Биологическая химия (стр. 3 )

Автономная саморегуляция энергетического метаболизма углеводов. Энергетический заряд клетки как важнейший фактор саморегуляции интенсивности распада (утилизации) углеводов. Направленность процессов при интенсивной мышечной работе, в состоянии покоя и при избыточном углеводном питании на фоне малоподвижного образа жизни. Взаимосвязь метаболизма углеводов и липидов.

Гормональная регуляция метаболизма углеводов. Инсулин: его роль и механизмы действия; стимуляция углеводного типа питания клеток и ги-погликемизирующий эффект. Нарушения инсулиновой регуляции: гипер-инсулинизм; недостаточность инсулина (сахарный диабет). Биохимические механизмы основных симптомов диабета. Виды гипергликемии (эмоциональная, пищевая, диабетическая). Реакции параметаболизма: нефермента­тивное гликирование белков как причина некоторых осложнений диабета. Почечный порог для глюкозы; формы глюкозурий. Биохимические методы диагностики сахарного диабета и оценки эффективности лечения. Количественное определение глюкозы в моче. Гормоны, повышающие концентрацию глюкозы в крови: гормоны опосредованного (тироксин, ТТГ, АКТГ, гормон роста) и прямого (адреналин, глюкагон, глюкокортикосте-роиды) действия на метаболизм углеводов. Молекулярные механизмы их действия. Антагонизм и синергизм с инсулином. Опосредуемые аденилатциклазной системой метаболические эффекты глюкагона и адреналина в печени (орган-"альтруист") и в мышечной ткани (биохимический "эгоист"). Эмоции как механизм срочной мобилизации энергетических ресурсов организма на обеспечение интенсивной мышечной работы. Частые эмоции, не подкрепленные физической активностью ("разрядкой"), как фактор, провоцирующий дисбаланс метаболизма резервных жиров и холестерола.

Наследственные нарушения обмена галактозы, фруктозы, дисахаридов (мальабсорбция); механизмы развития гликогенозов.

Минорные (не-энергегические) пути метаболизма углеводов. Образование уроновых кислот. Синтез гексозаминов и их N-ацетилирование. Биогенез N-ацетилнейраминовой и других сиаловых кислот. Общее представление о биологической роли и способах построения олигосахаридных структур и гликозаминогликановых цепей.

Метаболизм липидов

Липиды: определение; классификация; главнейшие функции - энергетическая (ацилглицеролы), структурная и регуляторная (фосфолипиды; гликолипиды; стероиды). Переваривание пищевых жиров; особенности детского возраста. Роль желчи в переваривании липидов и всасывании образующихся продуктов. Ресинтез липидов в энтероцитах, транспорт в составе хиломикронов и депонирование в жировой ткани.

Катаболизм триацилглицеролов. Главные этапы: липолиз (ключевая роль гормончувствительной липазы адипоцитов); транспорт продуктов гидролиза с током крови (роль альбумина); пути утилизации их в других клетках. Активация глицерола за счет АТФ и дегидрогеназное окисление фосфоглицерола как путь включения этого спирта в различные метаболические цепи. Катаболизм жирных кислот: активация до ацил-КоА; транспорт ацильных остатков внутрь митохондрий с участием карнитина; химизм реакций β-окисления жирных кислот и энергетический итог процесса. Метаболическая судьба ацетил-КоА: окисление в ЦТК; использование в биосинтезе жирных кислот, кетоновых тел, стеролов, ацетилхолина.

Пространственное разделение процессов окисления жирных кислот (митохондрии) и их биосинтеза (цитоплазма). Малат-цитратная система челночного транспорта ацетильных остатков в цитозоль. Биосинтез насыщенных жирных кислот: образование малонил-КоА биотин-содержащей ацетил-КоА-карбоксилазой; синтетаза жирных кислот как "неразъемный" мультиферментный комплекс, содержащий витамин ЕЦ; химизм реакций, реализуемых комплексом; потребность их в НАДФ-Н2. Саморегуляция биосинтеза жирных кислот: активация ацетил-КоА-карбоксилазы цитратом и угнетение длинноцепочечными ацил-КоА. Участие ацил-КоА-оксигеназы в выработке моноеновых жирных кислот. Незаменимость полиеновых кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Координация метаболизма углеводов и жиров. Тормозящее действие малонил-КоА на карнитин-ацилтрансферазу как механизм перевода клеток с жирового типа питания на углеводный (при обилии углеводов) и обратно (при их недостатке).

Биосинтез эфиров глицерола. Фосфатидная кислота - общий предшественник триацилглицеролов и глицерофосфолипидов. Пути биосинтеза и катаболизма мембранных липидов. Гормональная регуляция метаболизма триацилглицеролов: механизмы действия инсулина, глюкагона, адреналина, гормона роста, тироксина.

Кетоновые тела как альтернативный глюкозе энергетический материал. Образование β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА) при их биосинтезе в митохондриях печени. Утилизации кетоновых тел в других тканях. Методы определения кетоновых тел в крови и моче. Кетонемия и ке-тонурия у здоровых людей и при сахарном диабете.

Биогенез холестерола. Начальные стадии и их пространственная отграниченность от биосинтеза кетоновых тел. Лимитирующая роль ГМГ-КоА-редуктазы, угнетение ее мевалонатом и холестеролом. Гормональная регуляция этого фермента: активирующий эффект инсулина и тиреоидных гормонов; угнетающее действие глкжокортикостероидов и глюкагона. Схема путей трансформации мевалоната в фарнезилпирофосфат - общий метаболит в генезе сквалена, убихинона и долихола. Циклизация сквалена с образованием полициклического скелета стероидов; стеролпереносящий белок. Суточная продукция холестерола, ее зависимость от пищевого рациона. Биологические функции свободного и эстерифицированного холе­стерола. Атеросклероз как следствие нарушений метаболизма холестерола и липопротеинов. Образование и функциональное значение желчных кислот.

Катаболизм белков

Нормы белка в питании. Азотистый баланс. Физиологический минимум белка. Рекомендуемый уровень потребления: возрастные особенности. Качественный состав пищевых белков. Незаменимые аминокислоты, суточная потребность в них. Экзогенный и эндогенный пулы аминокислот. Скорость обновления индивидуальных белков тела.

Протеолиз. Общая характеристика и классификация протеиназ. Малоспецифичные протеиназы и тотальный протеолиз в пищеварительном тракте. Диагностическое значение анализов желудочного сока и дуоденального содержимиого. Внутриклеточный тотальный протеолиз, его значение. Способы защиты от избыточного протеолиза: гликозилирование и иные реакции постсинтетической модификации белка; биосинтез протеиназ в форме проферментов, их изоляция (лизосомы) или блокирование эндогенными ингибиторами.

Высокоспецифичные протеиназы. Ограниченный протеолиз. Внутриклеточные протеиназы: постсинтетическая "доработка" белка (процессинг); генерация биологически активных пептидов. Препроопиокортин - предшественник ряда гормонов. (АКТТ, МСГ, липотропины) и медиаторов (эндорфины, энкефалины). Внеклеточные протеиназы: роль субстратной специфичности в обеспечении очередности активации проферментов плазмы ив выстраивании каскадных протеолитических систем гемокоа-гуляции, фибринолиза, комплемента и др. Тенденция таких систем к самоистощению и факторы сдерживания.

Метаболизм аминокислот

Общие пути метаболизма аминокислот: декарбоксилирование, дезами-нирование, переаминирование.

Декарбоксилазы аминокислот: химизм катализируемой реакции; ее необратимость; участие вит. Вб; медиаторные функции конечных продуктов. Инактивация аминов с участием аминоксидаз. Пространственное разграничение декарбоксилаз и аминоксидаз.

Окислительное дезаминирование аминокислот. Химизм реакции. Образование иминокислоты и ее спонтанный гидролиз как причина необратимости действия оксидаз аминокислот. Слабая активность оксидазы О-аминокислот и почти полное отсутствие ее у оксидазы L-аминокислот как элемент защиты собственных аминокислот от деградации. Высокая активность глутаматдегидрогеназы и ее аллостерические свойства (активация под действием АДФ и угнетение избытком АТФ, ГТФ, НАД-Н2).

Реакция переаминирования (трансаминирования): механизм реакции; роль вит. В6; константа равновесия. Обратимость как основа стабилизации соотношения концентраций разных аминокислот и корректировки аминокислотного состава пищи (синтез заменимых аминокислот). АлАТ и АсАТ; диагностическое значение их определения в крови. Роль глутаматдегидрогеназы в сопряжении трансаминирования и дезаминирования аминокислот (непрямое дезаминирование). Значение ее коллекторной функции и аллостерических свойств в регуляции интенсивности катаболизма аминокислот (и белков) и в ограничении доли этого источника в общем балансе энергообеспечения организма.

Временное и окончательное обезвреживание аммиака у человека. Синтез мочевины в печени, его митохондриальные и цитозольные звенья. Регенерация аспартата как механизм сопряжения цикла синтеза мочевины с циклом непрямого дезаминирования и с ЦТК. Глюкозо-аланиновый цикл, его роль в транспорте аммиака с кровью. Образование аспарагина и глутамина, их судьба. Роль глутамина в поддержании кислотно-основного равновесия организма. Суточная экскреция мочевины и аммиака с мочой.

Особенности метаболизма отдельных аминокислот. Глицин и серии: механизмы взаимопревращений; образование одноуглеродных групп и коферментная функция тетрагидрофолата в реакциях их переноса. Ведущая роль фосфоглицерата в биогенезе серина. Серии как предшественник эта-ноламина и сфингозина липидов. Отсутствие трансаминазного пути для треонина, его альдолазное превращение в ацетальдегид и глицин. Участие глицина и тетрагидрофолата в синтезе пуриновых оснований. Сульфаниламидные препараты в качестве антиметаболитов фолиевой кислоты.

Роль глицина в биосинтезе тема: химизм сукщгаат-глицинового цикла; лимитирующая роль аминолевулинат-синтетазы, подавление ее биосинтеза молекулами тема и индукция ксенобиотиками; конденсация молекул порфобилиногена и включение иона железа в образовавшееся порфириновое кольцо. Порфирии как проявление энзимопатий; флуоресценция зубов в УФ-лучах при некоторых формах порфирий.

Образование цистеина из серина и метионина. Гомоцистеин и гомосерин. Цистеин как источник тиоэтаноламина в биогенезе кофермента А. Синтез и функции глутатиона. Цистеиндиоксигеназа; образование сульфата и таурина. Глициновые, тауриновые и сульфатные конъюгаты желчных кислот и других веществ. Активная форма метионина как источник метильных групп в биогенезе адреналина и холина. Локализация реакций синтеза креатина, его биологическая роль. Метилмалонил-КоА как специфический метаболит метионина, валина и изолейцина. Коферментная роль вит. В12 в изомеризации метилмалонил-КоА до сукцинил-КоА и в образовании метионина из гомоцистеина.