Обеспечивают около 57% суточного калоригенеза Являются составными частями более сложных соединений (НК, ГП, ГЛ и др.)
Служат предшественниками соединений других классов (липиды, заменимые аминокислоты) Выполняют структурообразовательную функцию Выполняют специфические функции
Жиры Полисахариды Белки Жирные Глицерин Моносахариды Аминокислоты кислоты Пируват Ацетил-КоА HS- КоА CO 2 H 2 Цикл Кребса Дыхательная цепь H 2 O АТФ АТФ оксалоацетат 2оксоглутарат
Унификация моносахаридов Гликогенная функция Синтез углеводов из неуглеводных предшественников (глюконеогенез) 4. Синтез гликопротеинов крови 5. Образование глюкуроновой кислоты
O H OH H OH ОН H H HO CH 2 - OH Глюкоз a O H OH H OH О H H H HO CH 2 - O - P Глюкозо - 6 - фосфат гексокиназа АДФ АТФ
Глюкоза Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-1-фосфат (Глюкоза) n+1 Фосфоглюкомутаза АТФ АДФ Гексокиназа Глюкозо-6-фосфатаза H 3 PO 4 Фосфорилаза H 3 PO 4 УДФ - Глюкоза УТФ РР Гликогенсинтаза (Глюкоза) n УДФ H 2 O γ - амилаза
Гликолиз имеет энергетическое значение Преимущества гликолиза: анаэробный процесс быстрый универсальный
Недостатки гликолиза: малоэффективный процесс продуктом гликолиза является лактат, накопление которого вызывает метаболиче-ский ацидоз.
гликолиз ПДГ Глюкоза 2 пируват 2 НАД + 2 НАДН+Н + 2 НАД + 2 НАДН+Н + 2АТФ (3х2=6) (3х2=6) ЦТК + ДЦ 2 ацетил-КоА СО 2 + Н 2 О 12 х 2 = 24 АТФ
Является важным источником глюкозы в организме Удаляет большую часть лактата, что предохраняет клетки от метаболического ацидоза
Мышцы Кровь Печень Глюкоза Глюкоза Глюкоза Лактат Лактат Лактат Гликолиз ГНГ
Глюкозо - 6 - фосфат Глюкоза Гликоген Фруктоза, галактоза Лактат, пируват, оксалоацетат и др. Везде Печень Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
Глюкозо - 6 - фосфат Глюкоза Гликоген ПФП гликолиз Везде Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
Амфиболическое – путь распада углеводов и одновременно - образования веществ, используемых в синтетических реакциях (НАДФН и рибозо-5-фосфата)
2) Энергетическое - образующиеся метаболиты окислительной части могут использоваться в гликолизе 3) Синтетическое - связано с использованием рибозо-5-фосфата и НАДФН
Нормальная концентрация глюкозы в крови составляет 3,3 - 5,5 ммоль/л Постоянство глюкозы обеспечивается двумя противоположно направленными процессами: - Поставляющими глюкозу в кровь - Использующими глюкозу Повышение концентрации глюкозы в крови (> 9 – 10 ммоль/л), сопровождается глюкозурией
Переваривание углеводов в ЖКТ ГНГ Распад гликогена печени
Гликолиз Синтез гликогена ПФП Синтез жира
Гипогликемический гормон (инсулин) Увеличение проницаемости клеточных мембран для глюкозы Ингибирование процессов, поставляющих глюкозу (ГНГ, распад гликогена печени) Активация процессов, использующих глюкозу (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира)
Гипергликемические гормоны (глюкагон, КА, ГКС и СТГ) Активация распада гликогена в печени Стимуляция ГНГ
1) алиментарная (пищевая) 2) сахарный диабет 3) патология ЦНС (менингит, энцефалит) 4) стресс 5) избыток гипергликемических гормонов 6) повреждение островков поджелудочной железы (панкреатит, кровоизлияния) Невысокая и кратковременная гипергликемия не опасна. Причины гипергликемии :
Длительная гипергликемия приводит - К истощению запасов инсулина (что является одной из причин сахарного диабета) - К потере воды тканями, поступлению ее в кровь, увеличению кровяного давления, увеличению диуреза. Гипергликемия в 50-60 ммоль/л может привести к гиперосмолярной коме.
Приводит к неферментативному гликозилированию белков - плазмы крови - эритроцитов - кровеносных сосудов - почечных канальцев - нейронов - хрусталика - коллагена
Гликозилирование изменяет свойства белков и является причиной тяжелых осложнений : тканевых гипоксий склерозирования сосудов катаракты почечной недостаточности нарушения нервной проводимости снижения срока жизни эритроцитов и т.д.
Причины гипогликемии : 1) алиментарная (пищевая) 2) усиленное использование глюкозы (при тяжелой мышечной работе) 3) патология ЖКТ (воспалительные процессы) 4) патология печени 5) патология ЦНС
6) недостаток гипергликемических гормонов 7) избыток инсулина (опухоль поджелудочной железы, передозировка инсулина) Гипогликемия очень опасна, так как приводит к гипогликемической коме
Энергетическая : при окислении 1 г жира выделяется около 9,3 ккал энергии 2. Резерв эндогенной воды : при окислении 1 г жира образуется 1,07 г воды Источник жирорастворимых витаминов Терморегуляторная 5. Защитная
Жиры Полисахариды Белки Жирные Глицерин Моносахариды Аминокислоты кислоты Пируват Ацетил-КоА HS- КоА CO 2 H 2 Цикл Кребса Дыхательная цепь H 2 O АТФ АТФ оксалоацетат 2оксоглутарат
1. Эмульгирование жира 2. Активация панкреатической липазы 3. Необходимы для всасывания продуктов переваривания жира, жирорастворимых витаминов
СН 2 –О–СО– R 1 СН 2 –ОН | ТГ липаза | ДГ липаза C Н–О–СО– R 2 C Н–О–СО– R 2 | - R 1 – C ООН | - R 3 – C ООН СН 2 –О–СО– R 3 СН 2 –О–СО– R 3 ТАГ ДАГ
C Н 2 – ОН C Н 2 – ОН | МГ липаза | C Н – О – СО – R 2 C Н – ОН | - R 2 – C ООН | C Н 2 – ОН C Н 2 – ОН МАГ Глицерин
Активаторы: КА, глюкагон, СТГ, АКТГ, тироксин, липотропин гипофиза, цАМФ Ингибиторы: инсулин
Печень : Жировая ткань: глицерол- киназа ДГ Г лицерол глицерол- ДОАФ 3-фосфат АТФ АДФ НАД+ НАДН
Ацил- КоА- синтетаза R – СООН + Н S – КоА АТФ АМФ+ФФн О R – С ~ S КоА
ацил-КоА- трансфераза Глицерол-3- + 2 ацил-КоА Фосфатидная фосфат кислота - 2 Н S -КоА
Ацил-КоА- трансфераза Фосфатаза + ацил-КоА ДАГ ТАГ - Фн - Н S -КоА
Активаторы: инсулин, эстрогены и АТФ Ингибиторы : КА, СТГ, ЙТ, АКТГ, АДФ
Глицерол Глицерол-3-Ф ДОАФ АТФ АДФ ФАД ФАДН2 2 АТФ Гликолиз ПДГ ЦТК + ДЦ Пируват Ацетил-КоА СО 2 + Н 2 О 2АТФ НАДН 12 АТФ 3 АТФ НАД+ НАДН 3 АТФ
Жирная + Н S -КоА + АТФ кислота Ацил-КоА + АМФ + ФФн ацил-КоА-синтетаза 1. Активация жирных кислот
2. Перенос жирных кислот в митохондрии
3. Ход реакций β-окисления жирных кислот
С 15 Н 31 СО ~ S КоА + 7 ФАД + 7 НАД + + 7 Н S – КоА 8 СН 3 – СО ~ S КоА + + 7 ФАДН 2 + 7 (НАДН + Н + )
активаторы: КА, СТГ, глюкагон инргибиторы: инсулин
1. Из пирувата в ходе ПДГ- реакции 2. β-окисление жирных кислот.
Окисление в цикле Кребса Синтез жирных кислот Синтез холестерина и кетоновых тел
Ацетоацетат β- гидроксибутират Ацетон CH 2 СН 3 С O СООН CH 2 СН 3 СН O Н СООН CH 3 СН 3 С O
Энергетическая (скелетная и сердечная мышцы, головной мозг и другие внепеченочные ткани) 2. Кетоновые тела необходимы для образования миелиновых оболочек нервов и белого вещества головного мозга
Кетоз – это накопление кетоновых тел в организме. Сопровождается кетонемией и кетонурией Различают: 1. Физиологический кетоз (голодание, длительная мышечная работа, у новорожденных) 2. Патологический кетоз (сахарный диабет)
Входит в состав клеточных мембран и обеспечивает их текучесть Синтез желчных кислот в печени Синтез витамина D в коже Синтез стероидных гормонов (половые гормоны, минералокортикоиды, ГКС)
1. Пищевые продукты (желток куриного яйца, головной мозг, печень животных, сливочное масло и др.) 2. Синтез из ацетил-КоА : - в печени (50%) - в слизистой тонкого кишечника (15-20%) - в коже, коре надпочечников, половых железах (30-35%)
1-й этап: 3 ацетил-КоА ГМГ-КоА мевалоновая кислота 2-й этап: Мевалоновая кислота сквален 3-й этап: Сквален ланостерин ХС
Активаторы : КА, СТГ, ГКС, андрогены насыщенные ЖК пища, богатая углеводами стресс гиподинамия
Ингибиторы : инсулин, эстрогены ненасыщенные ЖК ХС (по принципу отрицательной обратной связи) желчные кислоты физическая нагрузка
хиломикроны (ХМ) Содержат 1-2% белка и 98-99% липидов имеют наименьшую плотность Образуются в стенке кишечника Транспортируют пищевые липиды Метаболизируются липопротеинлипазой
пре β-липопротеины (или ЛПОНП) Содержат 10% белка, 90% липидов Образуются в печени и очень мало – в тощем кишечнике Транспортируют эндогенные липиды (в основном жиры) в жировую ткань Частично превращаются в кровяном русле в ЛПНП под действием липопротеинлипазы
β-липопротеины (ЛПНП) Содержат около 25% белка и 75% липидов Главный поставщик ХС в ткани На клеточных мембранах имеются рецепторы для ЛПНП
α-липопротеины (ЛПВП) Содержат 50% белков, 25% фосфолипидов, 20% эфиров ХС и очень мало триацилглицеринов Образуются главным образом в печени Участвуют в переносе ХС из тканей в печень Содержат лецитинхолестерол-ацилтрансферазу (ЛХАТ) ЛПОНП и ЛПНП считают атерогенными, то есть вызывающими атеросклероз ЛПВП - антитиатерогенными
Действие липопротеинлипазы в стенке сосуда Наличие ЛПВП в крови
Увеличение атерогенных липопротеинов (ЛПОНП и ЛПНП) Снижение антиатерогенных ЛПВП Снижение активности липопротеинлипазы Снижение количества и/или чувствительности рецепторов к ЛПНП
Курение Стресс Переедание (пища, богатая насыщенными ЖК и углеводами)
Эндокринные факторы: - гипотиреоз - сахарный диабет - андрогены - климакс - гиперфункция гипофиза - гиперфункция надпочечников
Хронические гипоксии Гиподинамия Семейно-наследственные факторы
Общий ХС – ХС ЛПВП ХС ЛПВП У здоровых людей это соотношение не должно превышать 3 Если выше – имеется риск ИБС
Ожирение – это состояние, когда масса тела превышает 20% от «идеальной» для данного человека Причины первичного ожирения: Генетические нарушения (до 80% случаев) Состав и количество потребляемой пищи, метод питания в семье. Переедание Низкий уровень физической активности Психологические факторы
Болезнь Тея-Сакса (ганглиозидоз) Накопление ганглиозидов в клетках мозга, меньше в других тканях Болезнь Гоше (цереброзидоз) Накопление глюкоцереброзидов в лизосомах печени, селезенки, костного мозга Болезнь Нимана-Пика Накопление лецитинов и сфингомиелинов в лизосомах печени и селезенки
Жиры Полисахариды Белки Жирные Глицерин Моносахариды Аминокислоты кислоты Пируват Ацетил-КоА HS- КоА CO 2 H 2 Цикл Кребса Дыхательная цепь H 2 O АТФ АТФ оксалоацетат 2оксоглутарат
Превращение препепсина в пепсин Оптимум рН для работы пепсина Денатурация пищевых белков Бактерицидное действие
Переваривание пищевых белков в ЖКТ Расщепление клеточных белков лизосомальными пептидазами (катепсинами) Синтез из других аминокислот Образование из безазотистых соединений (кетокислот)
Синтез белков Синтез биологически важных соединений (пуринов, пиримидинов, гормонов, порфиринов и др.) Дезаминирование аминокислот с образованием кетокислот
R CH NH 2 COOH CO 2 R CH 2 NH 2 B 6 декарбоксилаза Аминокислота Амин
.
Активаторы: АДФ Ингибиторы: АТФ, НАДН
α -кетокислота, которая может 1) окисляться в цикле Кребса 2) использоваться в ГНГ на синтез глюкозы 3) превращаться в кетоновые тела НАДН N Н3
COOH C=O CH 2 CH 2 COOH NH 3 COOH C OH NH 2 CH 2 CH 2 COOH COOH C=NH CH 2 CH 2 COOH COOH CH 2 CH 2 CHNH 2 COOH Глутамат ГДГ НАДФ H НАДФ + 2- оксоглутарат Иминоглутарат HOH
Реакции дезаминирования аминокислот биогенных аминов (ГА, СТ, КА и др.) пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований амидов (глутамина, аспарагина) 2) Образование в кишечнике в результате деятельности микрофлоры (гниение белков) всасывается в кровь воротной вены
1) Легко проникает через клеточные мембраны 2) Связывается с 2-оксоглутаратом, угнетает обмен аминокислот (переаминирование) и цикл Кребса 3) Усиливает синтез глутамина из глутамата в нервной ткани. В результате снижается синтез ГАМК,что нарушает проведение нервного импульса и вызывает судороги
4) Накопление иона NH 4 + нарушает трансмембранный перенос ионов Na + и К +, что влияет на проведение нервного импульса 5) Сдвиг рН в щелочную сторону - метаболический алкалоз
1. Восстановительное аминирование 2. Образование амидов (глутамина и аспарагина) 3. Образование аланина в мышцах 4. Синтез мочевины в печени
CO 2 + NH 3 + Аспартат + 3 АТФ + 2 H 2 O = Мочевина + Фумарат + 2(АДФ + H 3 PO 4 ) + АМФ + H 4 P 2 O 7
Классификация аминокислот по судьбе безазотистого остатка
Йодтиронины гидроксилаза фенилаланин тирозин ДОФА меланин фенилпируват гидроксифенил- катехоламины пируват (А, НА, ДА) фениллактат гомогентизиновая кислота фумарат ацетоацетат
В мышцах: Креатин + АТФ Креатинфосфат + АДФ Креатинкиназа В покоящейся мышце В работающей мышце
Креатинфосфат NH ~ PO 3 H 2 C=NH N - CH 3 CH 2 COOH H 3 PO 4 H N C=NH N - CH 3 CH 2 C O Креатинин
Креатинин мочи Клиренс = ------------------------- х диурез (мин) Креатинин крови
Определение активности КК и ее изоферментов в крови используется для диагностики инфаркта миокарда, миопатий, мышечных дистрофий и др.
Азотистый обмен
Нуклеопротеиды HCL Пепсин Белки Пептидазы Аминокислоты Нуклеиновые кислоты Нуклеазы Нуклеотиды Нуклеотидазы, Неспецифические фосфатазы Нуклеозиды Нуклеозидазы Азотистые основания Пентозы
Множественные тофусы результат длительной не леченной подагры Острый артрит первого плюснефаланогового сустава
ФЛАВОПРОТЕИДЫ ГЕМПРОТЕИДЫ РОДОПСИН И ЙОДОПСИН ХЛОРОФИЛЛ КОБАМИДНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
4 ГЛОБИНА 4 ГЕМА 2 α цепи (141 А.К.) 2 β - цепи (146 А.К.)
ГЛИЦИН СУКЦИНИЛ-КоА ВИТАМИНЫ В 6, В 12, В 9 (ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА) Fe 2+
ГЕМОГЛОБИН Fe 2+ Fe 3+ МЕТГЕМОГЛОБИН НАДФ-Н2 НАДФ+ ВЕРДОГЛОБИН - Fe 3+ - ГЛОБИН БИЛИВЕРДИН НАДФ-Н2 О2 Н2О НАДФ-Н2 БИЛИРУБИН КЛЕТКИ РЭС
БИЛИРУБИН УДФ-ГЛЮКУРОНИЛ ТРАНСФЕРАЗА БИЛИРУБИНГЛЮКУРОНИД - ГЛЮКУРОНОВАЯ КИСЛОТА БИЛИРУБИН П Е Ч Е Н Ь Распад гемоглобина
БИЛИРУБИН МЕЗОБИЛИРУБИН МЕЗОБИЛИРУБИНОГЕН (УРОБИЛИНОГЕН) СТЕРКОБИЛИНОГЕН СТЕРКОБИЛИН (ФЕКАЛИИ) КИШЕЧНИК Распад гемоглобина
СВОБОДНЫЙ БИЛИРУБИН (несвязанный, неконъюгированный, непрямой): Не дает прямой реакции с реактивом Эрлиха Не растворим в воде Высоко токсичен Не проходит через мембраны В крови свободного билирубина – 75%
СВЯЗАННЫЙ БИЛИРУБИН (конъюгированный, прямой) Дает прямую реакцию с реактивом Эрлиха Мало токсичен Растворим в воде Легко проходит через мембраны В крови связанного билирубина – 25%
альбумины 42 г / л - 57 % глобулины 31 г / л - 42% фибриноген 3 г / л - 1%
α 1- глобулины 3% 3г / л α 2 -глобулины 9% 6г / л β - глобулины 13% 9г / л γ - глобулины 16% 15 г / л
Поддержание онкотического давления Транспорт НЭЖК, билирубина, холестерина, некоторых гормонов, лекарств Резерв аминокислот
Гиперпротеинемия – увеличение концентрации белка в крови (почти всегда связана с гиперглобулинемией): относительная (при дегидратации) абсолютая (при активации иммунного ответа, миелопролиферативных заболеваниях)
Гипопротеинемия – понижение концентрации белка в крови (почти всегда связана с гипоальбуминемией) – возникает при нефротическом синдроме, печеночно-клеточной недостаточности, голодании, ожоговой болезни, патологии ЖКТ
Диспротеинемия – изменение соотношения различных фракций белков плазмы крови Парапротеинемия – появление аномальных форм белков, например, специфических белков при миеломной болезни,представляющих собой цепи иммуноглобулинов
Белки-ферменты Белки-переносчики Белки-ингибиторы ферментов
Церулоплазмин Трансферрин Гаптоглобин Преальбумин Специфический гликопротеид беременных
α 1- антитрипсин α 2- макроглобулин Интер- α -трипсиновый ингибитор
Гаптоглобин Церулоплазмин Трансферрин С- реактивный белок Интерферон Фибриноген
С- реактивный белок
Мочевина - 50% Аминокислоты - 25% Эрготионеин - 8% Мочевая кислота - 4% Креатин – 5% Креатинин - 2,5% Аммиак – 0,2% Индикан – 0,3% Прочие – 5%
ретенционная продукционная почечная внепочечная
