалов аспарагиновой и глутаминовой кислот

• катионными группами лизина, аргинина или гистидина

не полярная среда-наоборот гидрофобные радикалы снаружи, гидрофильные-внутри

Ковалентные(дисульфидные) связи- взаимодействие SH-групп двух остатков цистеина(распространены в белках, секретируемых клеткой во внеклеточное пространство, предположительное назначение-поддерживать структуру вне клетки(инсулин, иммуноглобулины) ).

Четвертичная структура: несколько полипептидных цепей, объединённых между собой гидрофобными, ионными, водородными связями.

• Белки мономеры- одна полипептидная цепь, если несколько, то соединены они ковалентно.

• Белки олигомеры-несколько цепей (протомеров/субъединиц)

• Одинаковые и различные протомеры

• Большая молекулярная масса

• Присоединяются с помощью контактных участков (состоят из радикалов аминокислот, собранных в данном месте в процессе образования третичной структуры белка.)

• Контактные участки очень специфичны

Комплиментарность- пространственное и химическое соответствие взаимодействующих поверхностей, контактных участков.

Доменная структура: пространственная структура сформирована в виде двух или более доменов.

• Домен - участок полипептидной цепи, который в процессе формирования пространственной структуры приобрёл независимо от других участков той же цепи кон-формацию глобулярного белка.

Нативная конформация- функционально активная конформация белков. Конформация- пространственное расположение полипептидных цепей в молекуле белка

Биологическая роль белков

• Структурная

• Транспортная

• Регуляторная

• Рецепторная

• Сократительная

• Имунная

• Ферментативная

• Питательная

2.Аммиак: пути образования, механизм токсического действия, пути обезвреживания. Орнитиновый цикл мочевинообразования: биологическое значение и химическая сущность процесса, источники атомов мочевины, органная и внутриклеточная локализация ферментов цикла. Взаимосвязь орнитинового и цитратного циклов Кребса.

Пути образования:

• Дезаминирование аминокислот

• Распад пуриновых и пиримидиновых аминокислот

• Распад биогенных аминов

• Все азотсодержащие вещества в конечном итоге дают аммиак

Токсическое действие(может и не надо)

1.Аммиак легко проникает через мембраны в клетки и в митохондриях сдвигает реакцию, катализируемую глутаматдегидрогеназой, в сторону образования глугамата:

α-Кетоглутарат + NADH + Н⁺ + NH₃ → Глутамат + NAD⁺.

Уменьшение концентрации α-кетоглутарата

• угнетение обмена аминокислот (реакции трансаминирования) и, следовательно, синтеза из них нейромедиаторов (ацетилхолина, дофамина и др.);

• гипоэнергетическое состояние в результате снижения скорости ЦТК.

• снижению концентрации метаболитов ЦТК ускорение реакции синтеза оксалоа-цетата из пирувата( интенсивное потреблением СО₂₎. Усиленное образование и потребление диоксида углерода при гипераммониемии особенно характерны для клеток головного мозга.

2.Увеличение концентрации амиака

• рН- в щелочную сторону (алкалоз) сродство гемоглобина к кислороду увеличивается гипоксия тканей, накопление СО₂ и гипоэнергетическое состояние, (главным образом страдает головной мозг)

• Избыток иона аммония в крови способен нарушать трансмембранный перенос одновалентных катионов Na⁺ и К⁺, конкурируя с ними за ионные каналы, что также влияет на проведение нервных импульсов.

Пути обезвреживания аммиака

1.образование амидов дикарбоновых кислот (глутаминсинтетаза) глутамина и аспарагина(транспортные формы аммиака в кровипеченьобезвреживание) реакция - во многих тканях, но наиболее важна для нервной ткани, особенно чувствительной к токсическому действию аммиака

глутамин - резерв аммиака, необходимый в почках для компенсации ацидоза

в этом случае активность глутаминазы почек увеличивается, и ион аммония выводится в виде солей аммония, компенсируя при этом излишнее количество протонов

2.образование аммонийных солей

3.образование карбамоилфосфата (орнитиновый цикл) идет путем конденсации NH3, CO2 и АТФ, катализируемое карбомоилфосфатсинтетазой (фермент действует в митохондриях)

реакция происходит в печени и является начальной стадией синтеза мочевины - конечного продукта метаболизма азота

Оргитиновый цикл(образование мочевины)-циклический процесс с мочевиной выводится до 90% азота

Источники атомов: 1-амиак,1-аспартат

<митохондрии гепатоцитов>

1.амиак+диоксид углеродакарбомоилфосфат(карбомоилфосфатсинтаза1)

2.карбомоилфосфат+орнитинцирулин(орнитинкарбомоилтрансфераза)

<цитозоль>

3.цирулин+аспартатаргиносукцинат(аргиносукцинатсинтаза)

4.аргиносукцинат+(аргиносукцинатлиаза)аргинин+фумарат

5.аргинин+(аргиназа)орнитин(во 2 р-ию)+мочевина

Биологическое значение

• превращение азота аминокислот в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;

• синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

Взаимосвязь ЦТК и орнитинового циклов(«двухколёсный велосипед» Кребса)

Аспартат- трансаминирование аланина с оксалоацетатом.

Алании - из мышц и клеток кишечника.

Оксалоацетат-в процессе 2 реакций ЦТК из фумарата

Фумарат (4 р-ия) в ЦТК