Цикл кори физиологическое значение
В клетках организма всегда существует потребность в глюкозе:
- для эритроцитов глюкоза является единственным источником энергии,
- нервная ткань потребляет около 120 г глюкозы в сутки и эта величина практически не зависит от интенсивности ее работы. Только в экстремальных ситуациях (длительное голодание) она способна получать энергию из неуглеводных источников (кетоновые тела),
- глюкоза играет весомую роль для поддержания необходимых концентраций метаболитов цикла трикарбоновых кислот (в первую очередь оксалоацетата).
Таким образом, при определенных ситуациях – при низком содержании углеводов в пище, голодании, длительной физической работе, т.е. когда глюкоза крови расходуется и наступает гипогликемия, организм должен иметь возможность синтезировать глюкозу и нормализовать ее концентрацию в крови. Это достигается реакциями глюконеогенеза, идущими в печени.
По определению, глюконеогенез – это синтез глюкозы из неуглеводных компонентов: лактата, пирувата, глицерола, кетокислот цикла Кребса и других кетокислот, из аминокислот.
Необходимость глюконеогенеза и его значение для организма демонстрируют два цикла – глюкозо-лактатный и глюкозо-аланиновый.
Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)
Глюкозо-лактатный цикл – это циклический процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани.
В эритроцитах молочная кислота образуется непрерывно, так как для них анаэробный гликолиз является единственным способом образования энергии.
В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты (лактата) является следствием гликолиза при очень интенсивной, субмаксимальной мощности, работе, при этом внутриклеточный рН снижается до 6,3-6,5. Но даже при работе низкой и средней интенсивности в скелетной мышце всегда образуется некоторое количество лактата.
Убрать молочную кислоту можно только одним способом – превратить ее в пировиноградную кислоту. Однако сама мышечная клетка ни при работе, ни во время отдыха не способна превратить лактат в пируват из-за особенностей изофермента лактатдегидрогеназы-5. Зато клеточная мембрана высоко проницаема для лактата и он движется по градиенту концентрации наружу. Поэтому во время и после нагрузки (при восстановлении) лактат легко удаляется из мышцы. Это происходит довольно быстро, всего через 0,5-1,5 часа в мышце лактата уже нет. Малая часть молочной кислоты выводится с мочой.
Большая часть лактата крови захватывается гепатоцитами, окисляется в пировиноградную кислоту и вступает на путь глюконеогенеза. Глюкоза, образованная в печени, используется самим гепатоцитом или возвращается обратно в мышцы, восстанавливая во время отдыха запасы гликогена. Также она может распределиться по другим органам.
Глюкозо-лактатный (выделен желтым) и глюкозо-аланиновый циклы
Глюкозо-аланиновый цикл
Целью глюкозо-аланинового цикла также является уборка пирувата, но кроме этого решается еще одна немаловажная задача – доставкааминного азота из мышцы в печень.
При мышечной работе и в покое в миоците распадаются белки и образуемые аминокислоты трансаминируются с α-кетоглутаратом и полученный глутамат взаимодействует с пируватом. Образующийся аланин является транспортной формой аминного (аминокислотного) азота и пирувата из мышцы в печень. В гепатоците идет обратная реакция трансаминирования, аминогруппа через глутамат передается на синтез мочевины, пируват используется для синтеза глюкозы.
Кроме мышечной работы, глюкозо-аланиновый цикл активируется во время голодания, когда белки мышц и других тканей распадаются и многие аминокислоты используются в качестве источника энергии, а их азот необходимо доставить в печень.
Источник
Лактат – конечный продукт анаэробного окисления глюкозы в мышцах, особенно в белых мышечных волокнах, где митохондрий меньше, чем в красных. Может включаться в глюконеогенез после окисления до пирувата в лактатдегидрогеназной реакции. При продолжительной физической работе основным источником лактата является скелетная мускулатура, в клетках которой преобладают анаэробные процессы. Накопление молочной кислоты в мышцах ограничивает их работоспособность. Это связано с тем, что при повышении концентрации молочной кислоты в ткани снижается уровень рН (молочнокислый ацидоз). Изменение рН приводит к ингибированию ферментов важнейших метаболических путей. В утилизации образующейся молочной кислоты важное место принадлежитглюкозо-лактатному циклу Кори.
Цикл Кори и глюкозо-аланиновый цикл (пояснения в тексте).
Лактат, образовавшийся в мышцах, переносится кровью в печень, где в процессе глюконеогенеза превращается в глюкозу, которая с током крови может возвращаться в работающую мышцу. В печени часть лактата может окисляться до углекислого газа и воды, превращаться в пируват и вовлекаться в общий путь катаболизма.
Значение цикла Кори:
1. Регуляция постоянного уровня глюкозы в крови.
2. Обеспечивает утилизацию лактата.
3. Предотвращает накопление лактата (снижение рН – лактоацидоз).
4. Экономичное использование углеводов организмом.
Регуляция обмена углеводов осуществляется на уровне тканей – кровь, печень, мышцы.
Глюкогенные аминокислоты, к которым относятся большинство белковых аминокислот. Ведущее место в глюконеогенезе среди аминокислот принадлежит аланину, который может превращаться в пируват путём трансаминирования. При голодании, физической работе и других состояниях в организме функционирует глюкозо-аланиновый цикл, подобный циклу Кори для лактата (рисунок 16.2). Существование цикла аланин – глюкоза препятствует отравлению организма, так как в мышцах нет ферментов, утилизирующих аммиак. В результате тренировки мощность этого цикла значительно возрастает.
Другие аминокислоты могут, подобно аланину, превращаться в пируват, а также в промежуточные продукты цикла Кребса (α-кетоглутарат, фумарат, сукцинил-КоА). Все эти метаболиты способны преобразовываться в оксалоацетат и включаться в глюконеогенез.
Глицерол – продукт гидролиза липидов в жировой ткани.Этот процесс значительно усиливается при голодании. В печени глицерол превращается в диоксиацетонфосфат – промежуточный продукт гликолиза и может быть использован в глюконеогенезе.
Жирные кислоты и ацетил-КоА не являются предшественниками глюкозы. Окисление этих соединений обеспечивает энергией процесс синтеза глюкозы.
Энергетический баланс. Путь синтеза глюкозы из пирувата (рисунок 16.6) содержит три реакции, сопровождающиеся потреблением энергии АТФ или ГТФ:
а) образование оксалоацетата из пирувата (затрачивается молекула АТФ);
б) образование фосфоенолпирувата из оксалоацетата (затрачивается молекула ГТФ);
в) обращение первого субстратного фосфорилирования – образование 1,3-дифосфоглицерата из 3-фосфоглицерата (затрачивается молекула АТФ).
Каждая из этих реакций повторяется дважды, так как для образования 1 молекулы глюкозы (С6) используются 2 молекулы пирувата (С3). Поэтому энергетический баланс синтеза глюкозы из пирувата составляет – 6 молекул нуклеозидтрифосфатов (4 молекулы АТФ и 2 молекулы ГТФ). При использовании других предшественников энергетический баланс биосинтеза глюкозы отличается.
Источник
Схема глюконеогенеза:
В митохондриях:
Лактат ↔ПВК → оксалоацетат (для этой
р-ии:биотин,СО2,АТФ,пируваткарбоксилаза)→
малат .
Малат → (карбоксилаза,
+ГТФ,- СО2)
ФЭПВК(обход пируваткиназы) ↔
фру-1,6-дифосфат (обход фосфофруктокиназы)
→ (фосфотаза, -Фн) фру-6ф → (изомераза)
глю-6ф (обход гексокиназы) → (глю-6-фосфотаза,
-Фн) глюкоза –печень, почки
2 лактата + 6 АТФ →
глюкоза.
Цикл Кори
(глюкозо-лактатный цикл)
ПЕЧЕНЬ
КРОВЬ МЫШЦЫ
Глю →
глю → глю
↑
↓
Гликоген
↓
Лактат ←
4/5 лактата ← 2 лактата
↓
ПВК
↓
АцКоА → ЦТК
→ СО2 +
Н2О
+ АТФ
Значение цикла
Кори:
– обеспечивает
утилизацию лактата
– предотвращает
накопление лактата и лактатный ацидоз
3. Цикл кислорода дыхательной цепи. Цитохромоксидаза, строение, биологическая роль.
О-цикл (цитозромоксидаза,
IV
цикл, цикл кислорода). Имеет 4 редокс-центра:
2 гема типа а(а и а3),
2 атома Сu
– CuAи CuB
↓4Н
Цит С → CuA→
а → а3 →
CuB→ ½ О2
→ Н2О2
+ Н2О
↑ ↓
2Н+О2
2Н, градиент
↑
Н2О2
Участники
ферментативных компанентов определяют
порядок (их потенциал-редокс)
Оксидоредуктаза
катализирует конечный этап переноса
электронов на кислород в процессе
окислительного фосфорилирования.
Бактериальная форма фермента состоит
из трех частей, эукариотическая из 13.
Фермент катализирует
восстановительно-окислительную реакцию
– окисляются молекулы цитохрома с,
восстанавливается кислород. В этой
реакции потребляется практически весь
кислород, нужный живым организмам в
процессе дыхания. Каталитический центр
фермента содержит гемы и медные комплексы.
У эукариотов оксидазы находятся во
внутренней митохондриальной мембране,
у прокариотов во внутренней клеточной.
Другие формы оксидазы встречаются в
клеточной мембране аэробных бактерий;
здесь, к примеру, в качестве электронного
донора используются другие молекулы
или же встречаются модифицированные
гемы.
4.Физико-химические показатели мочи. Возрастные особенности.
органические
вещества мочи:
1) белок в норме выделяется менее 0,002 гл
(30-50 мгсут), если содержание больше –
протеинурия 2) уробилин образуется при
окислении билирубина в желчных путях
и тонкой кишке 3)при нарушении синтеза
гема в моче появляются промежуточные
продукты синтеза порфиринового кольца
и продукты распада гемоглобина 4) глюкоза
при глюкозурии 5) кетоны 20-50 мгсут если
больше кетонурия развивается 6) гемоглобин
при гемоглобинурии 7) мочевина 333-583
ммольсут 8) мочевая кислота – конечный
продукт пуриновых оснований1,2-1,7 9) ак
при фенилкетонурии , при алкаптонурии,
при нарушении синтеза мочевины 9)
креатинин попадает в мочу путем
клубочковой фильтрации 7,1-17,7
Глюкоза
– это пороговое вещество и если ее
больше в крови чем 11 ммоль/л она появляется
с мочой. Глюкоза в норме обнаруживается
только в суточном диурезе, в отдельных
порциях она не обнаруживается; гликозурия
– увеличение глюкозы. Почечная и
внепочечная.
Протеинурия
– высокое содержание белка в моче. По
степени протеинурия может быть: а) слабо
выраженная б) умеренно выраженная
в) выраженная. Слабо выраженная – 156-506
мг/сут: при остром и хроническом
гломерулонефрите; наследственном
нефрите, тубулопатии, интерстициальном
нефрите, обструктивной уропатии. Умеренно
выраженная – 500-2000 мг/сут – при: остром
и хроническом гломерулонефрите;
наследственном нефрите. Выраженная –
более 2000 мг/сут – при: нефротическом
синдроме, амилоидозе.
Физиологические
протеинурии связаны с временным
появлением белка в моче и встречаются
при: напряжении мышц, спортивных
соревнованиях, приеме холодной ванны,
душа, после эмоций. Функциональная
протеинурия – ортостатическая
протеинурия. Белок Бенс-Джонса –
выделяется с мочой при миеломной болезни,
макроглобулинемии Вальденстрема..
Ацетонурия.
В моче в норме менее 0,01 в сутки, в отдельных
порциях не обнаруживаются. Суточная
экскреция кетоновых тел с мочой 20-50 мг.
Кетонурия – резкое увеличение содержания
кетонов в моче в результате их усиленного
образования и нарушения процесса
окисления. Наблюдается при: сахарном
диабете, голодании, кахексии,
гиперинсулинизме, тиреотоксикозах, в
послеоперационном периоде, гликогенозах
I,
II,
IV
типов, акромегалии, инфекционных
заболеваниях, интоксикации.
При обнаружении
крови – гематурия,
т.е. при обнаружении эритроцитов.
Микрогематурия –
диагностируют только при микроскопическом
исследовании осадка мочи.
Макрогематурия –
определяется визуально, моча цвета
мясных помоев.
В норме в моче
определяется лишь единичные форменные
элементы (лейкоциты 0-5, эритроциты 0-1).
Почечная гематурия
– повышенная проницаемость почечного
фильтра или поражение эпителия канальцев,
или интерстиция почки.
Внепочечная
наблюдается при травмах мочевыводящих
путей, например камни, или при нарушении
свертывающей системы крови – гемофилия.
Билет № 15
Соседние файлы в предмете Биохимия
- #
10.04.20151.23 Mб62biokhimia_ekz.pdf
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Глюконеогенез. Цикл кори и глюкозо- аланиновый цикл: физиологическое значение Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза. . Глюкозо-аланиновый цикл. Этот цикл выполняет две функции 1) переносит аминогруппы из скелетных мышц в печень, где они превращаются в мочевину, и 2) обеспечивает работающие мышцы глюкозой, поступающей с кровью из печени, где для ее образования используется углеродный скелет аланина.
Белки пищи, их значение, азотистый баланс, особенности обмена, переваривание и всасывание белков в желудочно-кишечном тракте. Роль составных частей сока в переваривание белков.
Азотистый баланс – это соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей и выделенного. Так как основным источником азота в организме является белок, то по азотистому балансу можно судить о соотношении количества поступившего и разрушенного в организме белка. А значит и о наличии или отсутствии мышечного роста. Белки относятся к незаменимым веществам, необходимым для жизни, роста и развития организма. Недостаточность белка в организме приводит к развитию алиментарных заболеваний. Положительный азотистый баланс – это синоним анаболизма, а отрицательный азотистый баланс – синоним катаболизма.
Белки используются как пластический материал для построения различных тканей и клеток организма, а также гормонов, ферментов, антител и специфических белков. Белки — необходимый фон для нормального обмена в организме других веществ, в частности витаминов, минеральных солей.
Белки участвуют и в поддержании энергетического баланса организма. Белки пищи в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты, которые, поступая из кишечника в кровь и далее в ткани, используются для синтеза белка организма.
Из 80 известных аминокислот в науке о питании интерес представляют 22—25 аминокислот, которые наиболее часто представлены в белках продуктов питания, используемых человеком.
Химический состав, свойства нормального желудочного сока, значение соляной кислоты в желудочном пищеварении. Физико-химические свойства желудочного сока, виды кислотности. Исследования желудочного сока. Определение дебит часа НСІ.
Желудочный сок — сложный по составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. Париетальные клетки фундальных желёз желудка секретируют соляную кислоту — важнейшую составляющую желудочного сока. Основные её функции: поддержание определённого уровня кислотности в желудке, обеспечивающего превращение пепсиногена впепсин, препятствование проникновению в организм болезнетворных бактерий и микробов, способствование набуханию белковых компонентов пищи, её гидролиз, стимулирует выработку секрета поджелудочной железы
Бикарбонаты НСО3− необходимы для нейтрализации соляной кислоты у поверхности слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки в целях защиты слизистой от воздействия кислоты.
Пепсин является основным ферментом, с помощью которого происходит расщепление белков. Существует несколько изоформ пепсина, каждая из которых воздействует на свой класс белков. Пепсины получаются из пепсиногенов, когда последние попадают в среду с определённой кислотностью. За продукцию пепсиногенов в желудке отвечают главные клетки фундальных желёз.
Основные химические компоненты желудочного сока:[1]
вода (995 г/л);хлориды (5—6 г/л);сульфаты (10 мг/л);фосфаты (10—60 мг/л);гидрокарбонаты (0—1,2 г/л) натрия, калия, кальция, магния;аммиак (20—80 мг/л
Роль печени в обмене белков.
Печень играет центральную роль в обмене белков. Она выполняет следующие основные функции: синтез специфических белков плазмы; образование мочевины и мочевой кислоты; синтез холина и креатина; трансаминирование и дезаминирование аминокислот, что весьма важно для взаимных превращений аминокислот, а также для процесса глюконеогенеза и образования кетоновых тел. Печень является единственным органом, где синтезируются такие важные для организма белки, как протромбин, фибриноген, проконвертин и проакцелерин. При заболеваниях печени определение фракционного состава белков плазмы (или сыворотки) крови нередко представляет интерес как в диагностическом, так и в прогностическом плане Большая часть мочевой кислоты также образуется в печени, где много фермента ксантиноксидазы, при участии которого оксипурины (гипо-ксантин и ксантин) превращаются в мочевую кислоту. Нельзя забывать о роли печени и в синтезе креатина.
Образование химическая природа прямого и непрямого билирубина. Количественное определение билирубина в крови. Диагностическое определение билирубина в сыворотке крови при болезни печени и крови.
Билирубин – желто-красный пигмент, продукт распада гемоглобина и некоторых других компонентов крови. Билирубин находится в составе желчи. Анализ билирубина показывает, как работает печень человека, определение билирубина входит в комплекс диагностических процедур при многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В сыворотке крови встречается билирубин в следующих формах: прямой билирубин и непрямой билирубин. Вместе эти формы образуют общий билирубин крови, определение которого имеет важное значение в лабораторной диагностике.
Нормы общего билирубина: 3,4 – 17,1 мкмоль/л – для взрослых и детей (кроме периода новорожденности) . У новорожденных билирубин высокий всегда – это так называемая физиологическая желтуха.
Норма прямого билирубина: 0 – 3,4 мкмоль/л.
Анализ билирубина может показать отклонение от нормы билирубина. В большинстве случаев изменение уровня билирубина – признак серьезных заболеваний в организме человека.
Повышенный билирубин – симптом следующих нарушений в деятельности организма:
недостаток витамина В 12
острые и хронические заболевания печени
рак печени
гепатит
первичный цирроз печени
токсическое, алкогольное, лекарственное отравление печени
желчнокаменная болезнь.
Если прямой билирубин выше нормы, то для врача эти показатели билирубина – повод поставить следующий диагноз:
острый вирусный или токсический гепатит
инфекционное поражение печени, вызванное цитомегаловирусом, вторичный и третичный сифилис
холецистит
желтуха у беременных
гипотиреоз у новорожденных.
Повышение билирубина может указать на необходимость дополнительного обследования организма.
Источник