- •Краткий курс лекций по биологической химии для студентов, обучающихся по специальности Педиатрия
- •Строение и функции белков
- •1.1. Содержание белков в организме человека
- •1.2. Биологические функции белков
- •1.3. Химический состав белков
- •1.3. 1. Элементарный состав белков
- •1.3.2. Аминокислотный состав белков
- •1.4. Виды связей аминокислот в белках
- •1. 5. Структурная организация белков
- •1. 5. 1. Первичная структура белков
- •1. 5. 2. Вторичная структура белков
- •1. 5. 3. Третичная структура белков
- •1.5.4. Четвертичная структура белков
- •1. 5. 5. Доменные белки
- •1. 6. Физико-химические свойства белков
- •1.6. 1. Растворимость белков
- •1. 6. 2. Молекулярная масса белков
- •1.6.3. Размеры и форма белковых молекул
- •1.6.4. Свойства белков, сходные со свойствами коллоидных растворов
- •1.6.5. Оптические свойства белковых растворов
- •1.6.6. Свойства белков как истинных растворов
- •1.6.6. 1. Заряд белковой молекулы
- •1.6.6.2. Формирование гидратной (водной) оболочки
- •1.7. Осаждение белков из растворов
- •1.8. Методы количественного определения белков
- •1.9. Выделение, фракционирование и очистка белков
- •1.10. Классификация белков
- •1.10.1. Простые белки (протеины)
- •1.10.2. Сложные белки (протеиды)
- •2. Структура, свойства и механизм действия ферментов
- •2.1. Краткая история ферментологии
- •2.2. Структура ферментов
- •2.3. Механизм действия ферментов
- •2.4. Номенклатура ферментов
- •2.5. Классификация ферментов
- •2.6. Свойства ферментов
- •2.6.1. Высокая каталитическая активность ферментов
- •2.6.2. Высокая специфичность ферментов
- •2.6.3. Термолябильность ферментов
- •2.6.4. Фотолябильность ферментов
- •2.6.5. Зависимость активности ферментов от рН.
- •2.6. 6. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента и концентрации субстрата
- •2.6.7. Зависимость скорости ферментативных реакций от присутствия активаторов и ингибиторов.
- •2.6.7.1. Влияние активаторов ферментов
- •2.6.7.2. Влияние ингибиторов ферментов
- •2.8. Регуляция активности ферментов в процессе метаболизма
- •2.9. Структурная организация ферментов в клетке
- •2.10. Принципы обнаружения и количественного определения ферментов:
- •2.10.1. Количественное определение ферментов
- •3. Введение в обмен веществ. Биохимия питания. Витамины
- •3.1. Общие сведения об обмене веществ
- •3.2. Биохимия питания
- •3.2.1. Краткая характеристика питательных веществ
- •3.3.4. Обмен витаминов
- •3.3.5. Краткая характеристика некоторых витаминов
- •3.4. Биохимические основы рационального вскармливания грудных детей
- •3.4.1. Химический состав грудного молока
- •Биологически активные компоненты грудного молока.
- •4. Биологическое окисление
- •4.1. Функции биологического окисления
- •4.2. Краткая история учения о биологическом окислении
- •4.3. Виды биологического окисления
- •4.4. Ферменты и коферменты биологического окисления
- •4.4.1. Никотинамидзависимые дегидрогеназы (над, надф-зависимые)
- •4.4.1.1. Витамин рр
- •4.4.2. Флавопротеиды (флавиновые дегидрогеназы)
- •4.4.2.1. Витамин в2
- •4.4.3. Убихинон (КоQ)
- •4.4.4. Цитохромы
- •4.4. 5. Оксигеназы
- •4.4.6. Пероксидазы
- •4.5. Внутримитохондриальное окисление
- •4.5.1. Длинная дыхательная цепь
- •4.5.2. Короткая дыхательная цепь
- •4.5.3. Окислительные комплексы и их ингибиторы
- •4.6. Энергетический обмен
- •5.6.1. Окислительное фосфолирирование
- •4.6.1. 1. Регуляция окислительного фосфолирирования
- •4.6.2. Особенности энергетического обмена у детей
- •4.6.3. Нарушение энергетического обмена.
- •4.7. Внемитохондриальное окисление
- •4.7.1. Окисление с участием оксидаз. Активные формы кислорода
- •4.7.2. Окисление с участием оксигеназ.
- •4.7.3. Пероксидазное окисление.
- •5. Общие пути катаболизма
- •5.1. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты
- •5.1.1. Пируватдегидрогеназный комплекс
- •5.2. Цикл трикарбоновых кислот (цикл г. Кребса)
- •5.2.1. Химизм цикла Кребса (цикла трикарбоновых кислот)
- •5.2.2. Биологическое значение цикла Кребса
- •5.2.3. Регуляция активности цикла трикарбоновых кислот
- •6. Обмен и функции углеводов
- •6.1. Содержание углеводов в организме и их биологические функции
- •6.2. Классификация углеводов
- •6.2.1. Моносахариды и их производные
- •6.2.2. Олигосахариды
- •6.2.3. Полисахариды
- •6.2.3.1. Гомополисахариды
- •6.2.3.2. Гетерополисахариды (гликозаминогликаны)
- •6.2.3.3. Особенности содержания и обмена гликозаминогликанов и протеогликанов у детей.
- •6.3. Переваривание и всасывание углеводов
- •6.4.1. Биосинтез гликогена
- •6.4.2. Распад гликогена
- •6.5. Обмен глюкозы в тканях
- •6.5.1. Окисление глюкозы в тканях
- •6.5.1.1. Анаэробное окисление глюкозы
- •6.5.1.2. Аэробное окисление глюкозы
- •6.5. 2. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез)
- •6.5.2.1. Витамин н
- •6.6. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы
- •6.7. Утилизация фруктозы и её нарушения
- •6.8. Усвоение галактозы и его нарушения
- •6.9. Взаимные превращения углеводов (гексоз)
- •6.10. Особенности обмена глюкозы в различных тканях
- •6.11. Регуляция углеводного обмена
- •6.12. Патология углеводного обмена
- •6.12.1. Нарушение переваривания и всасывания углеводов
- •6.12.2. Нарушения содержания глюкозы в крови
- •6.12.3. Нарушения тканевого обмена углеводов
- •7. Обмен и функции липидов
- •7.1. Спиртовой и жирнокислотный состав основных липидов тканей человека
- •7.2. Классификация липидов
- •7.2.1. Глицеринсодержащие липиды
- •7.2.1.1. Триацилглицерины (таг)
- •7.2.1.2. Глицерофосфолипиды (фл)
- •7.2.2. Сфингозинсодержащие липиды
- •7.2.2.1. Сфингофосфолипиды (сфингомиелины)
- •7.2.2.2. Сфингогликолипиды
- •7.2.3. Холестеринсодержащие липиды
- •7.3. Содержание липидов в организме человека
- •7.4. Биологические функции липидов
- •7.5. Структура и функции клеточных мембран
- •7.6. Переваривание липидов
- •7.7. Всасывание продуктов расщепления липидов
- •7.8. Ресинтез липидов в слизистой тонкого кишечника
- •7.9. Особенности переваривания и всасывании липидов у детей
- •7.10. Транспорт липидов кровью
- •7.11. Обмен триацилглицеринов
- •7.11.1. Распад триацилглицеринов в тканях (липолиз)
- •7.11.1.1. Окисление жирных кислот.
- •Химизм β - окисления насыщенных жирных кислот
- •7.11.2.3. Синтез триацилглицеринов
- •7.12. Обмен глицерофосфолипидов
- •7.12.1. Синтез глицерофосфолипидов
- •7.12.2. Распад глицерофосфолипидов
- •7.13. Обмен сфинголипидов
- •7.13.1. Синтез сфинголипидов
- •7.13. 2. Распад сфинголипидов
- •7.14. Обмен холестерина
- •7.14.1. Биосинтез холестерина
- •7.14.2. Использование холестерина в тканях
- •7.14.3. Выведение холестерина из организма
- •7.14.4. Нарушение обмена холестерина
- •7.15. Взаимосвязь липидного и углеводного обменов
- •7.15.1. Ацетоновые тела
- •7.16. Регуляция липидного обмена
- •7.17. Патология липидного обмена
- •7.18. Перекисное окисление липидов (пол)
- •7.18.1. Витамин е
- •7.19. Эйкозаноиды
- •7.19.1. Синтез и краткая характеристика эйкозаноидов
- •8. Обмен белков и аминокислот
- •8.1. Общие сведения об азотистом обмене
- •8.2. Переваривание белков
- •8.3. Всасывание аминокислот
- •8.4. Гниение белков в толстом кишечнике
- •8.4.1. Обезвреживание продуктов гниения белков в печени
- •8.5. Динамическое состояние белков в тканях организма
- •8.5.1. Пути образования и использования аминокислот в тканях
- •8.6. Катаболизм аминогруппп аминокислот
- •8.6.1. Трансаминирование аминокислот
- •8.6.1.1. Витамин в6
- •8.6.2. Дезаминирование аминокислот
- •8.6.2.1. Окислительное дезаминирование
- •8.6.2.2. Непрямое дезаминирование
- •8.6.2.3. Внутримолекулярное дезаминирование
- •8.7. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины
- •8.8. Образование и обезвреживание аммиака в организме
- •8.8.1. Пути временного (экстренного) связывания аммиака в тканях
- •8.8.1.1. Восстановительное аминирование альфа-кетокислот
- •8.8.1.2. Амидирование тканевых белков
- •8.8.1.3. Биосинтез глютамина
- •8.8.2. Конечные продукты азотистого обмена
- •8.8.2.1. Синтез аммонийных солей в почках
- •8.8.2.2. Биосинтез мочевины и его нарушения
- •Особенности выведения конечных азотистых продуктов у детей
- •Аферментозы биосинтеза мочевины
- •8.9. Обмен безазотистых радикалов аминокислот
- •8.10. Особенности обмена отдельных аминокислот
- •8.10.1. Обмен глицина и серина
- •8.10. 1.1. Фолиевая кислота
- •8.10. 2. Обмен серосодержащих аминокислот цистеина и метионина
- •8.10. 2.1. Витамин в12
- •8.10.2.2. Нарушения обмена серосодержащих аминокислот
- •8.10.3. Обмен фенилаланина и тирозина и его нарушения
- •8.11. Регуляция белкового обмена
- •8.12. Патология белкового обмена
- •9. Обмен и функции нуклеиновых кислот
- •9.1. Химический состав и строение нуклеиновых кислот
- •9.2. Обмен нуклеиновых кислот
- •9.2.1. Переваривание нуклеиновых кислот
- •9.2.2. Распад нуклеиновых кислот в тканях
- •9.2.2.1. Распад пуриновых нуклеотидов и его нарушения
- •9.2.2.2. Распад пиримидиновых нуклеотидов
- •9.2.3. Биосинтез пуриновых нуклеотидов и его нарушения
- •9.2.4. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
- •9.3. Биосинтез днк
- •9.4. Биосинтез рнк (транскрипция)
- •9.5. Биосинтез белков (трансляция)
- •9.5.1. Характеристика генетического кода
- •9.5.2. Трансляция
- •9.5.3. Посттрансляционная модификация белков
- •9.5.4. Ингибиторы биосинтеза белка
- •9.5.5. Регуляция биосинтеза белка
- •10. Биохимия гормонов
- •10.1. Классификация гормонов по их химической природе
- •10.2. Общие сведения об обмене гормонов
- •10.3. Механизмы действия гормонов
- •10.3.2. Мембранный механизм действия водорастворимых гормонов
- •10.3.2.1. Циклические нуклеотиды - цАмф, цГмф - вторичные посредники
- •10.4. Краткая характеристика гормонов
- •10.4.1. Белково-пептидные гормоны
- •10.4.1.1. Гормоны гипофиза
- •10.4.1.2. Гормоны паращитовидных желез
- •10.4.1.3. Гормоны поджелудочной железы
- •10.4.1.4. Гормоны вилочкой железы
- •10.4.2. Гормоны- производные аминокислот
- •10.4.2.1. Гормоны щитовидной железы
- •10.4.2.2. Гормоны мозгового слоя надпочечников (катехоламины)
- •10.4.2.3. Гормоны эпифиза
- •10.4.3. Стероидные гормоны
- •10.4.3.1. Гормоны коры надпочечников
- •10.4.3.2. Мужские половые гормоны (андрогены)
- •10.4.3.3. Женские половые гормоны (эстрогены)
- •10.5. Гормоны плаценты
- •10.7. Особенности гормонального статуса у детей
- •11. Биохимия крови
- •11.1. Биохимия эритроцитов.
- •11.2. Обмен гемопротеидов
- •11.2.1. Синтез гема и его нарушения
- •11.2.2. Переваривание и распад гемоглобина в тканях
- •11.2.3. Нарушения распада гемоглобина
- •11.3. Химический состав плазмы крови
- •11.3.1. Белки плазмы крови
- •11.3.1.1. Изменение белкового состава крови при заболеваниях
- •11.3.2. Небелковые азотсодержащие вещества крови
- •11.3.2.1. Кининовая система крови.
- •11.3.3. Безазотистые органические вещества крови
- •11.3.4. Минеральные вещества крови
- •11.4. Физико-химические свойства крови.
- •11.4.1. Нарушения кислотно-основного баланса
- •11.4.2. Особенности кислотно-основного состояния у детей.
- •11.5. Дыхательная функция крови
- •11.5.1. Транспорт кислорода и его нарушения
- •11.5.2. Транспорт со2
- •11.6. Регуляция агрегатного состояния крови
- •11.6.1. Свёртывающая система крови
- •11.6.1.1. Плазменные факторы свёртывающей системы крови
- •11.6.1.2. Схема свёртывания крови
- •11.6.1.3. Витамин к
- •11.6.2. Противосвёртывающая система крови
- •11.6.3. Детские особенности системы гемостаза
- •11.6.4. Нарушения гемостаза
- •12. Водно–минеральный обмен
- •12.1. Водно-солевой обмен
- •12.1.1. Обмен натрия и калия
- •12.1.2. Регуляция водно-солевого обмена
- •12.1.3. Нарушение водно-солевого обмена
- •12.1.4. Роль почек в водно-солевом обмене
- •12.1.5. Особенности водного обмена у детей
- •12.2. Кальций - фосфорный обмен
- •12.2.1. Регуляция кальций – фосфорного обмена.
- •13.2.1.1. Витамин d
- •12.2.2. Нарушения кальций – фосфорного обмена
- •12.3. Обмен железа и его нарушения
- •13. Тканевая биохимия
- •13.1. Биохимия соединительной ткани
- •13.1.1. Витамин с
- •13.2. Биохимия мышечной ткани
- •13.3. Биохимия нервной ткани
- •13.4. Биохимия печени
- •Оглавление
3.3.4. Обмен витаминов
Всасывание. Для некоторых витаминов имеются специальные белки-переносчики, во всасывании жирорастворимых витаминов принимают участие жёлчные кислоты.
Транспорт витаминов. Для жирорастворимых витаминов необходимы транспортные белки (например, ретинолсвязывающий белок для витамина А).
В тканях витамины встраиваются в состав коферментов.
Инактивация витаминов происходит в печени.
Продукты распада витаминов выводятся через почки. По их концентрации в моче судят об обмене витаминов в организме.
В обмене витаминов возможны нарушения:
- авитаминозы – патологические состояния, развивающиеся при отсутствии витаминов в пище и при нарушении их усвоения и обменных превращений;
- гипервитаминозы – патологические состояния вследствие избыточного поступления в организм;
- гиповитаминозы – патологические состояния, возникающие при недостаточном поступлении или частичном нарушении обмена витаминов, а также при повышенной потребности в них (беременность, ранний детский возраст, работа в жарких цехах и др.)
Различают экзогенные и эндогенные причины гиповитаминозов. Экзогенные (алиментарные) гиповитаминозы лечат путём назначения витаминных препаратов и продуктов, богатых недостающим витамином.
К эндогенным причинам относятся нарушение всасывания при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, заболевания печени и жёлчевыводящих путей, дисбактероиозы, гельминтозы. Эндогенные гиповитаминозы лечат путём инъекций витаминов, минуя желудочно-кишечный тракт.
В детском возрасте могут встречаться особые витаминорезистентные состояния, при которых нарушено включение витаминов в состав коферментов. Эти состояния корректируют назначением готовых коферментных форм витаминов.
3.3.5. Краткая характеристика некоторых витаминов
Витамин А, ретинол, антиксерофтальмический витамин (препятствующий сухости глаз). По химической природе является циклическим ненасыщенным спиртом. Распространён в продуктах животного происхождения: желток, сливочное масло, печень. Растительные продукты (морковь, красный перец) содержат провитамин каротин. Суточная потребность до 5 мг.
Биологическая роль:
- участвует в синтезе зрительного пигмента родопсина;
- стимулирует рост и развитие эпителия, костной, хрящевой ткани способствуя синтезу в них нуклеиновых кислот, сложных углеводов (гликозаминогликанов);
- является инактиватором радикальных форм кислорода.
Авитаминоз проявляется нарушением сумеречного зрения (куриная слепота). Развивается сухость роговицы глаза (ксерофтальмия) в результате ороговевания эпителия слёзной железы, закупорки её протока и прекращения слезоотделения. Страдают эпителиальные ткани дыхательных путей, мочевыводящих путей (дерматиты, бронхиты, пиелиты), нарушается репродуктивная функция. Возможен и гипервитаминоз А при использовании большого количества продуктов, содержащих этот витамин.
Витамин РР, никотиновая кислота, противопеллагрический витамин. Содержится в злаках, дрожжах. Суточная потребность в нём составляет до 10 мг.
Биологическая роль: входит в состав коферментов НАД и НАДФ, участвует в процессах биологического окисления. Авитаминоз проявляется заболеванием пеллагра (шершавая кожа). К её симптомам относятся дерматит, слабоумие (деменция), расстройства функций кишечника (диарея) - болезнь «трёх Д».
Витамин В2, рибофлавин, витамин роста. Он включает флавин и рибитол, распространён в оболочке злаков, в дрожжах. Суточная потребность 1-2 мг. Биологическая роль: входит в состав коферментов ФМН и ФАД, участвует в биологическом окислении. Авитаминоз проявляется в виде дерматита, катаракты, анемии, поражении сердечной мышцы
Липоевая кислота – витаминоподобное вещество, представляет собой восьмиуглеродную жирную кислоту с двумя SH - группами. Биологическая роль: является коферментом окислительного декарбоксилирования α-кетокислот.
Пантотеновая кислота является витамином, который, в свою очередь, включает β-аланин и производное масляной кислоты. Она распространена в животных и растительных продуктах. Суточная потребность до 10 мг. Биологическая роль: входит в состав HS- КоА, участвует в окислительном декарбоксилировании α-кетокислот, в активации жирных кислот. Авитаминоз проявляется дерматитом, депигментацией волос, поражением нервной системы.
Витамин В1, тиаминдифосфат, антиневритный витамин включает в свой состав пиримидиновое кольцо, содержит аминогруппу. Суточная потребность 2 мг, содержится в злаках, дрожжах. Биологическая роль: входит в состав кофермента тиаминдифосфата (ТДФ) и участвует в окислительном декарбоксилировании α -кетокислот, является коферментом транскетолазы при окислении глюкозы по пентозофосфатному пути. Авитаминоз проявляется полиневритами (болезнь бери-бери).