biokhimia_ekz

1) температура – скорость ферментативной реакции максимальна при t = 370С, разумные пределы протекания реакции от 25 до 450С – при этом скорость реакции снижается в 2 раза, если температура больше или меньше на 10 градусов - реакция не идет, например происходит денатурация при 470С.

2)рН – оптимум рН для большинства ферментов 7,3 – 7,4. но есть ферменты, которые имеют оптимум рН в кислой среде – пепсин 1,5-2.5, в щелочной среде - щелочная фосфотаза 10-12, трипсин

3)концентрация фермента – чем больше концентрация фермента, тем реакция протекает быстрее

4)концентрация субстрата – концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине мах, то это соответствует константе Михаэлиса (точка В). Когда фермент насытился субстратом, скорость мах и уже не зависит от концентрации субстрата (точка С). а точка А – V реакции прямопропорционально зависит от концентрации субстрата.

68.Специфичность действия ферментов: 1) абсолютная субстратная специфичность – 1 фермент катализирует превращение 1 единственного фермента (оргиназа и уреаза) 2) относительная субстратная специфичность – цитохром Р450 осуществляет гидроксилирование различных субстатов 3) абсолютная групповая специфичность – фермент катализируеи превращение сходной группы субстратов - фермент алкагольдегидрогеназа окисляет этанол и другие спирты 4) относительная групповая специфичность – расщепление пептидной связи, которая образована разными а/к (трипсин между лизином и аргинином).

69.Изоферменты – это ферменты, которые катализируют одну и туже реакцию, но в различных тканях. Например, ЛДГ катализирует превращение лактата в ПВК, но эта реакция обратима. ЛДГ1 и 2 находятся в сердечной мышце и катализирует эту реакцию в сторону ПВК, а ЛДГ 4 и 5 мышечной ткани катализируют в сторону образования лактата. ЛДГ состоит из Н и М субъединиц: ЛДГ 1 и 2 Н3М, а ЛДГ 4 и 5 МН3. Креатинкиназа – ММ мышечный тип, МВ сердечный тип, ВВ мозговой тип.

70.Определение активности ферментов с диагностической целью:

1) активность ЛДГ 1 и 2 увеличивается при инфаркте миокарда, а ЛДГ 4 и 5 при миопатиях 2) АлАТ при гепатите, АсАТ при инфаркте миокарда 3) глюкозо6фосфатдегидрогеназа – гемолитическая анемия, дефицит по этому ферменту; окислительная ветвь не работает. Не образуется НАДФН, глутатион, нарушается целостность эритроцитов 4) креатинкиназа – инфаркт миокарда.

В роли кофактора могут выступать витамины. Например, кофактором АлАТ и АсАТ является витамин В6. витамин В1 –входит в состав мультиферментного комплекса, таким образом участвует в реакции окислительного декарбоксилирования ПВК и альфакетоглутарата. Витамин РР входит в состав НАД – никотинамидалениндинуклеотида, а витамин В2 в состав ФМН – флавин6мононуклеотида.

71.Регуляция действия ферментов: 1) частичный протеолиз – пепсиноген в пепсин под действием HCl, трипсиноген в трипсин под действием энтерокиназы, химотрипсиноген в химотрипсин под действием трипсина 2) ковалентная модификация – фосфорилирование (присоединение остатка фосфорной кислоты) и дефосфорилирование – пример – 2 фосфорилаза Б не активная + 4 АТФ  1 фосфорилаза А – Рн + 4 АДФ. И может быть все наоборот. Гликогенсинтетаза активная + АТФ  гликогенсинтетаза – Рн не активная + АДФ. Адреналин повышает уровень глюкозы в крови и активируется фосфорилаза и расщепляется гликоген.

72.Активаторы ферментов: ионы Ме с 19 по 30 в системе Менделеева, восстановленные формы соединений НАДН2ФАДН2, аллостерические активаторы, гормоны – адреналин, инсулин.

Ингибирование ферментов: 1) обратимое: а) конкурентное – когда ингибитор похож на субстрат (аллопуринол) б) не конкурентное – аллостерическое (ретроингибирование) и уменьшение доли субстрата

2) необратимое: а) специфическая – СО на цитохромы б) не специфическая – денатурация при t0С.

73.Классификация ферментов 1961 год – 5 международный конгресс в Москве: 1) оксидоредуктазы (имеют 5 подклассов) в основе ОВР; 2) трансферазы –перенос амино и метильной групп; 3) гидролазы – все ферменты пищеварительного тракта; расщепление с участием воды; 4) лиазы – расщепление связей без участия воды; 5) изомеразы – превращение глюкозо6фосфат в фруктозо6фосфат - реакции изомеризации; 6) лигазы (синтетазы) – синтез органических веществ с затратой энергии распада АТФ.

74.Энергетический обмен, катаболизм, источники восстановленных эквивалентов.Совокупность окислительных реакций, происходящих в живых организмах и обеспечивающих их энергией и метаболитами, необходимыми для осуществления процессов жизнедеятельности, называется биологическим окислением. Функции биологического окисления:

1) энергетический обмен, поддержание t тела, мышечная активность, осмотическая работа, транспорт, биосинтез 2) окисление ксенобиотиков 3) окисление токсических продуктов обмена 4) синтез ключевых метаболитов. Основными источниками энергии для организма являются белки, липиды и углеводы, поступающие с пищей. Три стадии катаболизма: 1) специфическое превращение в мономеры – аминокислоты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты. 2) образование унифицированных продуктов – ПВК и АцКоА (моносахариды через ПВК). 3) АцКоА в ЦТК образуется СО2, вода; 3НАДН, которые в дых цепи дают воду и 3 АТФ; ФАД Н2, который в дых цепи дает воду и 2 АТФ. Источники восстановленных эквивалентов это ЦТК, все окислительновосстановительные реакции, бета-окисление жирных кислот. В дых цепь поступает 3НАДН и ФАДН2, они образуются в следующих реакциях: НАДФН+НАДНАДФ+НАДН (трансдегидрогеназа).

75. Тканевое дыхание. Последовательность расположения ферментных комплексов. Характеристика F- цикла. Образование АТФ.

Тканевое дыхание– вид биологического окисления, при котором акцептором электрона является кислород Субстраты тканевого дыхания:

·кислоты цикла Кребса (изоцитрат, а-кетоглутарат, сукцинат, малат),

·ПВК,

·лактат,

·аминокислоты,

·α-глицерофосфат,

·жирные кислоты.

Осуществляется тканевое дыхание с помощью ферментов дыхательной цепи. Дыхательная цепь – последовательность оксидоредуктаз во внутренней мембране митохондрий, осуществляющих перенос электронов и протонов от субстрата на молекулярный кислород. Дыхательная цепь – основной поставщик энергии для синтеза макроэргических связей молекул АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Поддержание теплового баланса в организме. 57% энергии выделяется в виде тепла. Водород в дыхательную цепь постыпает в виде в виде НАДН2, так как большинство дегидрогеназ внутри митохондрий НАД-зависимые, а также при действии на субстратфлавиновой дегидрогеназы (кофермент ФАД).

Рис. 5.3. Этапы тканевого дыхания:

А - окисление субстратов путем дегидрирования и многоэтапный процесс переноса электронов на кислород; Б - перенос электронов сопровождается уменьшением свободной энергии; часть этой

энергии рассеивается в виде теплоты, а -40% используется на синтез АТФ

Синтез АТФ из AДФ и Н3РО4 за счет энергии, выделяющейся при тканевом дыхании, называется окислительным фосфорилированием.

Первый этап тканевого дыхания - дегидрирование различных субстратов, образующихся в реакциях катаболизма.

Ферменты, отщепляющие водород от субстратов (дегидрогеназы), находятся в основном в матриксе митохондрий. В зависимости от строения коферментов дегидрогеназы делятся на две группы: NAD-зависимые и FAD -зависимые дегидрогеназы. В NAD -зависимых дегидрогеназах NAD непрочно связан с ферментом; в восстановленной форме (NADH) он отделяется от апофермента и служит донором водорода для другого фермента В FADзависимых дегидрогеназах FAD ковалентно связан с апоферментом, поэтому в реакциях, катализируемых FAD-зависимыми дегидрогеназами, участвует второй субстрат (акцептор водорода). Для всех флавиновых ферментов этим субстратом служит убихинон (коэнзимQ).

МИТОХОНДРИАЛЬНАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОНОВ

1.Перенос электронов на кислород происходит при участии системы переносчиков, локализованных во внутренней мембране митохондрий и образующих цепь переноса электронов (ЦПЭ)

Высокомолекулярные комплексы, расположенные во внутренней мембране митохондрий: NADH-дегидрогеназа (комплекс I), СН2-дегидрогеназа (комплекс III), цитохромоксидаза (комплекс IV). NAD-зависимые дегидрогеназы локализованы в матриксе митохондрий.

Большинство FAD-зависимых дегидрогеназ также находится в матриксе; сукцинатдегидрогеназа (комплекс II), в отличие от других FADзависимых дегидрогеназ, является компонентом внутренней мембраны митохондрий, но на рисунке не представлена

В состав ЦПЭ входят: NADH-дегидрогеназа (комплекс I), сукцинатдегидрогеназа (комплекс II), QН2-дегидрогеназа (комплекс III), цитохромоксидаза (комплекс IV), а также низкомолекулярные переносчики (кофермент Q и цитохром с).

2.Все компоненты ЦПЭ расположены в митохондриальной мембране в порядке возрастания редокс-потенциалов; самый высокий редокс-потенциал у кислорода. Это обеспечивает последовательное перемещение электронов от дегидрируемых субстратов на кислород, сопровождающееся освобождением части свободной энергии электронов

СОПРЯЖЕНИЕ ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ И СИНТЕЗА АТФ

1.Перенос электронов по ЦПЭ при участии комплексов I, III и IV сопровождается выделением наибольшего количества энергии (рис. 5.7). Часть этой энергии используется для переноса Н+ из матрикса в межмембранное пространство, в результате чего возрастает протонный электрохимический потенциал ΔμΗ+, основной составляющей которого является протонный градиент (рис. 5.8).

2.При достижении определенного протонного градиента происходит активация АТФсинтазы (комплекс V), в ней открывается канал, через который протоны возвращаются в матрикс из межмембранного

20:15:21

пространства, а энергия ΔμΗ+ используется для синтеза АТФ.

3.Каждый из трех комплексов ЦПЭ (I, III, IV) обеспечивает необходимый протонный градиент для активации АТФ-синтазы и синтеза одной молекулы АТФ. Количество молекул АТФ, образованных при восстановлении одного атома кислорода до Н2О при прохождении двух электронов по ЦПЭ, эквивалентно количеству использованного фосфата Н3РО4 (Р) и выражается коэффициентом окислительного фосфорилирования (Р/О). Если водород поступает в ЦПЭ от кофермента NADH, то Р/О имеет максимальное значение, равное 3. Если водород поступает от FAD-зависимых дегидрогеназ, то Р/О равен 2 (реальные значения Р/О несколько ниже, так как часть энергии электрохимического потенциала рассеивается в форме теплоты).

I - NADH - дегидрогеназа; III - QН2-дегидрогеназа; IV - цитохромоксидаза, V-АТФ- синтаза. Энергия протонного электрохимического потенциала используется для синтеза АТФ, если протоны возвращаются в матрикс через ионные каналы АТФ-синтазы При участии АТФ-АДФ транслоказы, расположенной во внутренней мембране

митохондрий, АТФ транспортируется в цитоплазму в обмен на АДФ. В цитоплазме АТФ используется как источник энергии в различных процессах.

4. Таким образом, трансформация энергии в организме проходит следующие этапы. На всех этапах этого процесса часть энергии рассеивается в виде теплоты.

76.Митохондриальная цепь окисления водорода.трансмембранный электрохимический потенциал.

Перенос 2х протонов из матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием градиента концентраций протонов водорода (дельта МюН). Именно в этом месте возникает пункт сопряжения, окисления и фосфорилирования. Трансмембранный электрохимический потенциал – это разница протонов между матриксом и наружной частью. Образуется АТФ (АДФ+Фн) путем фосфорилирования с использованием энергии окисления водорода.

77.НАД-зависимые дегидрогеназы– это сложные ферменты, относящиеся к классу оксидоредуктаз и состоящие из белковой и небелковой части. Небелковая часть представлена коферментами НАД или НАДФ. НАД – никотинамидадениндинуклеотид, в его структуре два мононуклеотида, соединенные фосфоэфирной связью. В состав одного мононуклеотида входит амид никотиновой кислоты (витамин ниацин), рибоза и остаток фосфорной кислоты. Второй мононуклеотид представлен аденином, Д-рибозой и также остатком фосфорной кислоты. НАДзависимые дегидрогеназы акцептируют от субстрата два атома водорода, первый присоединяется к НАД с образованием НАДН, второй выделяется в виде протона. Изоцитрат под действием изоцитратдегидрогеназы образуется альфа-кетоглуторат СО2 НАДН+Н+. Источники НАДН: изоцитратдегидрогеназа, малатдегидрогеназа, мультиферментный комплекс окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората, бета-окисление жирных кислот.

78. Флавиновые ферменты– это сложные ферменты, состоящие из белковой и небелковой части, небелковой частью представлена простерическая группа ФМН – флавинмононуклеотид или ФАД – флавинадениндинуклеотид. ФМН состоит из витамина В2, пятиатомного спирта ретибола, остатка фосфорной кислоты; в структуре ФАД два мононуклеотида, соединенных фосфоэфирной связью. В состав одного мононуклеотида входит витамин В2, пятиатомный спирт ретибол, остаток фосфорной кислоты. Второй мононуклеотид представлен АМФ – Аденин, рибоза, остаток фосфорной кислоты. Источники ФАДН2 – сукцинатдегидрогеназа и бета-окисление жирных кислот.

79.НАДН-оксидазная система. Убихинон, цитохромы.

В качестве промежуточных переносчиков электронов выступают убихинон (коэнзим Q) и цитохром с.

Убихинон (KoQ) – жирорастворимое витаминоподобное вещество, способен легко диффундировать в гидрофобной фазе внутренней мембраны митохондрий. Биологическая роль коэнзима Q – перенос электронов в дыхательной цепи от флавопротеинов (комплексы I и II) к цитохромам (комплекс III).

Цитохром с – сложный белок, хромопротеин, простетическая группа которого – гем – содержит железо с переменной валентностью (Fe3+ в окисленной форме и Fe2+ в восстановленной форме). Цитохром сявляется водорастворимым соединением и располагается на периферии внутренней митохондриальной мембраны в гидрофильной

фазе. Биологическая роль цитохрома с – перенос электронов в дыхательной цепи от комплекса III к комплексу IV.

KoQ(убихинон)

·Источники убихинона – витамины К и Е.

·KoQрасположен в дыхательной цепи между флавиновыми ферментами и цитохромами. KoQ+ ФМНН2à KoQН2+ ФМН

Убихинон – коллектор, так как собирает восстановленные эквиваленты не только от НАДН-ДГ, но и от СДГ и других компонентов.

KoQН2 – цитохром С–редуктаза катализирует перенос электронов от KoQН2 к цитохрому Комплекс включает в себя:

·цитохром В,

·цитохром С1,

·негемовое Fe,

·липиды,

·белки.

Цитохромы – сложные железосодержащие белки, окрашенные в красный цвет. Кофермент аналогичен гему, но железо в цитохромах меняет валентность. Цитохромы переносят электроны.

Известны 25-30 различных цитохромов, которые отличаются:

·редокс-потенциалом,

·спектром поглощения,

·молекулярным весом,

·растворимостью в воде.

Простетическая группа гема в структуре цитохромов. Связывание гема с белковой частью цитохрома С Цитохромоксидаза отличается от других цитохромов:

·наличие меди,

·реагирует с кислородом,

·протонный насос.

В этом ферменте 4 редокс-центра:

При транспорте одного электрона происходит перенос двух ионов водорода, один из которых используется при восстановлении кислорода до воды, а другой пересекает мембрану.

Кислород, поступающий в митохондрии из крови, связывается с атомом железа в геме цитохрома а.

Затем каждый из атомов молекулы кислорода присоединяет по 2 электрона и по 2 протона, превращаясь в молекулу воды.

Протоны поступают из водной среды. 4ē + 4Н + О2à2Н20

200 – 400 мл воды синтезируется в сутки – эндогенная вода.

80.Дыхательная цепь, железо-серопротеины, цитохромы.

Железо-серопротеины относят к негемовым железопротеинам. Известно три вида FeS-белков: 1) один атом железа тетраэдрически связан с сульфгидрильными группами четырех остатков цистеина; 2) (Fe2S2) содержит 2 атома железа и 2 неорганических сульфида, присоединенных к четырем остаткам цистеина; 3) (Fе4S4) содержит четыре атома железа, четыре сульфгидридные группы и четыре остатка цистеина. Атом железа в этих комплексах может находиться в восстановленном (Fe++) и окисленном (Fe+++) состояниях. НАДН-дегидрогеназа содержит второй и третий типы железо-серопротеинов. Цитохромы – это ферментные гемопротеины, транспортирующие только электроны. В качестве простетической группы они содержат гем. В дых цепи располагаются 5 цитохромов, отличающихся по строению простетических групп и имеющих разные спектры поглощения. В цитохроме b гем нековалентно связан с белковой частью, в то время как в цитохромах с и с1 – связь с белковой частью ковалентная. Цитохромы а и а3 имеют

иную простетическую группу, называемую гемом-а. Она отличается от простетической группы цитохромов с и с1 наличием формильной группы вместо одной из метильных групп и углеводородной цепью вместо одного из остатков винила. В составе цитохромов а и а3 находятся два атома меди. Простетической группой цитохромов в, с1 и с служит протопорферин 1Х. Цитохром с имеет ковалентно связанный гем и выполняет челночные функции – передает электроны цитохрома с1 к цитохромоксидазе.

81. Цикл кислорода дыхательной цепи. Цитохромоксидаза, строение, биологическая роль.

Дыхательная цепь – последовательная цепь ферментов, осуществляющая перенос ионов водорода и электронов от окисляемых субстратов к молекулярному кислороду – конечному акцептору водорода. В ходе этих реакций выделение энергии происходит постепенно, небольшими порциями, и она может быть аккумулирована в форме АТФ. Локализация ферментов дыхательной цепи – внутренняя митохондриальная мембрана.

Цитохром с-оксидаза (цитохромоксидаза), фермент класса оксидоредуктаз; катализирует конечный этап 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.

Катализируемая реакция

Уравнение реакции:

4 Cytc(Fe2+) + O2 + 12 H+in→ 4 Cytc(Fe3+) + 2 H2O + 8 H+out

Функция оксидазы — восстановление кислорода с помощью электронов цитохрома с и транспорт протонов сквозь клеточную мембрану. В процессе катализа оксидазы из одной молекулы O2 получается две молекулы H2O. Четыре электрона из четырех молекул цитохрома используются в виде восстановителя. Кроме того, для получения воды нужны протоны из матрикса митохондрий. Энергия, полученная в этом процессе, используется для создания трансмембранного протонного градиента (градиент также создается во время двух других реакций дыхательной электронтранспортной цепи). Один цикл реакции способствует транспорту четырех протонов из внутреннего отделения митохондрий в интермембранное пространство.

Сложный механизм всей реакции еще не разрешен до конца. Упрощенная версия такова[1]: Электроны первого цитохрома с переправляются через медный комплекс CuA / CuA, гем А и железо к каталитически активному центру из гема-а3 и другого соединения меди СuB. После этого восстанавливается железо (Fe3+ становится Fe2+); образуется связь между железом и молекулой O2, после чего создается пероксидная связь между железом и медью. С помощью дополнительных двух электронов и протонов образуются OHгруппы на обоих атомах металла, которые затем (опять же с помощью протонов) становятся H2O.

82. образование макроэргических связей в дыхательной цепи. Коэффициент Р/О. Разобщение дыхания и фосфорилирования в дыхательной цепи.

Коэффициент Р/О – это количество АТФ, которое образовалось в дых цепи. Р/О может быть равно 3 или 2 АТФ. Три АТФ образуется при участии НАДН, две АТФ при участии ФАДН2.

В окислительном фосфорилировании не образуется дельта МюН, т.к. есть вещества, которые принимают протоны на себя. В окислительном фосфорилировании не происходит образования АТФ и энергия выделяется в виде тепла. Это такие вещества как динитрофенилгидрозин или ДНФГ, пестициды, гербициды, алкоголь.

83. Окислительное субстратное фосфорилирование в процессе биологического окисления. Образование АТФ в процессе метаболизма идет двумя путями – окислительного и субстратного фосфорилирования. Основными источниками поставляющими энергию являются: 1) дых цепь 2) ЦТК 3) гликолиз. Возникновение макроэргической связи в момент окисления субстрата с дальнейшей активацией неорганического фосфата и его переносом на АДФ с образованием АТФ называют субстратным фосфорилированием. В данном случае окисление субстрата связано с фосфорилированием АДФ. Примерами реакций субстратного фосфорилирования являются две реакции гликолиза – окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту, и окисление 2-фосфоглицериновой кислоты в 2- фосфоэнолпировиноградную кислоту; а также одна реакция ЦТК - окисление сукцинил-КоА в янтарную кислоту. Посредством реакций субстратного фосфорилирования образуется небольшое количество энергии. Основная масса АТФ образуется путем окислительного фосфорилирования. В процессе окислительного фосфорилирования окисляемый субстрат участия не принимает, а активирование неорганического фосфата сопряжено с переносом электронов и протонов водорода с коферментов дегидрогеназ (принимающих участие в окислении субстрата) к молекулярному кислороду. Сопряжение окисления с фосфорилированием АДФ и последующим образованием АТФ называют окислительным фосфорилированием. Процессы сопряжения окисления и фосфорилирования идут в дых цепи.

84.Образование СО2 в процессе биологического окисления. СО2 в организме образуется двумя путями – путем прямого и окислительного декарбоксилирования. Основная

масса СО2 образуется в ЦТК. Первая молекула СО2 образуется путем прямого декарбоксилирования изоцитрата, при этом изоцитратдегидрогеназа обладает

декарбоксилирующим эффектом. Вторая молекула СО2 путем окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората. Одна молекула СО2 образуется в результате окислительного декарбоксилирования ПВК. Человек за сутки выделяет около 500 мл СО2.

85.Виды декарбоксилирования в ЦТК. В ЦТК есть только два типа декарбоксилирования

– прямое и окислительное.

1) Прямое декарбоксилирование изоцитрата под действием изоцитратдегидрогеназы, которая обладает декарбоксилирующим эффектом, превращается в альфа-кетоглуторат и НАДН, который является источником водорода для дыхательной цепи, окисление которого приводит к образованию 3х АТФ и воды. Кроме того в этой реакции образуется СО2.

2) Окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглутората происходит под действием альфакетоглуторатдегидрогеназного комплекса, который включает три фермента и пять кофакторов – ТДФНSКоА, НАД, ФАД, липоевая кислота. Продуктом реакции является образование макроэргического соединения – сукцинил-КоА. В результате этой реакции образуется еще одна молекула восстановительного эквивалента НАДН и СО2.

86.Микросомальное окисление также как митохондриальное, происходит в митохондриях. Но в микросомальном окислении кислород используется с пластической целью, он включается в субстрат. Примерами микросомального окисления являются – окисления ксенобиотиков, синтез стероидных гормонов, активных форм витаминов, жирных кислот, холестерина. Источником водорода в микросомальном окислении служит НАДФН. При микросомальном окислении энергии не образуется.

87.Пути использования, токсичность кислорода, механизмы защиты.

1)митохондриальные окисления – образование воды – оксидазный способ. 2) в микросомальным

окислением с пластической целью – оксигеназный способ. 3) для образования Н2О2 – пероксидазный способ. Токсичность кислорода связано с тем, что в ходе окислительных реакций кислород может принимать дополнительный электрон и превращаться в супероксидный радикал

(анион). Присоединение двух дополнительных электронов к супероксидному аниону (О2-) ведет к образованию пероксидных анионов (О2-2). О2-+е+2Н+Н2О2; О2-е+О2. В результате реакции дисмутации, катализируемой супероксиддисмутазой (СОД), образуется перикись водорода: О2- +О2-+2Н+Н2О2+О2. Такие формы кислорода имеют высокую химическую активность, реагируют со многими веществами в организме, в том числе с нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, оказывая повреждающее действие. Активные формы кислорода запускают цепные реакции перекисного окисления липидов. В процессе ПОЛ образуются органические перекиси. ПОЛ приводит к повреждающему воздействию мембран клеток. Активные формы кислорода образуются в организме и в реакциях неферментативного окисления ряда веществ. В связи с тем, что образование активных форм кислорода ведет к повреждающему эффекту, можно говорить о токсичности кислорода и механизмах защиты. Имеется два способа защиты: 1) ферментативные пути – активируют пероксидаза и каталаза. Пероксиды выступают в роли акцепторов водорода, донорами которых являются органические субстраты. 2Н2О22Н2О+О2 (катализирует каталаза).

2)неферментативные пути – используются препараты-ловушки активных форм О2 – витамин Е, К, различные хиноны.

88. Витамины.

Витамины – это органические соединения, которые необходимы организму в небольших количествах для обеспечения нормального развития организма. Классификация витаминов основана на их физико-химических свойствах (растворимости), химической природе. В зависимости от растворимости различают жиро и водорастворимые витамины. К витаминам, растворимых в жирах относятся витамин А или ретинол, витамин D или кальциферолы, витамин Е или токоферол, витамин К или филлохинон. Витамины растворимые в воде: витамин В1 или тиамин, витамин В2 или рибофлавин, витамин РР или никотиновая кислота (никотинамид), витамин В6 или пиридоксин, витамин В12 или кобаламин, витамин Вс или фолиевая кислота, витамин Н или биотин, витамин С или аскорбиновая кислота. Витамины выполняют роль кофакторов в ферментативных реакциях, например витамин В1 входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК. Например витамин РР входит в состав НАД, а витамин В2 входит в состав флавинмононуклеотида (ФМН). Витамин В6 является кофактором АлАТ и АсАТ.

Авитаминоз – это болезнь, возникающая на почве полного отсутствия в пище или полного нарушения усвоения какого-либо витамина.

Гипервитаминоз – это патологические состояния, связанные с поступлением чрезмерно больших количеств витаминов в организм. Встречается редко (А, D, К).

Гиповитаминоз – развивается при недостаточном поступлении витамина с пищей или плохим их усвоением.

Если авитаминоз или гиповитаминоз развивается на экзогенной почве, то вводят недостающий витамин с пищей или его чистый препарат. Если же причина эндогенная, то помимо лечения основного заболевания, параллельно вводят соответствующий витамин парентерально, т.е. минуя кишечный тракт.

89.Классификация витаминов.

А. Водорастворимые

Витамин В1 (тиамин); Витамин В2 (рибофлавин);

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, витамин В3); Пантотеновая кислота (витамин В5); Витамин В6 (пиридоксин); Биотин (витамин Н);

Фолиевая кислота (витамин Вс, В9); Витамин В12 (кобаламин); Витамин С (аскорбиновая кислота); Витамин Р (биофлавоноиды).

Б. Жирорастворимые

Витамин А (ретинол);

Витамин D (холекальциферол); Витамин Е (токоферол); Витамин К (филлохинон).

90. Витамин Сили аскорбиновая кислота. Суточная потребность 75 мг, источники – продукты растительного происхождения, овощи и фрукты – перец, салат, капуста, укроп, рябина, лимон, черная смородина, шиповник. Химическая структура похожа на L-глюкозу. У второго и третьего углеродного атомов находятся два обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов. Хорошо растворим в воде, хуже в этаноле. Гиповитаминоз – общая слабость, одышка, боли в сердце, потяря массы тела, развивается цинга – кровоточивость из десен и выпадение зубов; отек нижних конечностей, боли при ходьбе. Участвует в окислительно-восстановительных процессах, реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников (катехоламины), участвует в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях.

91. Витамин В1или тиамин. Химическая структура – в основе два кольца – пиримидиновое и тиазоловое, соединенных метиленовой связью. Активная форма – тиаминпирофосфат или тиаминдифосфат - он входит в состав мультиферментного комплекса при окислительном декарбоксилировании ПВК и альфа-кетоглутората. ТПФ участвует в переносе гликольальдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара. Является коферментом дегидрогиназы гамма-оксикетоглутаровой кислоты. Суточная потребность 1,2-2,2 мг. Источники – дрожжи, хлеб, злаковые, картофель, морковь, капуста, печень, почки. Гиповитаминоз – бери-бери, симптом