1. Enzymes (concept). Common properties of enzymes and inorganic
catalysts. The specific properties of enzymes.Chemical nature of
enzymes, proofs.
Wszystkie znane enzymy są białkami. Są to
-związki o dużej masie cząsteczkowej składające się głównie z łańcuchów
aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi
- białka, które katalizują (tj. Przyspieszają) reakcje chemiczne. W tych
reakcjach cząsteczki na początku procesu nazywane są substratami, a enzym
przekształca je w różne cząsteczki, produkty.
- -Prawie wszystkie procesy zachodzące w komórce biologicznej wymagają
enzymów, aby występowały ze znaczną szybkością. Ponieważ enzymy są
wyjątkowo selektywne dla swoich substratów i przyspieszają tylko kilka
reakcji spośród wielu możliwości, zestaw enzymów wytworzonych w
komórce określa, które szlaki metaboliczne występują w tej komórce.
- Podobnie jak wszystkie katalizatory, enzymy działają poprzez obniżenie
energii aktywacji ( Δ G ‡) dla reakcji, co znacznie przyspiesza szybkość
reakcji. Większość szybkości reakcji enzymów jest miliony razy szybsza niż
w przypadku porównywalnych reakcji niekatalizowanych.
- - Podobnie jak w przypadku wszystkich katalizatorów, enzymy nie są
pochłaniane przez reakcje, które katalizują, ani nie zmieniają równowagi tych
reakcji. Jednak enzymy różnią się od większości innych katalizatorów
znacznie większą dokładnością. Wiadomo, że enzymy katalizują około 4000
reakcji biochemicznych. Nie wszystkie biochemiczne katalizatory są
białkami, ponieważ niektóre cząsteczki RNA zwane rybozymami również
katalizują reakcje.
Enzymy są cząsteczkami białek, które są dostosowane do rozpoznawania i
wiązania specyficznych reagentów i przyspieszania ich konwersji do
produktów. Białka te są odpowiedzialne za zwiększenie szybkości wszystkich
tysięcy reakcji zachodzących w komórkach.
Wszystkie białka enzymatyczne mają kilka cech.
1.
Enzymy łączą się krótko z reagentami podczas reakcji katalizowanej
enzymem.
2.
Enzymy są uwalniane niezmienione po katalizowaniu konwersji
reagentów do produktu
3.
Enzymy są specyficzne w swojej aktywności; każdy enzym katalizuje
reakcję pojedynczego typu cząsteczek lub grupy blisko spokrewnionych cząsteczek.
4.
5.
Enzymy są nasycone wysokimi stężeniami substratu.
Wiele enzymów zawiera grupy niebiałkowe zwane kofaktorami, które
przyczyniają się do ich aktywności. Kofaktorami nieorganicznymi są wszystkie jony
metali. Kofaktory organiczne, zwane koenzymami, są złożonymi grupami
pochodzącymi z witamin.
6.
Wiele enzymów jest wrażliwych na pH i temperaturę
Enzymy jako katalizatory biologiczne
W komórkach i organizmach większość reakcji jest katalizowana przez enzymy, które
są regenerowane w trakcie reakcji. Te biologiczne katalizatory są ważne fizjologicznie,
ponieważ przyspieszają tempo reakcji, które w przeciwnym razie byłyby zbyt powolne, aby
podtrzymywać życie. Enzymy zwiększają szybkość reakcji - czasami nawet o milion razy, ale
częściej o około tysiąc razy. Katalizatory przyspieszają proporcjonalnie reakcje do przodu i do
tyłu, tak że mimo wzrostu wielkości stałych szybkości reakcji do przodu i do tyłu, stosunek
stałych szybkości pozostaje taki sam w obecności lub nieobecności enzymu. Ponieważ stała
równowagi jest równa stosunkowi stałych szybkości, oczywiste jest, że enzymy i inne
katalizatory nie mają wpływu na stałą równowagi katalizowanych przez nie reakcji.
Na aktywność enzymu mogą wpływać inne cząsteczki. Inhibitory są cząsteczkami, które
zmniejszają aktywność enzymu; aktywatory to cząsteczki, które zwiększają aktywność. Wiele leków i
trucizn to inhibitory enzymów. Na aktywność wpływa również temperatura, pH i stężenie
substratu. Niektóre enzymy są stosowane komercyjnie, na przykład w syntezie antybiotyków. Ponadto
niektóre produkty gospodarstwa domowego wykorzystują enzymy do przyspieszenia reakcji
biochemicznych (np. Enzymy w biologicznych proszkach do prania rozkładają plamy białek lub
tłuszczów na ubraniach; enzymy w zmiękczaczach mięsa rozkładają białka, dzięki czemu mięso jest
łatwiejsze do żucia).
Specyficzność
Enzymy są zwykle bardzo specyficzne co do reakcji, które katalizują i
substratów, które biorą udział w tych reakcjach. Komplementarny kształt,
ładunek i właściwości hydrofilowo / hydrofobowe enzymów i substratów są
odpowiedzialne za tę specyficzność. Enzymy mogą również wykazywać
imponujące poziomy stereospecyficzności, regioselektywności i
chemoselektywności .
2. The structure of simple and complex enzymes. Cofactors, a difference
between coenzyme and prostetic group. The role of apoenzyme and
coenzyme in enzymatic reactions.
Enzymy ustne „ do wydruku !!
3. Characteristic of thermolability and specificity of enzyme action.
Enzymy ustne „ do wydruku !!
4. The effect of pH on enzyme activity. Optimal pH for different
enzymes.
Active sites and allosteric site of enzymes.
Enzymy ustne „ do wydruku !!
Czynniki wpływające na działanie enzymu
Na aktywność enzymów silnie wpływają zmiany pH i temperatury. Każdy
enzym działa najlepiej przy określonym pH (lewy wykres) i temperaturze (prawy
wykres), a jego aktywność spada przy wartościach powyżej i poniżej tego
punktu. Nie jest to zaskakujące, biorąc pod uwagę znaczenie
• struktura trzeciorzędowa (tj. Kształt) w funkcji enzymu i
• siły niekowalencyjne, np. Oddziaływania jonowe i wiązania wodorowe, w
określaniu tego kształtu.
Przykłady:
• pepsyna proteazy działa najlepiej, gdy pH wynosi 1-2 (w żołądku)
• proteaza trypsyna jest nieaktywna przy tak niskim pH, ale bardzo
aktywna przy pH 8 (znajdowanym w jelicie cienkim, ponieważ wodorowęglan
płynu trzustkowego neutralizuje przybywającą zawartość żołądka).
Zmiany pH zmieniają stan jonizacji naładowanych aminokwasów (np. Asp,
Lys), które mogą odgrywać kluczową rolę w wiązaniu substratu i / lub samym
działaniu katalitycznym. Bez zjonizowanej grupy -COOH Glu-35 i
zjonizowanego -COO-Asp-52, katalityczne działanie lizozymu ustało.
Wiązania wodorowe są łatwo zakłócane przez wzrost temperatury. To
z kolei może zakłócać kształt enzymu, tak że jego powinowactwo do
substratu zmniejsza się.
5. The origin of blood enzymes. Enzymes specific to different organs:
enzymes specific for heart;
enzymes specific for liver;
enzymes specific for pancreas
Zastosowanie enzymów w diagnostyce
Pomiar aktywności różnych enzymów w płynach ustrojowych jest często stosowany
w diagnostyce w celu określenia miejsca i zakresu uszkodzenia tkanek. Oprócz
wkładu diagnostycznego aktywność enzymu może również dostarczyć informacji
prognostycznych (głównie ocenianych na podstawie zmian poziomu enzymów w
czasie).
Zwykle mierzymy aktywność enzymu bezpośrednio w osoczu krwi:
1) Enzymy specyficzne dla osocza - np. Czynniki krzepnięcia
2) Enzymy wydzielnicze - które przedostają się do krwi w różnych ilościach (np. Amylaza
trzustkowa lub lipaza).
3) Wewnątrzkomórkowe enzymy pełniące różne funkcje w komórkach. Zazwyczaj
wchodzą do krwi po uszkodzeniu tkanki .
Przy ocenie poziomów aktywności enzymów ważne jest, aby poznać ich:
1) Lokalizacja wewnątrzkomórkowa
Niektóre enzymy występują tylko w pewnych przedziałach komórkowych i dlatego mogą
działać jako ich markery . Na przykład enzym oksydaza cytochromowa jest specyficzny
dla mitochondriów. Według spektrum enzymów występujących we krwi, możemy
wywnioskować, jak poważne są uszkodzenia tkanek. Jeśli do krwi dostają się tylko
enzymy cytozolowe, upośledzenie jest łagodniejsze niż w przypadku występowania
enzymów mitochondrialnych.
2) Dystrybucja narządów i tkanek
Podobnie do dystrybucji enzymów w przedziałach komórkowych, enzymy różnią się
dystrybucją między tkankami i narządami. Niektóre enzymy są mniej lub
b a r d z i e j s p e c y fi c z n e d l a n a r z ą d u . S ą t o z a z w y c z a j r ó ż n e
rodzaje izoenzymów lub izoformenzymów. Przykładem mogą być izoenzymy kinazy
kreatynowej - CK-MB typowe dla mięśnia sercowego lub CK-MM występujące w
mięśniach szkieletowych.
Najczęściej mierzone enzymy
1) Wątroba
a) Markery uszkodzeń hepatocytów:
1. ALT ( aminotransferaza alaninowa) - zlokalizowana głównie w cytoplazmie
2. AST ( aminotransferaza asparaginianowa ) - zlokalizowana głównie w
mitochondriach
AST, głównie enzym mitochondrialny, jest uwalniany dopiero po poważniejszym
uszkodzeniu komórek wątroby. Według stosunku AST / ALT możemy oszacować
stopień uszkodzenia wątroby.
b) Markery cholestazy:
1. ALP ( fosfataza alkaliczna )
2. GMT ( gamma-glutamylotransferaza) - zwiększona aktywność występuje
również w przewlekłych zmianach alkoholowych wątroby .
2) Trzustka
a) Amylaza trzustkowa - mniej swoista niż lipaza
b) Lipaza trzustkowa
3) Tkanka mięśniowa
Aby rozróżnić możliwe miejsca uszkodzenia, mierzymy aktywność izoenzymów
kinazy kreatynowej:
a) CK-MM - występujące w mięśniach szkieletowych
b) CK-MB - występujące w mięśniu sercowym
c) CK-BB - znaleziony w mózgu
Oprócz oceny poziomów CK-MB, w przypadku zawału mięśnia sercowego
mierzymy poziomy następujących enzymów:
a) Troponina I i T, które są obecnie najbardziej specyficznymi
markerami uszkodzenia serca. Ich stężenie wzrasta około 12 godzin po zawale.
b) Mioglobina , która jest mniej specyficzna , ale osiąga szczytowe stężenie we
krwi już 2 godziny po zawale serca.
6. The principle of international classification of enzymes. Classes of
enzymes. Nomenclature of enzymes.
Enzymy ustne „ do wydruku !!
7. The using of enzymes and isoenzymes tests in blood and urine for
diagnostic purpose.
Pod nazwa „ enzymy a testy krwi i moczu” do druku!!
8. Metabolism – general principles of catabolic and anabolic processes.
Metabolizm
komórkach żywych
to zestaw
podtrzymujących życie
organizmów . Te
przemian chemicznych
w
reakcje katalizowane enzymatycznie umożliwiają
organizmom wzrost i reprodukcję, utrzymanie ich struktur i reagowanie na ich
środowisko. Słowo metabolizm może również odnosić się do wszystkich reakcji chemicznych
zachodzących w organizmach żywych, w tym do trawienia i transportu substancji do różnych
komórek i pomiędzy nimi, w którym to przypadku zestaw reakcji w komórkach nazywany
jest metabolizmem pośrednim lub metabolizmem pośrednim.
Metabolizm jest terminem używanym do opisania wszystkich reakcji chemicznych
związanych z utrzymaniem stanu życia komórek i organizmu. Metabolizm można dogodnie
podzielić na dwie kategorie:
·
Katabolizm - rozpad cząsteczek w celu uzyskania energii
· Anabolizm - synteza wszystkich związków potrzebnych komórkom
Anabolizm to zestaw konstruktywnych procesów metabolicznych, w których energia
uwalniana przez katabolizm jest wykorzystywana do syntezy złożonych cząsteczek.
Ogólnie rzecz biorąc, złożone cząsteczki tworzące struktury komórkowe są
konstruowane krok po kroku z małych i prostych prekursorów.
Anabolizm obejmuje trzy podstawowe etapy.
-Po pierwsze, wytwarzanie prekursorów, takich
jak aminowe kwasów , monosacharydy , izoprenoidy i nukleotydów ,
- po drugie, ich aktywacji w reaktywnych form wykorzystujących energię z ATP,
- - po trzecie, zespół tych substancji do złożonych cząsteczek, takich
jak białka , polisacharydy , lipidów i kwasów nukleinowych .
Metabolizm odnosi się do wysoce zintegrowanej sieci reakcji chemicznych, dzięki
którym żywe komórki rosną i utrzymują się. Sieć ta składa się z dwóch głównych rodzajów
ścieżek: anabolizmu i katabolizmu.
Anabolizm wykorzystuje energię zmagazynowaną w postaci adenozynotrifosforanu
(ATP) do budowy większych cząsteczek z mniejszych cząsteczek.
Reakcje kataboliczne rozkładają większe cząsteczki w celu wytworzenia ATP i
surowców do reakcji anabolicznych.
Razem te dwie ogólne sieci metaboliczne mają trzy główne funkcje:
(1) wydobywanie energii ze składników odżywczych lub energii słonecznej;
(2) syntetyzować elementy składowe tworzące duże cząsteczki życia: białka, tłuszcze,
węglowodany, kwasy nukleinowe i kombinacje tych substancji;
(3) do syntezy i degradacji cząsteczek wymaganych do specjalnych funkcji w komórce.
Reakcje kataboliczne są wykorzystywane do wychwytywania i oszczędzania energii ze
składników odżywczych, a także do rozkładania większych cząsteczek na mniejsze, molekularne
surowce do ponownego wykorzystania przez komórkę. Energia jest przechowywana w postaci
bogatego w energię ATP, który napędza reakcje anabolizmu. Użyteczna energia ATP jest
przechowywana w postaci wiązania wysokoenergetycznego między drugą i trzecią grupą fosforanową
ATP. Komórka wytwarza ATP przez dodanie grupy fosforanowej do cząsteczki adenozynofosforanu
(ADP). Dlatego ATP jest głównym związkiem chemicznym między reakcjami katabolizmu
generującymi energię a reakcjami anabolizmu wymagającymi energii.
Etapy katabolizmu
Katabolizm można podzielić na 3 główne etapy.
Etap 1 - Etap trawienia
Duże cząsteczki organiczne, takie jak białka, lipidy i polisacharydy, są trawione do
mniejszych składników poza komórkami. Ten etap działa na skrobię, celulozę lub białka, które nie
mogą być bezpośrednio wchłaniane przez komórki i muszą zostać rozbite na mniejsze jednostki,
zanim będą mogły być wykorzystane w metabolizmie komórkowym.
Enzymy trawienne obejmują hydrolazy glikozydowe, które trawią polisacharydy
w monosacharydy lub cukry proste.Głównym enzymem uczestniczącym w trawieniu białek jest
pepsyna, która katalizuje hydrolizę wiązania niespecyficznego peptydowe przy optymalnym pH 2. W
przestrzeni wewnętrznej jelita The trzustka wydziela zymogeny z trypsyna, chymotrypsyna, elastaza
itd. Te enzymy proteolityczne łamać białka w dół do wolnych aminokwasów, jak również dipeptydów
i tripeptydów. Wolne aminokwasy, jak również di i tripeptydy są absorbowane przez komórki błony
śluzowej jelita, które następnie są uwalniane do krwiobiegu, gdzie są absorbowane przez inne
tkanki.
Aminokwasy i cukry są następnie pompowane do komórek przez specyficzne aktywne
białka transportowe.
Etap 2 - Uwalnianie energii
Po rozbiciu te cząsteczki są pobierane przez komórki i przekształcane w jeszcze mniejsze
cząsteczki, zwykle acetylokoenzym A (acetylo-CoA), który uwalnia trochę energii.
Etap 3 - Grupa acetylowa CoA jest utleniana do wody i dwutlenku węgla w cyklu kwasu
cytrynowego i łańcuchu transportu elektronów, uwalniając energię, która jest przechowywana przez
redukcję dinukleotydu nikotynamidoadeninowego koenzymu (NAD +) do NADH.
9. The stages of metabolism in the organism. The scheme of specific and
common pathways of proteins, carbohydrates and lipids catabolism.
Los składników pokarmowych po trawieniu i wchłanianiu stanowi
metabolizm - szlaki metaboliczne pobierane przez poszczególne cząsteczki,
ich wzajemne relacje i mechanizmy regulujące przepływ metabolitów przez
szlaki.
Szlaki metaboliczne dzielą się na trzy kategorie:
(1) Szlaki anaboliczne to szlaki zaangażowane w syntezę
związków. Taką drogą jest synteza białek, podobnie jak synteza rezerw
paliwowych triacyloglicerolu i glikogenu. Ścieżki anaboliczne są
endergiczne.
(2) Szlaki kataboliczne biorą udział w rozkładzie większych
cząsteczek, zwykle obejmujących reakcje oksydacyjne; są egzergoniczne,
wytwarzanie równoważników redukujących, a głównie poprzez
łańcuch oddechowy, ATP.
(3) Ścieżki amfiboliczne występują na „skrzyżowaniu” metabolizmu,
działając jako połączenia między szlakami anabolicznymi i
katabolicznymi, np . Cykl kwasu cytrynowego.
Znajomość normalnego metabolizmu jest niezbędna do zrozumienia
nieprawidłowości leżących u podstaw choroby. Normalny metabolizm obejmuje
adaptację do okresów głodu, wysiłku fizycznego, ciąży i laktacji. Nieprawidłowy
metabolizm może wynikać z niedoboru składników odżywczych, niedoboru
enzymów, nieprawidłowego wydzielania hormonów lub
działania narkotyków i toksyn. Ważnym przykładem choroby metabolicznej
jest cukrzyca.
PATHWAYS, KTÓRE PROCUJĄ NAJWAŻNIEJSZE PRODUKTY TRAWIENIA
Charakter diety określa podstawowy wzór metabolizmu. Istnieje potrzeba
przetworzenia produktów trawienia węglowodanów, lipidów i białka w diecie. Są to
głównie glukoza, kwasy tłuszczowe i glicerol oraz aminokwasy. U przeżuwaczy (iw
mniejszym stopniu u innych roślinożerców) celuloza pokarmowa jest fermentowana przez
mikroorganizmy symbiotyczne do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych
(octowego, propionowego, masłowego), a metabolizm u tych zwierząt jest przystosowany
do stosowania tych kwasów tłuszczowych jako głównych substratów.
Wszystkie produkty trawienia są metabolizowane do wspólnego produktu,
acetylo-CoA, który jest następnie utleniany w cyklu kwasu cytrynowego.
Metabolizm węglowodanów koncentruje się na dostarczaniu i losie glukozy
Glukoza jest metabolizowana do pirogronianu drogą glikolizy, która może
zachodzić beztlenowo (w nieobecności tlenu), gdy produktem końcowym jest
mleczan. Aerobik
tkanki metabolizują pirogronian do acetylo-CoA, który może wejść w cykl kwasu
cytrynowego w celu całkowitego utlenienia do CO2 i H2O, związanych z tworzeniem
ATP.
Glukoza i jej metabolity również biorą udział w innych procesach. Przykłady: (1)
Konwersja do glikogenu magazynującego polimer w mięśniach szkieletowych i wątrobie. (2) The
szlak pentozofosforanowy, alternatywa dla części szlaku glikolizy, jest źródłem
redukujących równoważników (NADPH) dla biosyntezy i źródła rybozy
do syntezy nukleotydów i kwasów nukleinowych. (3) Fosforan triozy powoduje
powstanie ugrupowania glicerolu triacylogliceroli . (4) Pirogronian i półprodukty cyklu kwasu
cytrynowego dostarczają szkieletów węglowych do syntezy aminokwasów; i acetylo-CoA,
prekursor kwasów tłuszczowych i cholesterolu (a zatem wszystkich steroidów syntetyzowanych
w organizmie). Glukoneogeneza to proces tworzenia glukozy z węglowodanów
prekursory, np. mleczan, aminokwasy i glicerol.
Metabolizm lipidów dotyczy głównie kwasów tłuszczowych i cholesterolu
Źródłem długołańcuchowych kwasów tłuszczowych jest albo synteza lipidów w
diecie, albo de novo z acetylo-CoA pochodzącego z węglowodanów. Kwasy tłuszczowe
mogą być utleniane do acetylo-CoA ( β- utlenianie) lub estryfikowane glicerolem,
tworząc triacyloglicerol (tłuszcz) jako główną rezerwę paliwową organizmu. AcetyloCoA powstały w wyniku β- utleniania może podlegać kilku losom:
(1) Podobnie jak w przypadku acetylo-CoA powstającego w wyniku glikolizy, jest
on utleniany do CO2 + H2O poprzez cykl kwasu cytrynowego.
(2) Jest prekursorem syntezy cholesterolu i innych steroidów.
(3) W wątrobie tworzy ciała ketonowe (aceton, acetooctan i 3 hydroksymaślan ),
które są ważnymi paliwami w długotrwałym głodzie.
Wiele metabolizmu aminokwasów wymaga transaminacji
Aminokwasy są wymagane do syntezy białek. Niektóre muszą być
dostarczane w diecie (niezbędne aminokwasy), ponieważ nie mogą być
syntetyzowane w organizmie. Reszta to aminokwasy, które są niezbędne w diecie,
ale można je wytworzyć z metabolicznych związków pośrednich przez
transaminację, stosując azot aminowy z innych aminokwasów. Po deaminacji azot
aminowy jest wydalany jako mocznik, a szkielety węgla, które pozostają po
transaminacji (1), są utleniane do CO2 przez cykl kwasu cytrynowego, (2) tworzą
glukozę (glukoneogeneza) lub (3) tworzą ciała ketonowe.
Kilka aminokwasów jest także prekursorem innych
związków, np. Puryn, pirymidyn , hormonów, takich jak epinefryna i tyroksyna ,
oraz neuroprzekaźników.
DROGI METABOLICZNE MOGĄ BYĆ STUDIOWANE NA RÓŻNYCH
POZIOMACH
Oprócz badań w całym organizmie, lokalizację i integrację szlaków
metabolicznych ujawniają badania na kilku poziomach organizacji. W tkance
i poziom narządów, charakter wchodzących substratów i metabolitów
opuszczających tkanki i narządy. Na poziomie subkomórkowym każda organella
komórkowa ( np . Mitochondrium) lub przedział ( np . Cytosol) ma określone role, które
tworzą część subkomórkowego wzorca szlaków metabolicznych.
Na poziomie tkanek i narządów krążenie krwi integruje metabolizm
Aminokwasy powstałe w wyniku trawienia białka pokarmowego i glukozy
powstałe w wyniku trawienia węglowodanów są wchłaniane i kierowane do wątroby
przez
wątrobowa żyła wrotna. Zadaniem wątroby jest regulowanie stężenia większości
rozpuszczalnych w wodzie metabolitów we krwi.
W przypadku glukozy osiąga się to poprzez pobieranie glukozy w ilości
przekraczającej bezpośrednie zapotrzebowanie i przekształcanie jej w glikogen.
Pomiędzy posiłkami wątroba działa w celu utrzymania stężenia glukozy we krwi z
glikogen ( glikogenoliza ) i, wraz z nerką, przez
konwersję metabolitów niedoboru węglowodanów, takich jak mleczan, glicerol i
aminokwasy, do glukozy (glukoneogenezy). Utrzymanie odpowiedniego stężenia glukozy
we krwi jest niezbędne dla tych tkanek, w których jest głównym paliwem (mózgiem) lub
jedynym paliwem (erytrocyty).
Wątroba syntetyzuje również główne białka osocza ( np. Albuminę)
i deaminuje aminokwasy, które przekraczają wymagania, tworząc mocznik, który
jest transportowany do nerki i wydalany. Mięśnie szkieletowe wykorzystują
glukozę jako paliwo, tworząc zarówno mleczan, jak i CO2.
Przechowuje glikogen jako paliwo do jego stosowania w skurczu mięśni i
syntetyzuje białko mięśniowe z aminokwasów osocza. Mięśnie odpowiadają za około
50% masy ciała iw konsekwencji stanowią znaczną ilość białka, które można
wykorzystać do dostarczania aminokwasów do glukoneogenezy w głodzie.
Lipidy w diecie to głównie triacyloglicerol i
są hydrolizowane do monoacylogliceroli i kwasów tłuszczowych w jelitach, a
następnie reestryfikowane w błonie śluzowej jelit. Tutaj są pakowane z białkiem i
wydzielane do układu limfatycznego, a stamtąd do
strumień krwi jako chylomikrony, największa z lipoprotein
osocza. Chylomikrony zawierają również inne składniki rozpuszczalne w lipidach , np .
Witaminy. W przeciwieństwie do glukozy i aminokwasów, chylomikron triacyloglicerol
nie jest pobierany bezpośrednio przez wątrobę. Jest najpierw metabolizowany przez
tkanki, które mają lipazę lipoproteinową, która hydrolizuje triacyloglicerol, uwalniając
kwasy tłuszczowe, które są włączone do lipidów tkankowych lub utlenione jako
paliwo. Innym ważnym źródłem długołańcuchowych kwasów tłuszczowych jest synteza
( lipogeneza ) węglowodanów, głównie w tkance tłuszczowej i wątrobie. Triacyloglicerol
z tkanki tłuszczowej jest główną rezerwą paliwa w organizmie. Podczas hydrolizy
(lipoliza) wolne kwasy tłuszczowe są uwalniane do krążenia. Są one podejmowane przez
większość tkanki (ale nie mózg lub erytrocyty) i estryfikowane do acylogliceroli lub utlenione
jako paliwo. W wątrobie triacyloglicerol powstający z lipogenezy , wolne kwasy tłuszczowe i
pozostałości chylomikronu są wydzielane do krążenia jako lipoproteiny o bardzo
niskiej gęstości (VLDL). Ten triacyloglicerol podlega losowi podobnemu do losu
chylomikronów. Częściowe utlenianie kwasów tłuszczowych w wątrobie prowadzi do
produkcji ciał ketonowych. Ciała ketonowe są transportowane do zewnątrzpochodnych ,
gdzie działają jako źródło paliwa w głodzie.
Na poziomie subkomórkowym glikoliza zachodzi w cytosolu i cyklu kwasu
cytrynowego w mitochondriach
Podział szlaków w oddzielnych przedziałach lub organellach subkomórkowych
umożliwia integrację i regulację metabolizmu. Nie wszystkie ścieżki są równe
znaczenie we wszystkich komórkach. Przedstawiono
wewnątrzkomórkową przedziały szlaków metabolicznych w wątrobie komórki miąższu.
Główna rola mitochondriów jest natychmiast widoczna, ponieważ działa ona jako
metabolizm węglowodanów, lipidów i aminokwasów. Zawiera enzymy
cyklu kwasu cytrynowego, „oksydacji kwasów tłuszczowych i ketogenezy , a
także łańcucha oddechowego i syntazy ATP. Glikoliza, szlak pentozofosforanowy i
synteza kwasów tłuszczowych znajdują się w cytozolu.
W glukoneogenezie substraty, takie jak mleczan i pirogronian, które powstają w
cytozolu, wchodzą do mitochondrium do
uzyskać szczawiooctan przed utworzeniem glukozy. Błony retikulum
endoplazmatycznego zawierają układ enzymatyczny do syntezy acyloglicerolu , a
rybosomy są odpowiedzialne za syntezę białek.
10.Biological functions of tricarboxylic acid cycle. NAD- and FADdependent reactions of Krebs cycle. Reaction of substrate-level
phosphorylation.
Funkcje cyklu Kreba:
1. Jest to ostateczna droga do całkowitego utlenienia wszystkich produktów spożywczych
CHO, lipidów i białka, które są przekształcane w acetylo-CoA.
2. Jest głównym źródłem energii dla komórek z wyjątkiem komórek bez mitochondriów jako
RBC.
3. Jest głównym źródłem sukcynylu CoA stosowanego do syntezy perfiryn i HB.
ZNACZENIE BIOMEDYCZNE CYKLU KREBS
Cykl kwasu cytrynowego (cykl kwasu trikarboksylowego ) jest serią reakcji w
mitochondriach, które utleniają reszty acetylowe (jako acetylo-CoA) i redukują koenzymy, które
po ponownym utlenieniu są związane z tworzeniem ATP.
Cykl kwasu cytrynowego jest ostatnim wspólnym szlakiem tlenowego utleniania
węglowodanów, lipidów i białek, ponieważ glukoza, kwasy tłuszczowe i większość
aminokwasów kwasy są metabolizowane do acetylo-CoA lub półproduktów z cyklu. Odgrywa
również kluczową rolę w glukoneogenezie, lipogenezie i interkonwersji aminokwasów. Wiele
z tych procesów zachodzi w większości tkanek, ale wątroba jest jedyną tkanką, w której
wszystkie występują w znacznym stopniu.
Następstwa są zatem głębokie, gdy na przykład duża liczba komórek wątroby jest
uszkodzona jak w ostrym zapaleniu wątroby lub zastąpiona przez tkankę łączną (jak w przypadku
marskość). Zgłoszono bardzo niewiele, jeśli w ogóle, nieprawidłowości genetycznych
enzymów cyklu kwasu cytrynowego; takie nieprawidłowości byłyby niezgodne z życiem lub
normalne rozwój.
Poziom substratu i fosforylacja oksydacyjna
Podłoże poziomu fosforylacji jest typ reakcji metabolicznych, które powoduje
powstawanie trifosforanu adenozyny(ATP) lub trifosforan guanozyny (GTP), w wyniku
bezpośredniego przenoszenia i oddawania do fosforylu (po 3 ) grupy do dwufosforanu
adenozyny (ADP) i guanozyny difosforan (PKB) z fosforylowanego reaktywnego związku
pośredniego . Należy zauważyć, że grupa fosforanowa nie musi pochodzić bezpośrednio z
podłoża. Zwykle przenoszona grupa fosforylowa jest określana jako grupa fosforanowa.
Alternatywnym sposobem tworzenia ATP jest fosforylacja oksydacyjna , która zachodzi
podczas procesu oddychania komórkowego , oprócz fosforylacji na poziomie substratu, która
zachodzi podczas glikolizy i cyklu Krebsa.
Podczas fosforylacji oksydacyjnej NADH utlenia się do NAD
FADH
2
+
, uzyskując 2,5 ATP, a
daje 1,5 ATP, gdy jest utleniony. Fosforylacja oksydacyjna wykorzystuje gradient
elektrochemiczny lub chemiosmotyczny protonów (H + ) w wewnętrznej błonie mitochondrialnej,
aby wygenerować ATP z ADP, co jest kluczową różnicą w porównaniu z fosforylacją na poziomie
substratu.
Główna część fosforylacji na poziomie substratu występuje w cytoplazmie komórek jako
część glikolizy oraz w mitochondriach jako część cyklu Krebsa zarówno w warunkach
tlenowych, jak i beztlenowych . W fazie wypłaty glikolizydwa ATP są wytwarzane przez fosforylację
na poziomie substratu: dwa i tylko dwa 1,3-bisfosfogliceryny są przekształcane w 3fosfoglicerynian przez przeniesienie grupy fosforanowej do ADP przez
kinazę; dwa fosfoenolopirogronianprzekształca się w pirogronian przez przeniesienie ich grup
fosforanowych do ADP przez inną kinazę. Pierwsza reakcja występuje po wytworzeniu 1,3bisfosfoglicerynianu z 3-fosfogliceraldehydu i organicznego fosforanu przez dehydrogenazę.
ATP można wytworzyć przez fosforylację na poziomie substratu w macierzy
mitochondrialnej. W macierzy mitochondrialnej występują dwie reakcje zdolne do fosforylacji na
poziomie substratu: mitochondrialna karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa (PEPCK) i ligaza
bursztynian-CoA (SUCL lub bursztynian tiokinaza lub syntetaza sukcynylo-CoA).
Transport elektronów oddechowych
Gdy ATP jest używany do energii, jest konwertowany na ADP i P (w tym przypadku P oznacza
fosforan). ADP i P są przekształcane w ATP w trzecim etapie oddychania komórkowego,
elektronowego transportu oddechowego.
Transport elektronów oddechowych to prąd elektronów, który przechodzi przez białka w
wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Pod wieloma względami jest to podobne do prądu
elektrycznego fotosyntetycznego transportu elektronów w chloroplastach.
Transport elektronów oddechowych rozpoczyna się, gdy NADH i FADH oddają elektrony
pierwszemu z tych białek. W ten sposób stają się NAD i FAD i wracają do cyklu Krebsa, aby
uzyskać więcej elektronów.
Elektrony pobrane z NADH i FADH są przekazywane do kilku innych białek w wewnętrznej błonie
mitochondrialnej. Ostatecznie są przekazywane do tlenu (O 2 ). O 2 staje się dwiema cząsteczkami
wody (H 2 O) po otrzymaniu czterech elektronów. W ten sposób tlen jest używany przez
oddychanie komórkowe. Jest to bezpieczny punkt końcowy dla prądu elektrycznego, który
napędza syntezę ATP.
Transport elektronów między białkami wewnętrzną błonę mitochondrialną sprawia ATP
(adenozyno trój fosforanem) z ADP (adenozyno di fosforanu) przez dodanie trzeciego
fosforanu. Jednak nie robi tego bezpośrednio. Zamiast tego transport elektronów działa w celu
przemieszczania protonów (H + ) przez wewnętrzną błonę mitochondrialną. Nagromadzenie H + po
jednej stronie wewnętrznej membrany jest jak woda za zaporą. Może być używany do napędzania
małej turbiny.
Przypomnij sobie, że naładowane substancje rozpuszczone nie mogą łatwo przejść przez
membranę, nawet bardzo małe naładowane substancje rozpuszczone, takie jak H + . Przypomnij
sobie również, że substancje rozpuszczone poruszają się, tworząc równomierną dystrybucję i
neutralność elektryczną. Oznacza to, że H + gromadzący się po jednej stronie wewnętrznej błony
mitochondrialnej spróbuje cofnąć się przez błonę. Jednak może to zrobić tylko za pomocą
odpowiedniego białka transportowego. W tym przypadku odpowiednim białkiem transportowym
jest syntaza ATP, białko, które działa jak mała turbina. Gdy H + przechodzi przez nią przez błonę,
jej część wiruje, a energia jej wirowania dodaje trzeci fosforan do ADP.
Podsumowując, transport elektronów oddechowych jest przepływem elektronów z NADH i FADH
do tlenu, który wytwarza wodę i ATP. ATP jest eksportowany z mitochondriów do ogniw
paliwowych.
11.Ways of ATP formation in the organism. What is tissue respiration?
Structure and functions of respiratory chain
Tworzenie ATP
ATP jest wykorzystywany do wielu funkcji komórek, w tym do transportu substancji
przemieszczających się przez błony komórkowe. Jest również używany do prac mechanicznych ,
dostarczając energię potrzebną do skurczu mięśni. Dostarcza energię nie tylko do mięśnia sercowego
(do krążenia krwi) i mięśni szkieletowych (takich jak ruch ciała), ale także do chromosomów i wici,
aby umożliwić im wykonywanie wielu funkcji. Główną rolą ATP jest praca chemiczna , dostarczająca
niezbędnej energii do syntezy wielotysięcznych rodzajów makrocząsteczek, które komórka musi
istnieć.
Adenozynotrifosforan ( ATP ) jest cząsteczką organiczną, która przechowuje energię
wykorzystywaną do prowadzenia procesów życiowych. ATP składa się z nukleozydu adeninowego,
cukru rybozy i trzech grup fosforanowych. Wiązania wysokoenergetyczne między grupami
fosforanowymi zostają zerwane po zhydrolizowaniu, uwalniając w ten sposób energię w
układzie. Jedna lub dwie grupy fosforanowe mogą się oderwać, uwalniając wolną energię Gibbsa ,
która może być następnie wykorzystana do napędzania innych reakcji.
Poziom substratu i fosforylacja oksydacyjna
Podłoże poziomu fosforylacji jest typ reakcji metabolicznych, które powoduje
powstawanie trifosforanu adenozyny(ATP) lub trifosforan guanozyny (GTP), w wyniku
bezpośredniego przenoszenia i oddawania do fosforylu (po
3
) grupy do dwufosforanu
adenozyny (ADP) i guanozyny difosforan (PKB) z fosforylowanego reaktywnego związku
pośredniego . Należy zauważyć, że grupa fosforanowa nie musi pochodzić bezpośrednio z
podłoża. Zwykle przenoszona grupa fosforylowa jest określana jako grupa fosforanowa.
Alternatywnym sposobem tworzenia ATP jest fosforylacja oksydacyjna , która zachodzi
podczas procesu oddychania komórkowego , oprócz fosforylacji na poziomie substratu, która zachodzi
podczas glikolizy i cyklu Krebsa.
Podczas fosforylacji oksydacyjnej NADH utlenia się do NAD
FADH
2
+
, uzyskując 2,5 ATP, a
daje 1,5 ATP, gdy jest utleniony. Fosforylacja oksydacyjna wykorzystuje gradient
elektrochemiczny lub chemiosmotyczny protonów (H + ) w wewnętrznej błonie mitochondrialnej, aby
wygenerować ATP z ADP, co jest kluczową różnicą w porównaniu z fosforylacją na poziomie
substratu.
Główna część fosforylacji na poziomie substratu występuje w cytoplazmie komórek jako
część glikolizy oraz w mitochondriach jako część cyklu Krebsa zarówno w warunkach
tlenowych, jak i beztlenowych . W fazie wypłaty glikolizydwa ATP są wytwarzane przez fosforylację
na poziomie substratu: dwa i tylko dwa 1,3-bisfosfogliceryny są przekształcane w 3fosfoglicerynian przez przeniesienie grupy fosforanowej do ADP przez
kinazę; dwa fosfoenolopirogronianprzekształca się w pirogronian przez przeniesienie ich grup
fosforanowych do ADP przez inną kinazę. Pierwsza reakcja występuje po wygenerowaniu 1 ,
3
-bisfosfogliceryd z 3-fosfogliceraldehydu i organiczny fosforan
przez dehydrogenazę . ATP jest wytwarzana w kolejnym etapie (klucz oddzielny różnica od
fosforylacji oksydacyjnej) przez przeniesienie fosforanu o wysokiej energii w dniu 1 , 3 bisphosphoglycerate ADP pośrednictwem enzymu kinazy fosfoglicerynianowej , tworząc 3fosfoglicerynianowej. Ponieważ ATP powstaje z dawnej nieorganicznej grupy fosforanowej, ten etap
prowadzi do wydajności energetycznej glikolizy. Druga fosforylacja na poziomie substratu zachodzi
później za pomocą reakcji fosfolopirogronianu (PEP) z pirogronianem poprzez kinazę
pirogronianową . Reakcja ta regeneruje ATP, który został użyty w etapie przygotowawczym glikolizy
aktywować glukozy do glukozo-6-fosforanu i fruktozo-6-fosforanu do fruktozo-1 , 6 -bisphosphate,
odpowiednio.
ATP można wytworzyć przez fosforylację na poziomie substratu w macierzy mitochondrialnej.W
macierzy mitochondrialnej występują dwie reakcje zdolne do fosforylacji na poziomie substratu:
mitochondrialna karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa (PEPCK) i ligaza bursztynian-CoA
(SUCL lub bursztynian tiokinaza lub syntetaza sukcynylo-CoA).
Inną formę fosforylacji na poziomie substratu obserwuje się także w pracy mięśni szkieletowych i
mózgu. Fosfokreatynajest przechowywana jako łatwo dostępna wysokoenergetyczna dostawa
fosforanów, a enzym fosfokinaza kreatyny przenosi fosforan z fosfokreatyny do ADP w celu
wytworzenia ATP. Następnie ATP uwalnia dając energię chemiczną. Oprócz tego poziomu fosforylacji
substratu może również być obserwowane w procesie fermentacji , na przykład,
hetero mlekowyFermentacja
, fermentacja kwasu masłowego i fermentacja kwasem propanowym.
Skład łańcucha oddechowego
Dehydrogenaza NADH ( EC 1.6.5.3 ) (określana również jako „NADH: reduktaza
chinonowa” lub „Kompleks I”) jest enzymem zlokalizowanym w
wewnętrznej błonie mitochondrialnej, który katalizuje
transfer elektronów z NADH do koenzymu Q (CoQ). Jest „enzymem
wejściowym” fosforylacji oksydacyjnej w mitochondriach. [1]
Funkcjonować
Dehydrogenaza NADH jest pierwszym enzymem ( kompleks I ) mitochondrialnego łańcucha
transportu elektronów . Istnieją trzy enzymy przenoszące energię w łańcuchu transportu
elektronów - dehydrogenaza NADH (kompleks I), koenzym Q - reduktaza cytochromu
c (kompleks III) i oksydaza cytochromu c (kompleks IV).
[2]
Dehydrogenaza NADH jest
największym i najbardziej skomplikowanym enzymem łańcucha transportu
elektronów. [3] .
Dehydrogenaza FADH
W Biochemistry , flawinowy, dinukleotyd flawinoadeninowy ( FAD )
jest redoks kofaktora zaangażowany w wiele ważnych reakcji w metabolizmie . FAD
może istnieć w dwóch różnych stanach redoks, które przekształca między akceptując
lub przekazując elektrony. Cząsteczka składa się z ryboflawiny ugrupowania (witamina
B 2 ) wiąże się z grupy fosforanowej z ADP cząsteczki. Grupa flawinowa jest związana
z rybitolem , alkoholem cukrowym, wiązaniem węgiel-azot, a nie wiązaniem
glikozydowym . Zatem ryboflawina nie jest technicznie
nukleotydem; nazwa dinukleotyd flawinowo-adeninowy jest błędna. [1]
FAD można zredukować do FADH 2 , gdzie przyjmuje dwa atomy wodoru (zysk netto
dwóch elektronów):
Oddychanie tkanki.
Oddychanie tkanek to uwalnianie energii, zwykle z glukozy, w tkankach
wszystkich zwierząt, roślin zielonych, grzybów i bakterii. Wszystkie te żywe istoty
wymagają energii do innych procesów, takich jak wzrost, ruch, wrażliwość i
reprodukcja.
Najbardziej skuteczną formą oddychania jest oddychanie tlenowe: wymaga to
tlenu. Gdy tlen nie jest dostępny, niektóre organizmy mogą oddychać beztlenowo, tj. Bez
powietrza lub tlenu. Drożdże mogą oddychać w obie strony. Drożdże pobierają więcej energii
z oddychania tlenowego, ale gdy zabraknie tlenu, nie umiera. Może nadal oddychać
beztlenowo, ale nie otrzymuje tak dużo energii z cukru. Drożdże wytwarzają etanol (alkohol),
gdy oddychają beztlenowo, a ostatecznie etanol zabije drożdże.
Możemy też oddychać w obie strony. Zwykle używamy tlenu, ale kiedy bierzemy
udział w wyścigu, możemy nie dostać wystarczającej ilości tlenu do naszej krwi, więc nasze
mięśnie zaczną oddychać beztlenowo. W przeciwieństwie do drożdży wytwarzamy kwas
mlekowy.
Wytwarzanie kwasu mlekowego jest niewiele lepsze. Kwas mlekowy
powoduje skurcze.
Glukoza + tlen = dwutlenek węgla + woda + energia
To równanie oznacza: „cukier i tlen zamieniają się w dwutlenek węgla i energię
uwalniającą wodę”.
Glukoza = dwutlenek węgla + etanol + energia
To równanie oznacza: „glukoza jest przekształcana w dwutlenek węgla i uwalnia etanol
w energię”.
12.Exergonic and endergonic processes. What is macroergic bond?
Examples of high energy compounds.
Procesy egzergoniczne i endergiczne. Mechanizm
uwalniania i magazynowania energii w organizmie.
Egzergoniczny odnosi się do reakcji chemicznych, które zachodzą spontanicznie z
reagentów na produkty z uwolnieniem energii. Reakcje endergoniczne wymagają wkładu
energii, aby kontynuować. Chociaż terminy są często używane raczej luźno, są to dokładnie
zdefiniowane pojęcia termodynamiczne oparte na zmianach w jednostce zwanych reakcjami
towarzyszącymi energii swobodnej Gibbsa (G). Reakcje, w których -G spadki są
egzergoniczne, a te, w których -G wzrosty są endergiczne. Reakcje egzergoniczne często
obejmują rozpad związków organicznych występujących w żywności, podczas gdy reakcje
endergoniczne często wiążą się z syntezą skomplikowanych cząsteczek.
Metabolizm biologiczny zawiera wiele przykładów obu typów, a organizmy żywe opracowały
skomplikowane techniki ich łączenia.
Poprzez sprzężenie reakcji egzergonicznych i endergicznych organizmy są w stanie
wykorzystać dostępną energię w spożywanym przez siebie jedzeniu do konstruowania złożonych
białek, lipidów, kwasów nukleinowych i węglowodanów potrzebnych do ich wzrostu i
rozwoju. Dobrze znany przykład obejmuje sprzęganie tworzenia bogatego w energię trójfosforanu
adenozyny (ATP) z difosforanem adenozyny (ADP) i fosforanu (reakcja endergoniczna), z
przeniesieniem wodoru, usuwanego z organicznych materiałów spożywczych do tlenu
(reakcja egzergoniczna ). Proces ten nazywa się fosforylacją oksydacyjną. Energia
zmagazynowana w ATP może być wykorzystana później, gdy egzergoniczna konwersja ATP z
powrotem do ADP i fosforanu jest połączona z endergoniczną syntezą potrzebnego składnika
komórkowego.
Wi ą z a n i e w z w i ą z k a c h c h e m i c z n y c h , k t ó r e d z i a ł a j a k a k u m u l a t o r
energii. Wiązanie makroergiczne jest obecne w niektórych związkach zawierających fosfor w żywych
organizmach, np. * Adenozynotrifosforanie . Wiązania makroergiczne powstają w wyniku złożonych
procesów biochemicznych i rozpadają się, gdy energia jest uwalniana. Procesy są odwracalne i można
je powtórzyć.
Fosforan o wysokiej energii może oznaczać jedną z dwóch rzeczy:
·
Wiązania fosforanowo-fosforanowe powstają, gdy powstają związki takie
jak difosforan adenozyny i trójfosforan adenozyny .
·
Związki, które zawierają te wiązania, które obejmują difosforany nukleozydów
i trifosforany
nukleozydów, oraz związki magazynujące energię w mięśniach, fosfageny . Kiedy ludzie mówią
o puli fosforanów o wysokiej energii , mówią o całkowitym stężeniu tych związków z tymi
wiązaniami wysokoenergetycznymi.
ATP jest często nazywany związkiem wysokoenergetycznym, a jego wiązania
fosfoanhydrydowe są określane jako wiązania wysokoenergetyczne. W samych wiązaniach nie ma nic
specjalnego. Są to wiązania wysokoenergetyczne w tym sensie, że wolna energia jest uwalniana, gdy są
hydrolizowane , z powodów podanych powyżej.
Termin „wysoka energia” w odniesieniu do tych wiązań może być mylący, ponieważ ujemna
zmiana wolnej energii nie wynika bezpośrednio z zerwania samych wiązań. Łamanie tych wiązań,
podobnie jak łamanie większości wiązań, jest krokiem endergonicznym (tzn. Pochłania energię, a nie
uwalnia ją). Negatywna zmiana wolnej energii wynika z faktu, że wiązania powstałe po hydrolizie lub
fosforylacji pozostałości przez ATP mają mniejszą energię niż wiązania obecne przed hydrolizą.
Czym jest więź makroergiczna ? Przykłady związków wysokoenergetycznych.
Wi ą z a n i e w z w i ą z k a c h c h e m i c z n y c h , k t ó r e d z i a ł a j a k a k u m u l a t o r
energii. M wiązanie acroergiczne występuje w niektórych związkach zawierających fosfor w
organizmach żywych
np. * Adenozynotrifosforanie . M wiązań akroergicznych powstaje w wyniku złożonych
procesów biochemicznych i br
zbierać się, gdy energia jest uwalniana. Procesy są
odwracalne i można je powtórzyć.
Fosforan o wysokiej energii może oznaczać jedną z dwóch rzeczy:
·
Wiązania fosforowe fosforanowe utworzone, gdy związki, takie
jak adenozyny difosforanu i trifosforanu adenozynysą tworzone.
13.Classification and representatives of carbohydrates. Biological
functions of carbohydrates in the organism. Digestion of
carbohydrates: localization, types, role of enzymes.
Funkcjonować
Węglowodany dostarczają energii, błonnika i naturalnie występujących substancji
słodzących (sacharozy i fruktozy). Energia jest jedyną prawdziwą funkcją odżywczą
węglowodanów. Energia zasilająca węglowodany w najbardziej wydajnej formie do wykorzystania
przez nasze ciała. Jeśli dostarczono wystarczającą ilość węglowodanów, aby zaspokoić potrzeby
energetyczne organizmu, białko można oszczędzić lub zaoszczędzić do wykorzystania w
określonych funkcjach białkowych.
Gdy dostępne są odpowiednie ilości węglowodanów, zarówno węglowodany, jak i małe
ilości tłuszczów są wykorzystywane do energii. Gdy nie ma wystarczającej ilości węglowodanów,
tłuszcz jest metabolizowany, co powoduje powstawanie ketonów, produktów pośrednich
metabolizmu tłuszczów. Ciało bez stresu łatwo pozbywa się niskich
poziomów
k e t o n ó w. J e ś l i p o z i o m w ę g l o w o d a n ó w n a d a l j e s t n i e w y s t a r c z a j ą c y d o
zaspokojenia zapotrzebowania na energię, zwiększone poziomy ketonów przytłaczają układ
fizjologiczny i rozwija się kwasica ketonowa; kwasica ketonowa wpływa na równowagę pH
organizmu, co może być śmiertelne, jeśli nie jest kontrolowane. Chociaż lipidy i białka mogą,
jeśli to konieczne, dostarczać energii dla większości potrzeb organizmu, mózg i tkanki
nerwowe działają najlepiej na glukozę z węglowodanów.
Funkcje węglowodanów
Wszystkie zwierzęta
czerpią większą część swoich kalorii z pożywienia z różnych rodzajów
węglowodanów w swojej diecie. Większość energii dla
aktywności metabolicznej komórki we
wszystkich organizmach pochodzi z utleniania węglowodanów. Ważnymi funkcjami węglowodanów
są funkcje przechowywania żywności, działające jako szkielet w organizmie, wyniki są wymienione
poniżej.
Węglowodany działają jako biopaliwo
Węglowodany działają jako źródło energii ciała i działają jak biopaliwo. Poniżej omówiono mądre
szczegóły dotyczące procesu wytwarzania energii.
·
Polisacharydy, takie jak skrobia i glikogen, są najpierw hydrolizowane przez enzymy do
glukozy.
·
Glukoza jest transportowana z jednej komórki do drugiej przez krew w przypadku
zwierząt i sok komórkowy w przypadku roślin.
·
Glukoza jest następnie utleniana w celu wytworzenia dwutlenku węgla i wody.
·
Energia jest uwalniana w tym procesie, który jest wykorzystywany do funkcjonowania
komórek.
Węglowodany działają jako podstawowe źródło energii
Proces wytwarzania energii przez węglowodany jest opisany w powyższych krokach. Ważne jest, aby
pamiętać, że tłuszcze i białka mogą być spalane w celu dostarczenia energii, ale węglowodany
działają jako podstawowe źródło energii . Tłuszcze spalane są tylko wtedy, gdy nie ma dostępności
węglowodanów. Gdy tłuszcz jest spalany pod nieobecność węglowodanów, wytwarzane są toksyczne
związki, takie jak zwane ciała ketonowe . Nagromadzenie tych ciał ketonowych w długim okresie
powoduje stan zwany ketozą . W tym stanie krew staje się niezdolna do prawidłowego przenoszenia
tlenu i może to być śmiertelne. Tak więc jedną z ważnych funkcji węglowodanów jest prawidłowe
spalanie tłuszczu.
Węglowodany pełnią funkcję przechowywania żywności
Różne formy węglowodanów są przechowywane w żywym organizmie jako pokarm magazynowy.
·
Skrobia polisacharydowa działa jako pokarm magazynowy dla roślin.
·
Glikogen przechowywany w wątrobie i mięśniach działa jako pokarm dla zwierząt.
·
Inulina działa jak pokarm magazynowy dalii, cebuli i czosnku.
Zatem węglowodan pełni funkcję przechowywania żywności.
Węglowodany działają jako szkielet w organizmie
Różne węglowodany, zwłaszcza polisacharydy, pełnią rolę żywych organizmów.
·
Celuloza tworzy ścianę komórkową komórki roślinnej wraz z hemicelulozami i pektyną
·
Chityna tworzy ścianę komórkową komórki grzybów i egzoszkieletu stawonogów
·
Peptydoglikan tworzy ścianę komórkową bakterii i cyjanobakterii.
Węglowodany działają zatem jako materiał przyczyniający się do struktury komórkowej.
Węglowodan działa jako antykoagulant
Heparyna jest polisacharydem (węglowodanem), który działa jako antykoagulant i zapobiega krzepnięciu .
Węglowodan działa jako antygen
Wiele antygenów ma charakter glikoproteinowy (który zawiera oligosacharydy) i nadaje krwi właściwości
immunologiczne.
Węglowodan działa jako hormon
Wiele hormonów, takich jak FSH (folikular Stimulating Hormone, który bierze udział w owulacji u samic) i LH
(Leutinizing Hormone), jest glikoproteiną i pomaga w procesach rozrodczych.
Węglowodany stanowią surowiec dla przemysłu
Węglowodany są ważnym składnikiem wielu gałęzi przemysłu, takich jak tekstylia, papier, lakiery i browary.
Agar jest polisacharydem stosowanym w pożywkach hodowlanych, środkach przeczyszczających i żywności.
Celuloza działa jako pasza objętościowa żywności. Stymuluje ruch perystaltyki i wydzielanie
enzymów trawiennych. Kwas hialuronowy znajdujący się między stawami działa jak płyn maziowy i
zapewnia ruch bez tarcia.
Trawienie i wchłanianie
Nasze źródła pokarmowe węglowodanów to zazwyczaj disacharydy (cukry- maltose,
sucrose, lactose) i polisacharydy (skrobie- starch ,glycogen). Przewód żołądkowo-jelitowy (GI)
odgrywa rolę w trawieniu węglowodanów w monosacharydy w celu łatwego wchłaniania. Proces
trawienny zaczyna się w ustach. Trawienie mechaniczne rozbija pokarm na mniejsze kawałki i
miesza pokarm zawierający węglowodany ze śliną zawierającą amylazę, zwaną ptyaliną.
Rozpoczyna
się
hydroliza
skrobi
do
prostszych
węglowodanowych form pośrednich dekstryny i maltozy. W jelicie cienkim enzymy jelitowe i
swoista amylaza trzustkowa działają na produkty pośrednie skrobi, aby kontynuować rozpad na
monosacharydy.
Enzymy specyficzne dla disacharydów (laktaza dla laktozy, sacharoza dla sacharozy,
maltaza dla maltozy) są wydzielane przez komórki rąbka szczoteczkowego jelita cienkiego, które
następnie hydrolizują disacharydy do monosacharydów.
Po aktywnym procesie absorpcji komórki absorpcyjne w jelicie cienkim pobierają te
monosacharydy.
Gdy glukoza, fruktoza i galaktoza dostaną się do kosmków, układ krążenia krwi w
portalu przenosi je do wątroby. Wątroba usuwa fruktozę i galaktozę i przekształca je w glukozę. Tę
glukozę można natychmiast wykorzystać do energii lub do tworzenia glikogenu, postaci
magazynującej węglowodany, która zapewnia zawsze gotowe źródło energii.
Glycogen: Przechowywanie węglowodanów
Glikogen jest energią węglowodanów przechowywaną w wątrobie i
mięśniach. Ilość trzymana w mięśniach osoby dorosłej wynosi 150 gramów (600 kcal); 90
kcal) jest przechowywanych w wątrobie. Odzyskany w
miarę potrzeb energii, glikogen jest szybko rozkładany przez
enzymy, aby wytworzyć przypływ energii. Proces
przekształcania glukozy w glikogen to glikogeneza.
Poziomy glikogenu można znacznie zwiększyć poprzez
trening fizyczny i manipulacje dietetyczne . Nadal jest uważany
za stosunkowo ograniczone źródło energii w porównaniu z
ilością energii zmagazynowanej w tkance tłuszczowej.
gramów (360
Węglowodany pełnią następujące funkcje u ludzi:
1. Utlenianie węglowodanów zapewnia energię.
2. Przechowywanie węglowodanów, w postaci glikogenu, zapewnia krótkoterminową rezerwę
energii.
3. Węglowodany dostarczają atomy węgla do syntezy innych substancji biochemicznych
(białek, lipidów i kwasów nukleinowych).
4. Węglowodany stanowią część struktury strukturalnej cząsteczek DNA i RNA.
5. „Markery” węglowodanowe na powierzchni komórek odgrywają kluczową rolę w procesach
rozpoznawania komórek.
Węglowodany są klasyfikowane na podstawie wielkości cząsteczkowej jako
monosacharydy, oligosacharydy i polisacharydy.
Monosacharydy są węglowodanami, które zawierają pojedynczą jednostkę
polihydroksyaldehydową lub polihydroksy ketonową. Monosacharydy nie mogą być rozkładane na prostsze
jednostki przez reakcje hydrolizy. Zarówno glukoza, jak i fruktoza są monosacharydami. Naturalnie
występujące monosacharydy mają od 4 do 7 atomów węgla; gatunki pięcio- i sześciowęglowe są szczególnie
powszechne. Czyste monosacharydy są rozpuszczalnymi w wodzie, białymi, krystalicznymi ciałami
stałymi.
Oligosacharydy są węglowodanami, które zawierają od dwóch do dziesięciu jednostek
monosacharydowych. Disacharydy są najpowszechniejszym rodzajem oligosacharydów. Disacharydy są
węglowodanami złożonymi z dwóch jednostek monosacharydowych związanych kowalencyjnie ze
sobą. Disacharydy, podobnie jak monosacharydy, są krystalicznymi, rozpuszczalnymi w wodzie
substancjami. Sacharoza (cukier stołowy) i laktoza (cukier mleczny) to disacharydy.
W organizmie ludzkim często występują oligosacharydy związane z białkami i lipidami w
kompleksach, które mają zarówno funkcje strukturalne, jak i regulacyjne. Wolne oligosacharydy, inne niż
disacharydy, rzadko występują w układach biologicznych.
Całkowita hydroliza oligosacharydu wytwarza monosacharydy. Po hydrolizie, disacharyd
wytwarza dwa monosacharydy, trzy trisacharydy, trzy monosacharydy, sześć heksasacharydów, sześć
monosacharydów i tak dalej.
Polisacharydy
to węglowodany złożone z wielu jednostek
monosacharydowych. Polisacharydy, które są polimerami, często składają się z dziesiątek tysięcy
jednostek monosacharydowych. Zarówno celuloza, jak i skrobia są polisacharydami. Te dwie
substancje spotykamy wszędzie. Papier, na którym drukowana jest ta książka, to głównie celuloza,
podobnie jak bawełna w naszych ubraniach i drewno w naszych domach. Skrobia jest składnikiem
wielu rodzajów żywności, w tym chleba, makaronu, ziemniaków, ryżu, kukurydzy, fasoli i grochu.
14.Digestion of carbohydrates: localization, types, role of enzymes.
Digestion of cellulose.
Trawienie i wchłanianie węglowodanów
Węglowodany muszą być trawione i wchłaniane, aby przekształcić je w energię, która może
być wykorzystana przez organizm. Przygotowanie żywności często pomaga w procesie trawienia. Gdy
skrobie są rozgrzane, pęcznieją i stają się łatwiejsze do załamania dla ciała. W ustach enzym amylaza
zawarta w ślinie miesza się z produktami spożywczymi i rozbija niektóre skrobie na mniejsze
jednostki. Jednak gdy węglowodany dotrą do kwaśnego środowiska żołądka, amylaza jest
inaktywowana. Po przejściu węglowodanów przez żołądek i do jelita cienkiego kluczowe enzymy
trawienne są wydzielane z trzustki i jelita cienkiego, gdzie zachodzi większość trawienia i
wchłaniania. Amylaza trzustkowa rozbija skrobię na disacharydy i małe polisacharydy, a enzymy z
komórek ściany jelita cienkiego rozbijają wszelkie pozostałe disacharydy na ich składniki
monosacharydowe. Błonnik pokarmowy nie jest trawiony przez jelito cienkie; zamiast tego przechodzi
do dwukropka bez zmian.
Cukry, takie jak galaktoza, glukoza i fruktoza, które występują naturalnie w żywności lub są
wytwarzane przez rozpad polisacharydów, wchodzą do chłonnych komórek jelitowych
.
Po absorpcji są one transportowane do wątroby, gdzie galaktoza i fruktoza są
przekształcane w glukozę i uwalniane do krwiobiegu. Glukoza może być wysyłana
bezpośrednio do narządów, które potrzebują energii, może być przekształcona w glikogen (w
procesie zwanym glikogenezą) do przechowywania w wątrobie lub mięśniach, lub może być
przekształcona i przechowywana jako tłuszcz.
Trawienie i wchłanianie
Trawienie jest mechanicznym i chemicznym rozkładem żywności na małe organiczne
fragmenty. Ważne jest, aby rozkładać makrocząsteczki na mniejsze fragmenty, które są
odpowiedniej wielkości do wchłaniania przez nabłonek trawienny. Duże, złożone cząsteczki
białek, polisacharydów i lipidów muszą zostać zredukowane do prostszych cząstek, takich jak
cukier prosty, zanim będą mogły zostać wchłonięte przez komórki nabłonkowe przewodu
pokarmowego. Różne organy odgrywają szczególną rolę w procesie trawienia. Dieta zwierzęca
potrzebuje węglowodanów, białka i tłuszczu, a także witamin i składników nieorganicznych dla
równowagi żywieniowej. Sposób trawienia każdego z tych komponentów omówiono w
kolejnych sekcjach.
Węglowodany
Trawienie węglowodanów zaczyna się w ustach. Enzym śliny amylaza rozpoczyna rozpad
skrobi pokarmowych na maltozę, disacharyd. Gdy bolus pokarmu przechodzi przez przełyk do
żołądka, nie zachodzi znaczące trawienie węglowodanów. Przełyk nie wytwarza enzymów
trawiennych, ale produkuje śluz do smarowania. Kwaśne środowisko w żołądku zatrzymuje
działanie enzymu amylazy.
Kolejny etap trawienia węglowodanów odbywa się w dwunastnicy. Przypomnij sobie, że chym z
żołądka wchodzi do dwunastnicy i miesza się z wydzieliną trawienną trzustki, wątroby i
woreczka żółciowego. Soki trzustkowe zawierają również amylazę, która kontynuuje rozkład
skrobi i glikogenu na maltozę, disacharyd. Disacharydy są rozkładane na monosacharydy przez
enzymy zwane maltazami.
Maltaza rozkłada maltozę na glukozę. Inne disacharydy, takie jak sacharoza i laktoza, są
rozkładane odpowiednio przez sacharazę i laktazę. Sucrase rozkłada sacharozę (lub „cukier
stołowy”) na glukozę i fruktozę, a laktaza rozkłada laktozę (lub „cukier mleczny”) na glukozę i
galaktozę. Tak wytworzone monosacharydy (glukoza) są wchłaniane, a następnie mogą być
wykorzystywane w szlakach metabolicznych do wykorzystania energii. Monosacharydy są
transportowane przez nabłonek jelitowy do krwiobiegu, aby zostać przetransportowane do
różnych komórek w organizmie.
Rysunek 15.16. Trawienie węglowodanów odbywa się za pomocą kilku enzymów. Skrobia i
glikogen są rozkładane na glukozę przez amylazę i maltazę. Sacharoza (cukier stołowy) i
laktoza (cukier mleczny) są rozkładane odpowiednio przez sacharazę i laktazę.
Trawienie węglowodanów
Stron
Enzym
Ślinowa
amylaza
Amylaza
trzustkowa
Oligosachary
dazy
Wyprodukowano
a
Podłoża
przez
akcji
działające
Produkty końcowe
Ślinianki
Usta
Polisachary
Disacharydy (maltoza),
dy (skrobia)
oligosacharydy
Jelito
Polisachary
Disacharydy (maltoza),
cienkie
dy (skrobia)
monosacharydy
Trzustka
Podszewka
jelita; membrana
szczoteczkowa
Jelito
cienkie
Monosacharydy (np.
Disacharydy
Glukoza, fruktoza,
galaktoza)
Celuloza:
Głównym składnikiem sztywnych ścian komórkowych w roślinach jest celuloza. Celuloza jest
liniowym polimerem polisacharydowym z wieloma jednostkami monosacharydowymi
glukozy. Połączenie acetalowe jest beta, co odróżnia je od skrobi. Ta szczególna różnica w
wiązaniach acetalowych powoduje istotną różnicę w strawności u ludzi. Ludzie nie są w stanie
strawić celulozy, ponieważ brakuje odpowiednich enzymów do rozpadu wiązań betaacetalowych.
15.Energetic balance of glycolysis in aerobic conditions. Energetic
balance of glycolysis in anaerobic conditions. Biological role of
glycolysis
Glikoliza jest procesem metabolicznym, który służy jako podstawa zarówno
tlenowego, jak i beztlenowego oddychania komórkowego. W glikolizie
glukoza jest przekształcana w pirogronian. Glukoza jest sześcioczłonową
cząsteczką pierścieniową znajdującą się we krwi i jest zwykle wynikiem
rozpadu węglowodanów na cukry. Wnika do komórek poprzez specyficzne
białka transportowe, które przenoszą je z zewnątrz komórki do cytozolu
komórki. Wszystkie enzymy glikolityczne znajdują się w cytozolu.
Ogólna reakcja glikolizy, która zachodzi w cytoplazmie, jest przedstawiona po prostu jako:
C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P -> 2 kwas pirogronowy, (CH 3 (C = O) COOH + 2 2 +
ATP NADH + 2H +
Glikoliza może zachodzić z udziałem tlenu lub beztlenowo. W warunkach beztlenowych po
glikolizie następuje proces fermentacji. Następuje fermentacja,której produktem jest u ludzi kwas
mlekowy. U innych organizmów produktami fermentacji mogą być alkohol etylowy (etanol). Ale
jeżeli jest dostępny tlen -- a zakładamy, w większości przypadków mamy dostęp do tlenu -- jeżeli
mamy dostępny tlen, to po glikolizie nastąpią reakcje cyklu Krebsa. Czasem nazywamy ten cykl
cyklem kwasu cytrynowego, bo jego pierwszym produktem jest kwas cytrynowy.
Po cyklu Krebsa, kolejnym etapem oddychania komórkowego jest łańcuch transportu elektronów
(łańcuch oddechowy). Z ogólnego filmiku o oddychaniu komórkowym wiemy już, że to właśnie w
łańcuchu oddechowym powstaje większość cząsteczek ATP. W łańcuchu elektronów do produkcji
ATP wykorzystywane są związki powstające w cyklu Krebsa. Glikoliza, a właściwie całe
oddychanie komórkowe, zaczyna się od cząsteczki glukozy. Znacie wzór glukozy -- C6H12O6.
Występuje praktycznie w każdej formie życia jaką znamy i polega na wykorzystywaniu glukozy
jako paliwa oraz w procesie rozkładu, w procesie glikolizy, glikoza rozbija ją na dwie
pirogronianowe cząsteczki. Glukoza jest cząsteczką szcześciowęglową. Każdy z pirogronianów
jest cząsteczką trójwęglową. W tym procesie otrzymuje się w sumie dwie cząstki ATP. To znaczy,
bierzemy dwie cząsteczki ATP a otrzymujemy cztery Więc wykorzystujemy dwie cząsteczki ATP. To
często nazywane jest 'fazą inwestycji' i powiemy o tym za chwilę. Następnie produkujemy cztery
cząsteczki ATP w sumie co daje dwie dodatkowe cząsteczki ATP i właśnie to widzimy tutaj Widzisz
w sumie dwie cząsteczki ATP produkowane bezpośrednio przez glikozę i wtedy również następuje
redukcja NAD do NADH. Pamiętaj, że redukcja polega na pobieraniu elektronów, a tutaj, NAD,
nikotynamida dinukleotyd adeniny, mamy na ten temat inne filmy, jest interesującą cząsteczką,
właściwie jest ona dość dużą cząsteczką, widzimy ładunek dodatni, jednak później zauważamy, iż
nie tylko zdobyła ona wodór, ale także straciła ładunek dodatni. Zdobywa wodór i elektron. Możesz
w sumie założyć, że otrzymuje ona wodorek. Teraz anion wodorkowy nie będzie typowo dla siebie
odizolowany, ale sumując, możesz pomyśleć że tak właśnie się dzieje. I tak otrzymuje ona wodór
oraz dodatkowy elekton i tak właśnie NAD+ zostanie zredukowany. Zostanie on zredukowany do
NADH. Więc redukuje się do NADH. Następnie NADH, może być utleniony w łańcuch
transportowy elektronów. Zgłębimy to później, gdy zastanowimy się nad fosforylacją oksydacyjną,
aby wyprodukować jeszcze więcej ATP. Ale na bardzo wysokopoziomowej, prostej zasadzie.
Glukoza rozkładana na pirograniany, sześć węgli, trzy węgle każdego z tych pirogranianów teraz
inne rzeczy przyczepione są do węgli i zobaczymy to za chwilę. Łącznie powstają dwie cząsteczki
ATP i zachodzi redukcja dwóch NAD do dwóch NADH, które mogą zostać wykorzystane później do
produkcji większej ilości ATP. Teraz, glikoliza jest typowym początkiem oddychania komórkowego.
Jeżeli w środowisku obecny jest tlen, wtedy mamy te produkty niektóre z nich przemieszczające
się do mitochondriów gdzie może zajść cykl kwasu cytrynowego, cykl Krebsa i zachodzi
fosforylacja oksydacyjna. Jeżeli w środowisku nie ma tlenu, wtedy zachodzi oddychanie
beztlenowe, lub fermentacja. Powiemy o tym w następnym filmie, i to wszystko o tym co zrobić z
otrzymanymi produktami, szczególnie jak uzupełniać NAD+. Teraz gdy mamy bardzo
powierzchowny pogląd na glikolizę, zagłębmy się lepiej w to co właściwie się dzieje. Za każdym
razem kiedy patrzę na te dokładniejsze procesy, jedną rzeczą, którą należy docenić jest jak bardzo
skomplikowane rzeczy dzieją się w tej chwili we wszystkich twoich komórkach. To jest czysto
abstrakcyjne, by próbować to sobie chociaż wyobrazić, jednak to właśnie się dzieje w twoim ciele
setki razy, w tym momencie. To nie jest coś co jest ci obce. Jest też dość zabawną rzeczą, jak to
wszystko zostało odkryte przez naukowców. To jest osobna fascynująca historia. Jednak głównym
celem tego filmu jest docenienie mechanizmu i reakcji, przez które zachodzi. Nie zamierzam
wchodzić w szczegóły mechanizmów chemii organicznej. Więc mamy tutaj cząsteczkę glukozy,
widzisz jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć węgli. Pierwszym krokiem jest uleganie fosforylacji i
mamy cały film poświęcony fosforylacji glukozy, i wszystkie te kroki są umożliwiane przez enzymy.
Fosforylacja jest umożliwiana przez heksokinazy. Kinaza jest ogólnym określeniem enzymu który
umożliwia fosforylację lub defosforylację, a więc ogólnie bierze udział w fosforylacji, że tak
powiem. Wszystkie enzymy służą obniżeniu energii aktywacji. A sposób w jaki robią to
heksokinazy, a przynajmniej po części robią, wymaga użycia kofaktora, jakim jest jon magnezowy.
Mówiliśmy o tym w innych filmach, jak kofaktory pomagają enzymom obniżyć energię aktywacji.
Aby przeprowadzić fosforylację, używany ATP. Więc to jest minus jedna cząsteczka ATP. Więc
jesteśmy w 'fazie inwestycji'. Mimo, iż reakcja ta przebiega głównie z lewa na prawo, jest ona
reakcją 'do pary' dla fosforylacji glukozy, która wymaga wolnej energii, a ATP uwalnia wolną
energię więc parujesz te reakcje i zachodzą one silnie z lewa na prawo. Teraz, by wyjaśnić co się
stało to tutaj zostało zastąpione, lub może powinienem powiedzieć że to tu zostało zastąpione tym
stąd. By śledzić to co się dzieje. Teraz, kolejna katalizowana przez enzymy reakcja, ta jest w
równowadze, może zajść w obie strony, ale jak zobaczymy, prawa strona, lub elementy które są
dalej w procesie glikolizy, są nieustannie zamieniane w dalsze produkty, więc ich stężenie się
zmniejszy tak więc reakcja będzie zachodzić w tą stronę. Jednak ta szczególna reakcja,
przechodzenia z sześciofosforanowej glukozy do szcześciofosforanowej fruktozy, może być w
równowadze. Jednak enzym umożliwiający to Iizomeraza glukozo-6-fosforanowa, jest enzymem,
który pomaga przejść z jednego izomeru cząsteczki w drugi izomer. I to właśnie się tu dzieje.
Zamiast tego tlenu przyłączonego do węgla, tworzy się wiązanie z tym węglem. Więc otrzymujemy
fruktozę, pięciowęglowy pierścień tutaj lub pięcioelementowy pierścień, z czterema węglami,
kontra sześcioelementowy pierścień tutaj, gdzie mamy pięć węgli. Tak więc to wiązanie przechodzi
z tego węgla tutaj i to jest główna różnica. Następnie mamy kolejną, bardzo silną bezpośrednią
reakcję, po raz kolejny umożliwianą przez ATP i jest ona wykonywana przez fosfofruktokinazę. Ma
ona w sobie słowo 'kinaza'. I jest to wykorzystywanie ATP, więc można zgadnąć co będzie miało
miejsce. Przyłączymy dodatkową grupę fosforanową do sześciofosforanowej fruktozy, i teraz
mamy dwie z tych grup fosforanowych. Więc ten wodór stąd jest teraz zastąpiony przez kolejną
grupę fosforanową. I znowu jest to umożliwiane przez kofaktor magnezowy, który pomaga
stabilizować część ładunków ujemnych powiązanych z grupami fosforanowymi, o których mówimy
w innych filmach. Jednak ważną rzeczą jest to, iż zużywa kolejną cząsteczkę ATP. Jesteśmy nadal
w fazie inwestycji, minus jedno ATP. I za każdym razem, kiedy patrzę na to jest to fascynujące, że
wszystkie te rzeczy dzieją się w naszych komórkach teraz kiedy o tym mówimy. W gruncie rzeczy,
abym mógł mówić to wszystko musi zachodzić, ponieważ moje ciało potrzebuje pobierać glukozę i
zdobywać energię, aby przekształcić ją w ATP, żeby moje mięśnie mogły się poruszać i żebym
mógł oddychać i wykonywać wszystkie inne czynności potrzebne do mówienia. Więc doceniam to
co się tu dzieje. Następnie, kolejnym krokiem, o którym mówimy jest cały proces glikolizy, który
polega na lizowaniu glukozy. I to tutaj jest pobierane z glukozy i fosforanów, i następnym krokiem,
będzie rozłożenie tego. I rozłożymy to za pomocą enzymu, jakim jest aldolaza. Aldolazy
umożliwiają zajście kondensacji aldolowej. Kondensacja aldolowa może służyć do złączenia
dwóch cząsteczek, lub w tym przypadku do ich rozkładu. Rozłożymy je na dwa trzywęglowe
łańcuchy. Teraz te dwa trzywęglowe łańcuchy, gliceraldehyd 3-fosforaowy, i ten bohater tutaj, mogą
być przetworzone pomiędzy tymi dwoma z kolejną izomerazą, tą izomerazą triozofosforanową
tutaj. Więc w tym momencie w glikolizie, możemy pomyśleć o sobie że mamy dwie z nich. Więc
powiedzmy, że dwa razy gliceraldehyd 3-fosforanowy. Idąc dalej, wyobraźmy sobie że to dzieje się
dwa razy na każdą cząsteczkę glukozy. W dowolnym momencie, gdy się zgubisz zatrzymaj ten
film. Zobacz jak te elementy, i te cząsteczki połączone razem, mogą stworzyć to tutaj. Teraz, kiedy
mamy inną reakcję jest ona umożliwiona przez dehydrogenazę. Dehydrogenazy najczęściej są
uwzględnione w tym przypadku, to jest redukcja NAD. Widzieliśmy to w filmie poglądowym. Więc
NAD jest redukowany. I to może być wykorzystane, ten NADH później może być użyty w łańcuchu
transportowym elektronowym aby potencjalnie wytworzyć trochę więcej ATP, ale w tym procesie
również dodajemy kolejną grupę fosforanową do gliceraldehydu 3-fosforanowego. Widzisz tą
grupę fosforanową tutaj, której wcześniej tu nie było. I właściwie to tutaj jest powinienem
narysować strzałki w obu stron, to tutaj, ta reakcja może zachodzić w obie strony. Właściwie ta
reakcja też. Następnie, będziemy w fazie rozliczenia. Więc to tutaj, zaczynamy z tą cząsteczką,
która ma te dwie grupy fosforanowe i potem używając kinazy fosfoglicerynianowej, jesteśmy w
stanie odczepić jedną z tych grup fosforanowych i w tym procesie uzyskać ATP. Teraz chcemy
pozostać z jedną cząsteczką ATP na plusie ale musimy pamiętać, że teaz zachodzi to dwukrotnie.
Ponieważ mieliśmy dwa z tych gliceraldehydów 3-fosforanowych, teraz możemy powiedzieć, że
jeżeli mówimy o tym zachodzącym dwa razy, plus dwie cząsteczki ATP. Teraz jesteśmy w fazie
rozliczenia. Następnie mamy, umożliwianą przez fosfogliceromutazę, mutazę czyli klasę izomeraz.
Mam problem z mówieniem tego. To zabierze funkcjonalną grupę z jednego miejsca w drugie, lub
przetransportuje jedną część cząsteczki do drugiej, i widzimy tą grupę fosforanową przechodzącą
z tego węgla do węgla środkowego. I to właśnie to robi. Następnie używamy enolazy aby się tam
dostać, a następnie kinaza pirogronianowa, i tu kinaza zostanie wykorzystana do defosforylacji tej
cząsteczki tutaj i to przenosi nas na drogę, narysowałem tu jest kwas pirogronowy, ponieważ
narysowałem wodór tutaj i jeżeli ten wodór zostanie odłączony a ten tlen pobierze elekton,
nazwiemy to kwasem pirogronowym. To jest uważane za koniec, myślę że można powiedzieć,
mainstreamowej glikolizy. To co się stało, i czemu nie chcę przyglądać się tutaj, to ADP zostało
przekształcone w kolejne ATP, ale to stanie się dwa razy. Więc to daje kolejne plus dwie cząsteczki
ATP. Więc miejmy nadzieję, że zobaczymy fazę inwestycji używamy tutaj ATP aby fosforylować
glukozę, tu używamy kolejnego ATP aby odrzucić kolejną grupę fosforanową na tym co było
fruktozą sześciofosforanową, a następnie otrzymujemy fazę rozliczenia. Więc jesteśmy w stanie
wyprodukować to NADH i to właściwie będą dwa NADH ponieważ wszystko zajdzie dwa razy,
możemy założyć że ten bohater tutaj zostanie również przekształcony w gliceraldehyd 3fosforanowy i teraz wyprodukowaliśmy dwie cząsteczki ATP, bo zachodzi to dwa razy i
wyprodukowaliśmy dwie cząsteczki ATP tutaj.
Glikoliza jest główną drogą katabolizmu dla glukozy, fruktozy i
galaktozy. Beztlenowe glikolizaprzebiegają w bardzo szybkim tempie szybko rosnące
komórki nowotworowe, co daje w rezultacie wytwarzania kwasu
mlekowego. Beztlenowa glikoliza jest niemal powszechne wśród wszystkich typów
komórek, choć końcowe produkty mogą się różnić. Beztlenowa glikolizasłuży do szybkiego
„energia” w typie IIB włókien mięśni poprzecznie prążkowanych. Wątroba, nerki, mózg i
serce stanowią zwykle około 7% masy ciała, ale otrzymują prawie 70% pojemności
minutowej serca w spoczynku. Organy te zwykle zużywają około 58% O2
wykorzystywanego w stanie spoczynku. Rogówka i soczewka w dużym stopniu zależą
od glikolizy beztlenowej . Dojrzałe krwinki czerwone polegają wyłącznie na beztlenowej
glikolizie.
16.Diabetes mellitus: types, causes, disorders of metabolism, symptoms,
treatment.
Głównym wskaźnikiem opisującym metabolizm węglowodanów jest poziom cukru
we krwi. U zdrowych ludzi wynosi 4,4-6,6 mmol / l.
Ta wartość jest sumarycznym wynikiem skomplikowanej interakcji wielu
wpływów egzogennych i endogennych. Pierwsza odzwierciedla równowagę między ilością
glukozy, która wchodzi do krwi, a ilością glukozy, która jest wykorzystywana przez
komórki.
Po drugie,
poziom glukozy we krwi odzwierciedla efekt jednoczesnego wpływu
regulacyjnego na metabolizm węglowodanów w układzie nerwowym i gruczołach wydzielania
wewnętrznego - przedni przysadka mózgowa (somatotropowe, tyreotropowe,
adrenokortykotropowe), kora nadnerczy (adrenalina, noradrenalina),
trzustka (insulina,
glukagon, somatostatyna), tarczyca (tyroksyna, trijodotyronina). Spośród wyliczonych
hormonów tylko insulina obniża stężenie glukozy we krwi, reszta hormonów ją zwiększa.
Regulacja metabolizmu glukozy
Stężenie glukozy we krwi opisuje metabolizm węglowodanów zarówno u
zdrowego mężczyzny, jak i chorych. Podstawą choroby jest zaburzenie metabolizmu
węglowodanów, które może płynąć wraz ze wzrostem stężenia glukozy we krwi i jej
obniżeniem. Wzrost stężenia glukozy nazywa się hipoglikemią obniżającą hiperglikemię. Na
przykład hiperglikemia jest bardzo typowa dla cukrzycy, hipoglikemii - dla glikogenozy.
Cukrzyca
Cukrzyca lub po prostu cukrzyca to grupa chorób metabolicznych, w których osoba ma
wysoki poziom cukru we krwi, ponieważ trzustka nie wytwarza wystarczającej ilości insuliny lub
komórki nie reagują na wytwarzaną insulinę. Ten wysoki poziom cukru we krwi wywołuje klasyczne
objawy wielomoczu (częste oddawanie moczu), polidypsję (zwiększone pragnienie) i polifagię
(zwiększony głód).
Istnieją trzy główne typy cukrzycy (DM).
DM typu 1 wynika z niewydolności organizmu w produkcji insuliny i obecnie wymaga od
osoby wstrzyknięcia insuliny lub noszenia pompy insulinowej. Ta postać była wcześniej określana
jako „cukrzyca insulinozależna” (IDDM) lub „cukrzyca młodzieńcza”.
Typ 2 DM wynika z insulinooporności, stanu, w którym komórki nie wykorzystują
insuliny prawidłowo, czasami w połączeniu z bezwzględnym niedoborem insuliny. Ta postać była
wcześniej określana jako cukrzyca insulinoniezależna (NIDDM) lub „cukrzyca dorosłych”.
Trzecia główna forma, cukrzyca ciążowa, występuje, gdy u ciężarnych bez wcześniejszego
rozpoznania cukrzycy występuje wysoki poziom glukozy we krwi. Może poprzedzać rozwój DM typu
2.
Inne postacie cukrzycy obejmują wrodzoną cukrzycę, która wynika z genetycznych
defektów wydzielania insuliny, cukrzycy związanej z mukowiscydozą, cukrzycy steroidowej
indukowanej przez wysokie dawki glikokortykosteroidów i kilku postaci cukrzycy monogenowej.
Nieleczona cukrzyca może powodować wiele komplikacji. Ostre powikłania obejmują
cukrzycową kwasicę ketonową i nieketotyczną śpiączkę hiperosmolarną. Poważne długoterminowe
powikłania obejmują choroby układu krążenia, przewlekłe niewydolność nerek
i retinopatia cukrzycowa (uszkodzenie siatkówki). Ważne jest zatem odpowiednie leczenie
cukrzycy, a także kontrola ciśnienia krwi i czynniki związane ze stylem życia, takie jak zaprzestanie
palenia i utrzymanie zdrowej masy ciała.
Wszystkie formy cukrzycy można leczyć, ponieważ insulina stała się dostępna, A
cukrzycę typu 2 można kontrolować za pomocą leków. Insulina i niektóre leki doustne mogą
powodować hipoglikemię (niskie stężenie cukru we krwi), co może być niebezpieczne, jeśli jest
ciężkie. Oba typy 1 i 2 są chorobami przewlekłymi, których nie można wyleczyć. Przebadano
przeszczepy trzustki z ograniczonym powodzeniem u DM typu 1; operacja pomostowania żołądka
była skuteczna u wielu z chorobliwą otyłością i cukrzycą typu 2. Cukrzyca ciążowa zwykle ustępuje
po porodzie.
Głównym wskaźnikiem opisującym metabolizm węglowodanów jest poziom cukru we
krwi. U zdrowych ludzi wynosi 4,4-6,6 mmol / l.
Cukrzyca jest grupą chorób heterogennych, które powstają na podstawie bezwzględnej lub
względnej niewydolności insuliny i mają hiperglikemię jako objaw ogólny.
Klasyfikacja cukrzycy do wysokości pozostaje kliniczna. Główne typy - cukrzyca
insulinozależna i cukrzyca niezależna od insuliny. Te dwa typy cukrzycy dotyczą większości
pacjentów. Na świecie jest sześć milionów pacjentów z cukrzycą insulinozależną. To głównie choroba
białej rasy.
Cukrzyca insulinozależna
Cukrzyca insulinozależna powstaje w wyniku całkowitej niewydolności
insuliny. Opisywany jest przez insulinopenię i skłonność do kwasicy ketonowej. Ta cukrzyca
występuje częściej u dzieci i młodzieży (do 30 lat). Insulina jest potrzebna do podtrzymania życia
pacjenta. Do jego braku dochodzi śpiączka ketonowa.
Cukrzyca insulinozależna ma podłoże genetyczne. Skłonność do cukrzycy tego typu jest
uwarunkowana przez niektóre geny głównego układu zgodności tkankowej (MHC). Układ genów
HLA znajduje się w niewielkim stopniu na krótkim ramieniu 6 chromosomów. Tutaj zidentyfikowano
kilka lokalizacji - A, B, C i obszar D, który zawiera trzy lokalizacje - DP,
DQ i DR. Wysokie
prawdopodobieństwo cukrzycy insulinozależnej dotyczy obszaru D i nominalnie
miejsc DR. Geny
DR3 i DR4 są diabetogenne. Bardzo wysokie ryzyko choroby powstaje u tych osób, które mają
zarówno gen - DR3, jak i DR4. Nachylenie do cukrzycy zależnej od insuliny jest również związane z
locus DQ (geny DQ2 i DQ8).
DIAGNOZA
Poziom glukozy w osoczu na czczo ≥ 7,0 mmol / l (126 mg / dl)
Stężenie glukozy w osoczu ≥ 11,1 mmol / l (200 mg / dl) dwie godziny po
doustnym obciążeniu glukozą 75 g jak w teście tolerancji glukozy
Objawy hiperglikemii i nieregularnego stężenia glukozy w osoczu ≥ 11,1
mmol / l (200 mg / dl)
Hemoglobina glikowana (Hb A1C) ≥ 6,5%.
Cukrzyca niezależna od insuliny
Ta zasada typu cukrzycy różni się od pierwszej. Pacjenci z reguły nie potrzebują
egzogennej insuliny. Zaburzenia metaboliczne związane z tą cukrzycą są minimalne. Terapia
dietetyczna i doustne leki zmniejszające stężenie glukozy są wystarczające do ich wyrównania. Tylko
w stresie (uraz, ostra infekcja) pacjent stosuje insulinę. Choroba może przebiegać latami bez
hiperglikemii. Czasami ujawnia się w wieku ponad 40 lat.
Istnieją trzy czynniki, które odgrywają decydującą rolę w tworzeniu tego typu
cukrzycy. Oto czynniki genetyczne, zaburzenia funkcjonalne komórek β i insulinooporność.
Ilość glukozy przenoszona w komórce zależy od bliskości receptorów insuliny na błonie i
od powinowactwa receptora do insuliny. Te parametry zależą od poziomu insuliny we
krwi. Hiperinsulinemia zmniejsza ilość receptorów i ich powinowactwo do insuliny. Hipoinsulinemia
przeciwnie mnoży ilość receptorów i ich powinowactwo do insuliny.
Inne rodzaje cukrzycy
Jest to duża, różnorodna grupa chorób z hiperglikemią. Główne przyczyny to:
a) choroby
wrodzonego braku trzustki wysp Langergansa, urazu i infekcji, guza,
zwłóknienia kystozy;
b) choroby charakter hormonalny guz chromochłonny, glukagonoma, akromegalia,
choroba Itsenko-Cushinga, tyreotoksykoza;
c) leki i środki chemiczne - glukokortykoidy, hormony tyreoidalne, diuretyki, leki
przeciwbólowe i inne środki;
d) zmiana zmniejszania lub braku receptorów insuliny (mutacja genu w chromosomie 19),
przeciwciała na receptory (mutacje 2 i 14 chromosomów);
e) zespoły dziedziczne Down's, Turner's, Klinefelter's.
objawy cukrzycy
Główne objawy to hiperglikemia, glukozuria i wielomocz.
Hiperglucemia jest związana przede wszystkim z obniżeniem wykorzystania glukozy
przez tkanki mięśniowe i tłuszczowe. Obniżenie wykorzystania glukozy ma charakter
błonotwórczy. W przypadku insulinopenii oraz w przypadku oporności na insulinę interakcja insuliny i
receptora jest uszkodzona. Dlatego białka-transportery glukozy nie są zawarte w błonach docelowych
komórek. Ogranicza to penetrację glukozy w komórkach. Jest on wykorzystywany do zmniejszania
zapotrzebowania na moc (w miocytach). Lypogeneza to spowolniony depozyt glukozy w postaci
tłuszczów (w lipocytach). Glikogeneza spowalnia syntezę glikogenu (w hepatocytach i miocytach). Z
drugiej strony, związany z cukrzycą, dodatkowa ilość glukozy jest wydzielana we krwi. W wątrobie i
mięśniach cukrzyków glikogenoliza to tzw bardzo aktywny.
Zdecydowane wyposażenie w hiperglikemię należy do glukoneogenezy. W tym przypadku
glukoza zostanie pobrana w wątrobie z aminokwasów (głównie z alaniny).
Glukozuria. U zdrowego człowieka praktycznie nie ma glukozy w moczu. Jest wydalany
w ilości nie większej niż 1 g. Przywiązanie do cukrzycy cukrzycowej zwiększa ilość wydalanej
glukozy. To jest wyjaśnienie w następnej kolejności. Jeśli stężenie glukozy we krwi i moczu
pierwotnym nie przekracza 9 mmol / l, nabłonek kanalików je wchłania. To maksymalne stężenie
nazywa się progiem nefrytycznym. Jeśli stężenie glukozy przekracza próg nerkowy (9 mmol / l), część
glukozy trafia do moczu wtórnego (glukozurii).
Polyuria. Glukoza jest osmotyczną substancją czynną. Zwiększenie jego stężenia w
pierwotnym moczu zwiększa ciśnienie osmotyczne. Woda jest wydzielana z organizmu wraz z glukozą
(diureza osmotyczna). Pacjent wydala 3-4 l moczu dziennie, czasem do 10 l.
17.The content of glucose in blood:
source of blood glucose;
causes and consequences of hypo- and hyperglycemia.
Regulacja poziomu glukozy we krwi
Jeśli z innego powodu, to z powodu zapotrzebowania mózgu na utlenialną glukozę organizm
ludzki znakomicie reguluje poziom glukozy krążącej we krwi. Ten poziom utrzymuje się w zakresie 5
mM.
Prawie wszystkie węglowodany spożywane w diecie są przekształcane w glukozę po
transporcie do wątroby. Katabolizm białek dietetycznych lub komórkowych generuje atomy węgla,
które można wykorzystać do syntezy glukozy przez glukoneogenezę . Dodatkowo, inne tkanki poza
wątrobą, które nie w pełni utleniają glukozę (głównie mięśnie szkieletowe i erytrocyty), dostarczają
mleczan, który można przekształcić w glukozę przez glukoneogenezę.
Utrzymanie homeostazy glukozy we krwi ma ogromne znaczenie dla przetrwania ludzkiego
organizmu. Dominującą tkanką odpowiadającą na sygnały wskazujące na obniżone lub podwyższone
poziomy glukozy we krwi jest wątroba.
Istotnie, jedną z najważniejszych funkcji wątroby jest wytwarzanie glukozy do
krążenia. Zarówno podwyższony, jak i obniżony poziom glukozy we krwi wyzwala odpowiedzi
hormonalne w celu zainicjowania szlaków przeznaczonych do przywrócenia homeostazy
g l u k o z y. N i s k i p o z i o m g l u k o z y w e k r w i p o w o d u j e u w a l n i a n i e g l u k a g o n u z
komórek
trzustki. Wysoki poziom glukozy we krwi powoduje uwalnianie insuliny z
komórek
trzustki. Dodatkowe sygnały, ACTH i hormon wzrostu, uwalniany z przysadki mózgowej
działa w celu zwiększenia poziomu glukozy we krwi poprzez hamowanie wychwytu przez tkanki
pozawątrobowe. Glukokortykoidy działają również w celu zwiększenia poziomu glukozy we krwi
poprzez hamowanie wychwytu glukozy. Kortyzol , główny glukokortykoid uwalniany z kory
nadnerczy, jest wydzielany w odpowiedzi na wzrost krążącego ACTH. Epinefryna , hormon rdzeniowy
nadnerczy , stymuluje produkcję glukozy poprzez aktywację glikogenolizy w odpowiedzi na stresujące
bodźce.
Wiązanie glukagonu do jego receptorów na powierzchni komórek wątroby powoduje wzrost
wytwarzania cAMP, co prowadzi do zwiększonej szybkości glikogenolizy przez aktywację fosforylazy
glikogenu przez kaskadę za pośrednictwem PKA. To jest ta sama odpowiedź hepatocytów na
uwalnianie epinefryny. Uzyskane podwyższone poziomy G6P w hepatocytach są hydrolizowane do
wolnej glukozy, przez glukozo-6-fosfatazę, która następnie dyfunduje do krwi. Glukoza dostaje się do
komórek pozawątrobowych, gdzie jest ponownie fosforylowana przez heksokinazę. Ponieważ
komórkom mięśniowym i mózgowym brakuje glukozo-6-fosfatazy, produkt glukozo-6-fosforanowy
heksokinazy jest zatrzymywany i utleniany przez te tkanki.
W przeciwieństwie do odpowiedzi komórkowych na glukagon (i epinefrynę na hepatocyty),
insulina stymuluje pozawątrobowy wychwyt glukozy z krwi i hamuje glikogenolizę w komórkach
pozawątrobowych i odwrotnie stymuluje syntezę glikogenu. Gdy glukoza dostaje się do hepatocytów,
wiąże się i hamuje aktywność fosforylazy glikogenu. Wiązanie wolnej glukozy stymuluje
defosforylację fosforylazy, dezaktywując ją. Dlaczego glukoza, która dostaje się do hepatocytów, nie
ulega natychmiastowej fosforylacji i utlenianiu? Komórki wątroby zawierają izoformę heksokinazy
zwaną glukokinazą.
Glukokinaza ma znacznie niższe powinowactwo do glukozy niż heksokinaza. Dlatego nie
jest w pełni aktywny w fizjologicznych zakresach stężenia glukozy we krwi. Dodatkowo, glukokinaza
nie jest hamowana przez swój produkt G6P, podczas gdy,
Jedną z głównych reakcji tkanek innych niż wątrobowe na insulinę jest rekrutacja na
powierzchnię komórki kompleksów transportera glukozy. Transportery glukozy obejmują rodzinę
pięciu członków, GLUT-1 do GLUT-5 . GLUT-1 jest wszechobecny w różnych tkankach. GLUT-2
występuje głównie w jelitach, nerkach i wątrobie. GLUT-3 znajduje się również w jelitach i GLUT-5
calimózg i jądro. GLUT-5 jest również głównym transporterem glukozy obecnym w błonie retikulum
endoplazmatycznego (ER) i służy do transportu glukozy do cytozolu po jego defosforylacji przez
enzym ER-glukozę-6-fosfatazę. Tkanki wrażliwe na insulinę, takie jak mięśnie szkieletowe i tkanka
tłuszczowa, zawierają GLUT-4. Gdy stężenie glukozy we krwi wzrasta w odpowiedzi na
przyjmowanie pokarmu, trzustkowe cząsteczki GLUT-2 pośredniczą w zwiększeniu wychwytu
glukozy, co prowadzi do zwiększonego wydzielania insuliny. Niedawne dowody wykazały, że receptor
powierzchniowy dla ludzkiego wirusa białaczki limfocytów T (HTLV) jest wszechobecnym GLUT-1.
Hepatocyty, w przeciwieństwie do większości innych komórek, są swobodnie
przepuszczalne dla glukozy, a zatem działanie insuliny na poziomie zwiększonego wychwytu glukozy
jest zasadniczo niezmienione. Gdy poziom glukozy we krwi jest niski, wątroba nie współzawodniczy z
innymi tkankami o glukozę, ponieważ wychwyt glukozy przez wątrobę jest stymulowany w
odpowiedzi na insulinę. I odwrotnie, gdy poziom glukozy we krwi jest wysoki, zaspokajane są
potrzeby pozawątrobowe, a wątroba pobiera glukozę w celu przekształcenia w glikogen na przyszłe
potrzeby. W warunkach wysokiego stężenia glukozy we krwi poziom glukozy w wątrobie będzie
wysoki, a aktywność glukokinazy będzie podwyższona. G6P wytwarzany przez glukokinazę jest
szybko przekształcany do G1P przez fosfoglukutazę, gdzie może być następnie włączony do
glikogenu.
Zarządzanie niskim i wysokim poziomem cukru we krwi
Hipoglikemia
Hipoglikemia
Chociaż inne komórki mogą używać innych paliw przez pewien czas hormon wzrostu
(najbardziej widoczne kwasy tłuszczowe), oddychanie neuronowe, krążenie, itp., a te drugie,
ponieważ gromadzą nadmiar energii pokarmowej w stosunku do przyszłości zależą od glukozy jako
źródła energii u głodującego człowieka. Nie wymagają insuliny do wchłaniania glukozy, w
przeciwieństwie do tkanki mięśniowej i tłuszczowej, i mają bardzo małe wewnętrzne zapasy
glikogenu. Glikogen przechowywany w komórkach wątroby (w przeciwieństwie do glikogenu
przechowywanego w komórkach mięśniowych) może być przekształcany w glukozę i uwalniany do
krwi, gdy glukoza z trawienia jest niska lub nieobecna, a szkielet glicerolu w triglicerydach może być
również stosowany do wytwarzania glukozy we krwi.
Wyczerpanie tych źródeł może, tymczasowo lub w sposób trwały, obniżyć poziom glukozy we
krwi do wystarczająco niskiego poziomu, po pierwsze i najbardziej przejawia się w upośledzonym
funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego - zawroty głowy, problemy z mową, a nawet utrata
przytomności, są nie nieznany. Jest to znane jako hipoglikemia lub, w przypadkach powodujących
utratę przytomności, „ śpiączka hipoglikemiczna ” (wcześniej określana jako „wstrząs insulinowy”
pochodzący od najczęstszego czynnika sprawczego). Endogenne przyczyny nadmiaru insuliny (takie
jak insulinoma ) są bardzo rzadkie, a przytłaczająca większość hipoglikemiiprzypadki są
spowodowane działaniem człowieka (np. jatrogenne, spowodowane przez lek) i są zazwyczaj
przypadkowe.
Możliwe przyczyny hipoglikemii obejmują:
Nefropatia cukrzycowa (choroby nerek) Neuropatia cukrzycowa (choroby układu nerwowego)
Retinopatia cukrzycowa (choroby oczu) Hipoglikemia (niski poziom cukru we krwi)
Doustne środki hipoglikemiczne (np. Dowolny z sulfonylomoczników lub podobnych leków,
które zwiększają uwalnianie insuliny z komórek beta w odpowiedzi na określony poziom glukozy we
krwi).
Insulina zewnętrzna (zazwyczaj wstrzykiwana podskórnie).
Hiperglikemia
Hiperglikemia odnosi się do przewlekle wysokiego poziomu glukozy we krwi (cukru we krwi) u
osób chorych na cukrzycę. Ogólnie rzecz biorąc, gdy stężenie glukozy przekracza 180 mg /
dl. Zbyt wysoki poziom cukru we krwi ma bardzo niekorzystny, można powiedzieć toksyczny
wpływ na naczynia organizmu. W wyniku podwyższonego poziomu glukozy niszczone są
przede wszystkim naczynia krwionośne – zarówno te małe, znajdujące się w oczach, nerkach
czy zakończeniach nerwowych, jak i duże naczynia krwionośne, czyli tętnice i żyły, od kondycji
których zależy wydolność całego układu krążenia. To w obrębie naczyń krwionośnych –
właśnie z powodu zbyt wysokiego cukru we krwi – tworzą się późne powikłania cukrzycy.
Powikłania te dzielimy na:
•
mikronaczyniowe (mikroangiopatyczne), czyli dotyczące małych naczyń
krwionośnych – do grupy tej zalicza się retinopatię cukrzycową, neuropatię cukrzycową,
cukrzycową chorobę nerek oraz zespół stopy cukrzycowej
•
makronaczyniowe (makroangiopaatyczne), dotyczące dużych naczyń krwionośnych,
w których szybko postępujący proces miażdżycowy prowadzi do powikłań w postaci
choroby niedokrwiennej serca, udaru i zawału.
18.Hormonal regulation of glycogen metabolism
Istnieją dwa rodzaje antagonistycznych hormonów metabolicznych
wpływających na poziom glukozy we krwi: hormony kataboliczne (takie jak
glukagon, hormon wzrostu i katecholaminy ), które zwiększają poziom glukozy we
krwi i jeden hormon anaboliczny (insulina), co obniża poziom glukozy we krwi
Mechanizmy, które przywracają satysfakcjonujący poziom glukozy we krwi
po hipoglikemii, muszą być szybkie i skuteczne, ze względu na bezpośrednie poważne konsekwencje
niedostatecznego stężenia glukozy (w skrajnych przypadkach, śpiączka, mniej bezpośrednio
niebezpieczna, dezorientacja lub niestabilność, wśród wielu innych efektów). Dzieje się tak dlatego, że
przynajmniej w krótkiej perspektywie, o wiele bardziej niebezpieczne jest posiadanie zbyt małej ilości
glukozy we krwi niż za dużo.
U zdrowych osób mechanizmy te są rzeczywiście ogólnie skuteczne, a
objawowa hipoglikemia występuje zazwyczaj tylko u diabetyków stosujących insulinę lub inne
leczenie farmakologiczne. Taka hipoglikemia epizody różnią się znacznie między osobami i od czasu
do czasu, zarówno pod względem nasilenia, jak i szybkości wystąpienia. W ciężkich przypadkach
konieczna jest szybka pomoc medyczna, ponieważ uszkodzenie (w mózgu i innych tkankach), a nawet
śmierć, będzie wynikało z wystarczająco niskiego poziomu glukozy we krwi.
Retinopatia cukrzycowa
Cukrzyca powoduje, że nadmierna ilość glukozy pozostaje w krwiobiegu, co może
spowodować uszkodzenie naczyń krwionośnych. W oku uszkodzone naczynia mogą przeciekać krew i
płyn do otaczających tkanek i powodować problemy ze wzrokiem.
Mechanizm zależnych od glukozy uwalniania insuliny Komórki beta w
wysepkach Langerhansa są wrażliwe na zmiany poziomów glukozy we krwi za pomocą następującego
mechanizmu.
Insulina (z łaciny insula , „wyspa”, produkowana w wysepkach Langerhansa w trzustce) jest
hormonem polipeptydowym, który reguluje metabolizm węglowodanów. Oprócz tego, że jest
głównym czynnikiem w homeostazie węglowodanów, ma wpływ na metabolizm tłuszczów i zmienia
aktywność wątroby w przechowywaniu lub uwalnianiu glukozy i przetwarzaniu lipidów we krwi oraz
w innych tkankach, takich jak tłuszcz i mięśnie. Ilość insuliny w obiegu ma bardzo szeroki wpływ na
organizm.
Insulina jest stosowana medycznie w leczeniu niektórych postaci cukrzycy. Pacjenci z
cukrzycą typu 1 zależą od insuliny zewnętrznej (najczęściej wstrzykiwanej podskórnie) ze względu na
całkowity niedobór hormonu. Pacjenci z cukrzycą typu 2 mają insulinooporność, względnie niską
produkcję insuliny lub oba; niektórzy chorzy na cukrzycę typu 2 ostatecznie potrzebują insuliny, gdy
inne leki stają się niewystarczające do kontrolowania poziomu glukozy we krwi.
Zwiększona synteza glikogenu - insulina wymusza magazynowanie glukozy w komórkach
wątroby (i mięśni) w postaci glikogenu; obniżony poziom insuliny powoduje, że komórki wątroby
przekształcają glikogen w glukozę i wydalają go do krwi.
Jest to kliniczne działanie insuliny, które jest bezpośrednio przydatne w obniżaniu wysokiego
poziomu glukozy we krwi, jak w cukrzycy.
Zwiększona synteza kwasów tłuszczowych - insulina zmusza komórki tłuszczowe do
przyjmowania lipidów we krwi, które są przekształcane w triglicerydy; brak insuliny powoduje
odwrotność.
Zwiększona estryfikacja kwasów tłuszczowych - zmusza tkankę tłuszczową do wytwarzania
tłuszczów ( tj.Triglicerydów) z estrów kwasów tłuszczowych; brak insuliny powoduje odwrotność.
Zmniejszona proteoliza - wymusza redukcję degradacji białka; brak insuliny zwiększa
degradację białek.
Zmniejszona lipoliza - wymusza zmniejszenie konwersji lipidowych komórek tłuszczowych do
kwasów tłuszczowych we krwi; brak insuliny powoduje odwrotność.
Zmniejszona glukoneogeneza - zmniejsza produkcję glukozy z różnych substratów w
wątrobie; brak insuliny powoduje wytwarzanie glukozy z różnych substratów w wątrobie i innych
miejscach.
Zwiększone wchłanianie aminokwasów - zmusza komórki do wchłaniania krążących
aminokwasów; brak insuliny hamuje wchłanianie.
Zwiększony wychwyt potasu - zmusza komórki do wchłaniania potasu w surowicy; brak
insuliny hamuje wchłanianie.
Napięcie mięśni tętniczych - wymusza rozluźnienie mięśni ściany tętnic, zwiększając przepływ
krwi, zwłaszcza w mikro tętnicach; brak insuliny zmniejsza przepływ, umożliwiając skurcz mięśni.
Działania regulacyjne dotyczące stężenia glukozy we krwi u ludzi na poziomie glukozy we
krwi zwykle pozostają w wąskim zakresie. U większości ludzi zmienia się od około 70 mg / dl do być
może 110 mg / dl (3,9 do 6,1 mmol / litr), z wyjątkiem krótko po jedzeniu, gdy poziom glukozy we
krwi chwilowo wzrasta. Ten efekt homeostatyczny jest wynikiem wielu czynników, z których
najważniejsza jest regulacja hormonalna.
Chociaż inne komórki mogą używać innych paliw przez pewien czas hormon wzrostu
(najbardziej widoczne kwasy tłuszczowe), oddychanie neuronowe, krążenie, itp., a te drugie,
ponieważ gromadzą nadmiar energii pokarmowej w stosunku do przyszłości zależą od glukozy jako
źródła energii u głodującego człowieka. Nie wymagają insuliny do wchłaniania glukozy, w
przeciwieństwie do tkanki mięśniowej i tłuszczowej, i mają bardzo małe wewnętrzne zapasy
glikogenu.
Glikogen przechowywany w komórkach wątroby (w przeciwieństwie do glikogenu
przechowywanego w komórkach mięśniowych) może być przekształcany w glukozę i uwalniany do
krwi, gdy glukoza z trawienia jest niska lub nieobecna, a szkielet glicerolu w triglicerydach może być
również stosowany do wytwarzania glukozy we krwi.
Wyczerpanie tych źródeł może, tymczasowo lub w sposób trwały, obniżyć poziom glukozy we
krwi do wystarczająco niskiego poziomu, po pierwsze i najbardziej przejawia się w upośledzonym
funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego - zawroty głowy, problemy z mową, a nawet utrata
przytomności, są nie nieznany. Jest to znane jako hipoglikemia lub, w przypadkach powodujących
utratę przytomności, „ śpiączka hipoglikemiczna ” (wcześniej określana jako „wstrząs insulinowy”
pochodzący od najczęstszego czynnika sprawczego). Endogenne przyczyny nadmiaru insuliny (takie
jak insulinoma ) są bardzo rzadkie, a przytłaczająca większość hipoglikemiiprzypadki są
spowodowane działaniem człowieka (np. jatrogenne, spowodowane przez lek) i są zazwyczaj
przypadkowe. Odnotowano kilka przypadków morderstw, usiłowań zabójstwa lub samobójstwa za
pomocą przedawkowania insuliny, ale większość wstrząsów insulinowych wydaje się być
spowodowana niegospodarnością insuliny (nie zjadła tyle, ile spodziewano się lub ćwiczyła więcej niż
oczekiwano), lub błąd (np. 20 jednostek insuliny zamiast 2).
Metabolizm insuliny i węglowodanów
Glukoza jest uwalniana z węglowodanów w diecie, takich jak skrobia lub sacharoza, przez
hydrolizę w jelicie cienkim, a następnie jest wchłaniana do krwi. Podwyższone stężenia glukozy we
krwi, stymulują wydzielanie insuliny, a insulina działa na komórki thoughout organizmu do stymulacji
wychwytu, wykorzystania i magazynowania glukozy. Wpływ insuliny na metabolizm glukozy zależy
od tkanki docelowej.
Wpływ insuliny na metabolizm węglowodanów obejmuje:
1. Insulina ułatwia wnikanie glukozy do mięśni, tkanki tłuszczowej i kilku innych tkanek.
Jedynym mechanizmem, za pomocą którego komórki mogą pobierać glukozę, jest ułatwiona
dyfuzja przez rodzinę transporterów heksozowych . W wielu tkankach - mięśniach będących głównym
przykładem - główny transporter wykorzystywany do pobierania glukozy (zwany GLUT4) jest
dostępny w błonie komórkowej poprzez działanie insuliny.
Wo b e c b r a k u i n s u l i n y t r a n s p o r t e r y g l u k o z y G L U T 4 s ą o b e c n e
w pęcherzykach cytoplazmatycznych , gdzie są bezużyteczne do transportu glukozy. Wiązanie insuliny
z receptorami na takich komórkach prowadzi szybko do fuzji tych pęcherzyków z błoną plazmatyczną
i wstawienia transporterów glukozy, nadając komórce zdolność do skutecznego pobierania
glukozy. Gdy poziom insuliny we krwi zmniejsza się i receptory insuliny nie są już zajęte, transportery
glukozy są zawracane z powrotem do cytoplazmy.
Należy zauważyć, że istnieją pewne tkanki, które nie wymagają insuliny do skutecznego
pobierania glukozy: ważnymi przykładami są mózg i wątroba. Dzieje się tak, ponieważ komórki te nie
używają GLUT4 do importowania glukozy, ale raczej inny transporter, który nie jest zależny od
insuliny.
2. Insulina pobudza wątrobę do przechowywania glukozy w postaci glikogenu.
Duża część glukozy wchłonięta z jelita cienkiego jest natychmiast pobierana przez hepatocyty ,
które przekształcają ją w glikogen magazynujący polimer.
Insulina ma kilka skutków w wątrobie, które stymulują syntezę glikogenu. Po pierwsze,
aktywuje enzym heksokinazę , która fosforyluje glukozę, zatrzymując ją w komórce. Przypadkowo
insulina hamuje aktywność glukozo-6-fosfatazy. Insulina aktywuje także kilka enzymów bezpośrednio
zaangażowanych w syntezę glikogenu, w tym fosfofruktokinazę i syntazę glikogenu . Efekt netto jest
oczywisty: gdy podaż glukozy jest duża, insulina „nakazuje” wątrobie, aby z niej korzystała jak
najwięcej.
3. Insulina hamuje tworzenie glukozy - z glikogenu ( glikogenolizy ) i - z prekursorów
aminokwasów ( glikoneogeneza ).
W rezultacie - dobrze znanym działaniem insuliny jest zmniejszenie stężenia glukozy we krwi,
co powinno mieć sens, biorąc pod uwagę opisane powyżej mechanizmy. Innym ważnym zagadnieniem
jest to, że wraz ze spadkiem stężenia glukozy we krwi ustaje wydzielanie
insuliny. Wobec braku insuliny, większość komórek w organizmie staje się niezdolna do pobierania
glukozy i zaczyna przestawiać się na używanie alternatywnych paliw, takich jak kwasy tłuszczowe, do
energii. Neurony wymagają jednak stałego dostarczania glukozy, która w krótkim czasie jest
dostarczana z rezerw glikogenu.
W nieobecności insuliny synteza glikogenu w wątrobie ustaje i aktywują się enzymy
odpowiedzialne za rozkład glikogenu. Rozpad glikogenu jest stymulowany nie tylko brakiem insuliny,
ale obecnością glukagonu, który jest wydzielany, gdy poziom glukozy we krwi spada poniżej
normalnego zakresu.
Insulina i metabolizm białek:
1. Przenoszenie insuliny z aminokwasów przez błony plazmatyczne.
2. Insulina stymuluje syntezę białek.
3. Insulina inhibites proteolizy.
Metabolizm insuliny i lipidów
Szlaki metaboliczne wykorzystywania tłuszczów i węglowodanów są głęboko i misternie
powiązane. Biorąc pod uwagę głęboki wpływ insuliny na metabolizm węglowodanów, należy
rozumieć, że insulina ma również istotny wpływ na metabolizm lipidów.
Ważne efekty insuliny na metabolizm lipidów obejmują:
1. Insulina sprzyja syntezie kwasów tłuszczowych w wątrobie. insulina stymuluje syntezę
glikogenu w wątrobie. Jednakże, ponieważ glikogen akumuluje się do wysokich poziomów (około 5%
masy wątroby), dalsza synteza jest silnie tłumiona.
Gdy wątroba jest nasycona glikogenem, każda dodatkowa
glukoza wchłonięta przez hepatocyty zostaje przeniesiona na szlaki prowadzące do syntezy kwasów
tłuszczowych, które są eksportowane z wątroby jako lipoproteiny. Lipoproteiny są rozdzierane w
krążeniu, zapewniając wolne kwasy tłuszczowe do wykorzystania w innych tkankach, w tym
w adipocytach , które wykorzystują je do syntezy triglicerydów.
2. Insulina hamuje rozkład tłuszczu w tkance tłuszczowej ( lipolizie ) poprzez
hamowanie lipazy komórkowej, która hydrolizuje triglicerydy w celu uwolnienia kwasów
tłuszczowych.
Insulina ułatwia wejście glukozy do adipocytów , aw tych komórkach glukoza może być
wykorzystana do syntezy glicerolu. Ten glicerol, wraz z kwasami tłuszczowymi dostarczanymi z
wątroby, stosuje się do syntezy triglicerydu w adipocycie . Dzięki tym mechanizmom insulina bierze
udział w dalszej akumulacji triglicerydów w komórkach tłuszczowych.
Z perspektywy całego ciała insulina ma działanie oszczędzające tłuszcz. Nie tylko powoduje,
że większość komórek preferencyjnie utlenia węglowodany zamiast kwasów tłuszczowych w energię,
insulina pośrednio stymuluje gromadzenie się tkanki tłuszczowej.
Inne efekty:
1. Insulina stymuluje wewnątrzkomórkowy przelot potasu, fosforanu i magnezu w sercu.
2. Insulina hamuje działanie inotropowe i przewlekłe (niezwiązane z hipoglikemią ).
Działanie insuliny można zmniejszyć przez:
-
glukagony : stymulują glikogenolizę i glikoneogenezę ;
-
somatostatyna : hamuje wydzielanie insuliny i reguluje wchłanianie glukozy z przewodu
pokarmowego do krwi;
-
glukokortykoidy : zmniejszenie wykorzystania glukozy przez tkanki,
stymulowanie glikogenolizy i glikoneogenezy , zwiększenie lipogenezy (u pacjentów
z insulinoopornością );
-
katecholaminy (adrenalina): hamują wydzielanie komórek β , stymulują glikogenolizę i
wydzielanie ACTH;
-
somatotropina : pobudza komórki α (które ukrywają glukagon), zwiększa aktywność
enzymów niszczących insulinę, stymuluje glikoneogenezę , zwiększenie wychodzenia glukozy z żył
wątrobowych do krwi, zmniejszenie wykorzystania glukozy przez tkanki;
-
ACTH: stymuluje wydzielanie glukokortykoidów i wydzielanie komórek β ;
hormony tarczycy: zwiększają wchłanianie glukozy do krwi, stymulują glikogenolizę ,
hamują powstawanie tłuszczu z węglowodanów.
Bezwzględna niewydolność insuliny oznacza, że trzustka wytwarza insulinę w bardzo małych
ilościach lub wcale jej nie produkuje (z powodu zniszczenia komórek beta przez proces zapalny ,
autoimmunologiczny lub operację).
Względna niewydolność insuliny oznacza, że trzustka wytwarza lub może wytwarzać insulinę,
ale nie „działa”. (Proces patologiczny może przebiegać na kolejnych poziomach:
-
komórki beta: mogą nie być wrażliwe na wysoki poziom glikemii ;
insulina: nieprawidłowa insulina, przeciwciała insuliny, hormony kontraininy , brak
enzymu, który aktywuje proinsulinę (do insuliny));
-
receptory (zmniejszona liczba receptorów lub zmniejszone wiązanie insuliny).
19.Diagnostic significance of the glucose measurement in urine: types of
glucosuria
Glukozuria pozwala na dobre badanie przesiewowe pierwszego rzutu w kierunku cukrzycy; Zwykle
glukoza nie pojawia się w moczu, dopóki stężenie glukozy w osoczu nie przekroczy 10 mmol / l (próg
nerkowy glukozy - maksymalna ilość glukozy we krwi, która jest całkowicie wchłaniana w tubulach
nerek).
Ciała ketonowe mogą gromadzić się w osoczu pacjenta z cukrzycą. Ketony mogą być obecne u
normalnego pacjenta w wyniku prostego przedłużonego postu. Paski suchego odczynnika, które
wykrywają acetooctan, mogą zatem stanowić niedobry wynik ketonemii / ketonurii.
Glukoza w moczu
Frakcje moczu należy natychmiast analizować lub konserwować przy pH <5, aby zahamować
bakteryjny metabolizm glukozy lub powinny być przechowywane w 4 ° Cprzed analizą. Wygodne
papierowe paski testowe są dostępne u producentów.
Zalety: szybkie niedrogi nieinwazyjny testy jakościowe lub testy półilościowe
Instrumenty: 1. Jakościowe papierowe paski testowe:
Diabur, Diastix, Glucostix, inne
Enzymy: oksydaza glukozowa / peroksydaza
Granica wykrywalności: 5,5 mmol / l (1,0 g / l)
Problemy: fałszywie dodatnie wyniki czynników utleniających
(H2O2, HOCl)
Wyniki fałszywie ujemne przez substancje redukujące (np. Kwas askorbinowy )
2. Testy półilościowe:
Ocena wizualna: za pomocą załączonych kart kolorów: Clinistix, Multistix
3. Testy ilościowe:
zaleca się metody heksokinazy i dehydrogenazy glukozowej . Procedura o-toluidynowa jest
akceptowalną i niekosztowną metodą.
20.The mechanism of carbohydrate metabolism regulation by nervous
and endocrine systems
Podstawowym aspektem metabolizmu węglowodanów jest utrzymanie homeostazy glukozy
we krwi na poziomie od 70 do 120 mg / dl. Źródła glukozy we krwi, najczęściej występujący cukier
we krwi, mogą pochodzić ze źródeł węglowodanów i węglowodanów . Skrobie dietetyczne i
węglowodany proste dostarczają glukozy we krwi po trawieniu i wchłanianiu; glikogen
przechowywany w wątrobie i tkance mięśniowej przekształca się z powrotem w glukozę w procesie
zwanym glikogenolizą. Metabolity węglowodanów pośrednich są również źródłem glukozy we
krwi. Metabolity obejmują kwas mlekowy i kwas pirogronowy, które występują, gdy glikogen
mięśniowy jest wykorzystywany do energii.
Nie-węglowodany mogą również dostarczać glukozy we krwi. Glukoneogeneza to proces
wytwarzania glukozy z tłuszczu i białka. Nie jest tak skuteczny jak stosowanie węglowodanów
bezpośrednio do glukozy. Ponieważ tłuszcz jest metabolizowany do kwasów tłuszczowych i glicerolu,
mniejsza część glicerolu może być przekształcona przez wątrobę w glikogen, który jest następnie
dostępny dla potrzeb glukozy poprzez glikogenolizę. Białko, które składa się z wielu kombinacji
aminokwasów, może być również źródłem glukozy. Niektóre z tych aminokwasów są
glukogeniczne; jeśli nie są używane do struktur białkowych, mogą być metabolizowane do postaci
glukozy.
Stężenie glukozy we krwi jest źródłem energii dla wszystkich komórek. Glukoza może być
stosowana natychmiast jako energia lub przekształcona w glikogen lub tłuszcz; obie konwersje
dostarczają energii na przyszłość. Chociaż glikogen można przekształcić z powrotem w glukozę,
konwersja glukozy do tłuszczu jest nieodwracalna. Glukozy nie można ponownie utworzyć, ale jest
ona przechowywana w postaci tłuszczu i, w razie potrzeby, jest metabolizowana później jako tłuszcz,
chociaż jej pierwotnym źródłem były węglowodany.
Glukoza jest niezbędna dla funkcjonowania mózgu i tworzenia komórek, szczególnie w
okresie ciąży i wzrostu. Ponieważ organizm może tworzyć glukozę poprzez glukoneogenezę z białka i
tłuszczu, glukoza technicznie nie jest niezbędnym składnikiem odżywczym. Glukoneogeneza może
dostarczyć pewną ilość glukozy, ale nie wystarczającą, aby zaspokoić podstawowe potrzeby, jeśli
dietetyczne węglowodany są niewystarczające. Aby zrekompensować (jak wcześniej omówiono), ciała
ketonowe mogą być wykorzystywane do energii. Ciała ketonowe powstają, gdy kwasy tłuszczowe są
rozbijane na energię, gdy wystarczająca ilość węglowodanów jest niedostępna;
ten proces metabolizmu tłuszczu jest jednak niepełny. Jeśli węglowodany w diecie nadal są
niewystarczające, powstaje nagromadzenie ketonów, co powoduje ketozę.
Metabolizm glukozy i regulacja poziomu glukozy we krwi są kontrolowane
przez wyrafinowany układ hormonalny.
Insulina, hormon wytwarzany przez komórki beta wysepek Langerhansa, obniża poziom
glukozy we krwi. Czyni to poprzez zwiększenie konwersji nadmiaru glukozy do glikogenu poprzez
glikogenezę lub tłuszcz przechowywany w tkance tłuszczowej. Insulina ułatwia również wchłanianie
glukozy do komórek, dzięki czemu zwiększa się zużycie glukozy w postaci energii.
Podczas gdy insulina obniża poziom glukozy we krwi, inne hormony podnoszą poziom
glukozy. Trzustka wytwarza dwie hormony o tej funkcji, glukagon i somatostatynę.
Glukagon stymuluje przemianę glikogenu wątrobowego w glukozę, wspomagając regulację
poziomu glukozy w nocy; somatostatyna, wydzielana z podwzgórza i trzustki, hamuje funkcje insuliny
i glukagonu.
Kilka hormonów nadnerczy odgrywa również rolę w podnoszeniu poziomu glukozy we
krwi . Epinefryna zwiększa szybką przemianę glikogenu wątrobowego w glukozę.
Hormony steroidowe działają przeciwko insulinie i promują tworzenie glukozy
z białka. Produkowane przez przysadkę mózgową hormon wzrostu
i hormon adrenokortykotropowy (ACTH) działają jako inhibitory insuliny. Tyroksyna hormonu
tarczycy wpływa na poziom glukozy we krwi, zwiększając wchłanianie glukozy w jelitach i
uwalniając adrenalinę.
Trawienie węglowodanów dietetycznych
Węglowodany dietetyczne, z których ludzie uzyskują energię, dostają się do organizmu w
postaciach złożonych, takich jak disacharydy i skrobia polimerowa (amyloza i amylopektyna) i
glikogen. Celuloza polimerowa jest również spożywana, ale nie trawiona. Pierwszym krokiem w
metabolizmie strawnych węglowodanów jest konwersja wyższych polimerów do prostszych,
rozpuszczalnych form, które mogą być transportowane przez ścianę jelita i dostarczane do tkanek.
Rozkład cukrów polimerowych rozpoczyna się w ustach. Ślina ma lekko kwaśne pH 6,8 i
zawiera językową amylazę, która rozpoczyna trawienie węglowodanów. Działanie językowej amylazy
jest ograniczone do obszaru jamy ustnej i przełyku; jest praktycznie inaktywowany przez znacznie
silniejsze kwaśne pH żołądka. Gdy żywność dotrze do żołądka, hydroliza kwasowa przyczynia się do
jej degradacji; specyficzne proteazy żołądkowe i lipazy wspomagają ten proces odpowiednio dla
białek i tłuszczów. Mieszanina wydzielin żołądkowych, śliny i pożywienia, znana łącznie jako chym ,
przenosi się do jelita cienkiego.
Głównym enzymem trawiącym polimerowo-węglowodanowe jelita cienkiego jest
?-
amylasa. Enzym ten jest wydzielany przez trzustkę i ma taką samą aktywność jak amylaza śliny,
wytwarzając disacharydy i trisacharydy. Te ostatnie są przekształcane w monosacharydy przez
sacharidazy jelitowe, w tym maltazy, które hydrolizują di- i trisacharydy, i bardziej specyficzne
disacharydazy, sacharazę, laktazę i trehalazę. Wynik netto to prawie całkowita konwersja strawnego
węglowodanu do jego składowych monosacharydów. Powstała glukoza i inne proste węglowodany są
transportowane przez ścianę jelita do żyły wrotnej wątroby, a następnie do komórek miąższu wątroby i
innych tkanek. Tam są one przekształcane w kwasy tłuszczowe, aminokwasy i glikogen, lub też
utleniane przez różne szlaki kataboliczne komórek.
Utlenianie glukozy jest znane jako glikoliza. Glukoza jest utleniana do mleczanu lub
pirogronianu. W warunkach tlenowych dominującym produktem w większości tkanek
jest pirogronian, a szlak jest znany jako tlenowa glikoliza. Gdy tlen jest wyczerpany, jak na przykład
podczas długotrwałego intensywnego wysiłku fizycznego, dominujący produkt glikolityczny w wielu
mleczanach tkanek i proces ten znany jest jako glikoliza beztlenowa.
21.Biochemical differentiation of diabetes mellitus, diabetes insipidus,
steroid diabetes, liver diabetes, kidney diabetes
Steroid diabetes
Cukrzyca steroidowa jest terminem medycznym odnoszącym się do
przedłużonej hiperglikemii spowodowanej terapią glikokortykosteroidamidla innego stanu
medycznego. Jest to zwykle, ale nie zawsze, stan przejściowy.
Najczęstszymi glukokortykoidami powodującymi cukrzycę steroidową
są prednizolon i deksametazon podawane ogólnoustrojowo w „dawkach farmakologicznych” przez
kilka dni lub tygodni. Typowe warunki medycznych, w których cukrzyca steroidu powstaje podczas
obróbki glukokortykoidowego wysoką dawką, obejmują ciężkiej astmy , przeszczep
narządu , mukowiscydozę , chorobę zapalną jelit i indukowana chemioterapią do białaczki i
innych nowotworów .
W diagnostycznych kryteriów cukrzycy steroidowych tych cukrzycy (na czczo glukoz stale
powyżej 125 mg / dl (7 mM) lub losowych powyżej 200 mg / dl (11 mm)) występujące w
kontekście dużych dawek glikokortykosteroidów.
Glukokortykoidy przeciwstawiają się działaniu insuliny i stymulują glukoneogenezę , zwłaszcza
w wątrobie , co powoduje wzrost netto wydzielania glukozy w wątrobie. Większość ludzi może
wytworzyć wystarczającą ilość dodatkowej insuliny, aby zrekompensować ten efekt i utrzymać
normalny poziom glukozy, ale ci, którzy nie mogą rozwinąć cukrzycy steroidowej.
Moczówka prosta ( Diabetes insipidius) jest stanem charakteryzującym się dużymi ilościami
rozcieńczonego moczu i zwiększonym pragnieniem . [1]Ilość produkowanego moczu może wynosić
prawie 20 litrów dziennie. [1] Redukcja płynu ma niewielki wpływ na stężenie moczu. [1] Powikłania
mogą obejmować odwodnienie lub drgawki . [1]
Nadmierne oddawanie moczu i skrajne pragnienie oraz zwiększone spożycie płynów (zwłaszcza w
przypadku zimnej wody, a czasem lodu lub wody z lodem) są typowe dla DI. [6] Objawy
nadmiernego oddawania moczu i skrajnego pragnienia są podobne do tych obserwowanych w
nieleczonej cukrzycy , z rozróżnieniem, że mocz nie zawiera glukozy. Niewyraźne widzenie to
rzadkość. Objawy odwodnienia mogą również pojawić się u niektórych osób, ponieważ organizm
nie jest w stanie zaoszczędzić dużej ilości (jeśli w ogóle) wody, którą przyjmuje.
Ekstremalne oddawanie moczu trwa przez cały dzień i noc. U dzieci DI może również wpływać na
apetyt, jedzenie, przyrost masy ciała i wzrost . Mogą występować
z gorączką , wymiotami lub biegunką . Dorośli z nieleczonym DI mogą pozostać zdrowi przez
dziesięciolecia, dopóki zużyje się wystarczającą ilość wody, aby zrównoważyć straty
moczu. Istnieje jednak ciągłe ryzyko odwodnienia i utraty potasu, które mogą prowadzić
do hipokaliemii .
Cukrzycowa choroba nerek
Cukrzycowa choroba nerek jest rodzajem choroby nerek spowodowanej cukrzycą .
Cukrzyca jest główną przyczyną chorób nerek. Około 1 na 4 dorosłych chorych na cukrzycę ma
chorobę nerek. 1
Głównym zadaniem nerek jest filtrowanie odpadów i dodatkowej wody z krwi w celu
wytworzenia moczu. Twoje nerki pomagają również kontrolować ciśnienie krwi i
wytwarzają hormony, których organizm potrzebuje, aby zachować zdrowie.
Kiedy twoje nerki są uszkodzone, nie mogą filtrować krwi tak, jak powinny, co może powodować
gromadzenie się odpadów w twoim ciele. Uszkodzenie nerek wywołane cukrzycą występuje
zwykle powoli, przez wiele lat.
Cukrzycowa choroba nerek jest również nazywana DKD, przewlekłą chorobą nerek, PChN,
chorobą nerek cukrzycy lub nefropatią cukrzycową.
Jak cukrzyca powoduje chorobę nerek?
Wysoki poziom glukozy we krwi , zwany również poziomem cukru we krwi, może
uszkodzić naczynia krwionośne w nerkach. Gdy naczynia krwionośne są uszkodzone, również nie
działają. Wiele osób cierpiących na cukrzycę rozwija również wysokie ciśnienie krwi , które może
również uszkodzić nerki. Dowiedz się więcej o wysokim ciśnieniu krwi i chorobie nerek .
Co zwiększa moje szanse na rozwój cukrzycowej choroby nerek?
Dłuższa cukrzyca zwiększa szanse na uszkodzenie nerek. Jeśli masz cukrzycę, bardziej
prawdopodobne jest wystąpienie choroby nerek
•
poziom glukozy we krwi jest zbyt wysoki
•
ciśnienie krwi jest zbyt wysokie
Afroamerykanie, amerykańscy Indianie i Latynosi / Latynosi rozwijają cukrzycę,
chorobę nereki niewydolność nerek w większym stopniu niż rasy kaukaskiej.
Istnieje również większe prawdopodobieństwo rozwoju choroby nerek, jeśli masz cukrzycę i
•
palić
•
nie przestrzegaj swojego planu żywienia cukrzycowego
•
jedz żywność o wysokiej zawartości soli
•
nie są aktywne
•
mają nadwagę
•
mieć chorobę serca
•
w rodzinie występowała niewydolność nerek
Większość osób z cukrzycową chorobą nerek nie ma objawów. Jedynym sposobem, aby
dowiedzieć się, czy masz cukrzycową chorobę nerek, jest sprawdzenie nerek.
Pracownicy służby zdrowia stosują badania krwi i moczu w celu sprawdzenia cukrzycowej
choroby nerek. Twój pracownik służby zdrowia sprawdzi mocz pod kątem albuminy i wykona
badanie krwi, aby sprawdzić, jak dobrze nerki filtrują krew.
Najlepszym sposobem na spowolnienie lub zapobieganie chorobie nerek związanej z cukrzycą
jest próba osiągnięcia poziomu glukozy i ciśnienia krwi.
Przewlekłą chorobę nerek
Przewlekła choroba nerek (CKD) występuje, gdy uszkodzone nerki nie mogą skutecznie filtrować
krwi. Odpady gromadzą się w organizmie, co może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich
jak choroby serca, zły stan odżywienia, udar, niedokrwistość, uszkodzenie nerwów i choroby
kości. Proste pobranie krwi z palca to wszystko, co jest potrzebne do pomiaru poziomu kreatyniny
we krwi, który jest używany do oszacowania współczynnika filtracji kłębuszkowej nerek lub
eGFR. Wskaźnik eGFR może wskazywać, jak dobrze funkcjonują nerki, aby usunąć odpady z
krwi.
Podwyższony enzym wątrobowy
Badania przesiewowe czynności wątroby określają, czy enzymy wątrobowe o aktywności
aminotranferazy alaninowej (ALT) i aminotransferazy asparaginianowej (AST) są podwyższone we
krwi. Te enzymy wątrobowe rozlewają się do krwi krążącej, gdy komórki wątroby są
uszkodzone. Uszkodzenie wątroby może być spowodowane zapaleniem wątroby, spożyciem
alkoholu, cukrzycą, otyłością lub lekami obniżającymi statyny. Badanie przesiewowe czynności
wątroby jest prostym badaniem krwi palcami w celu określenia, czy poziomy enzymów
wątrobowych AlAT i AST są w normalnym zakresie lub czy są podwyższone, co zapewnia wczesne
wskazanie uszkodzenia wątroby
22.Biological role and classification of lipids. Fatty acids: structure, role.
Essential fatty acids
W zeszycie !!
23.Digestion of lipids: place and state necessary for normal digestion of
lipids. Enzymes taking part in lipids digestion. Role of liver and
pancrease.
Trawienie tłuszczów
Zdecydowanie najczęstszą dietą są tłuszcze obojętne, znane również jako triglicerydy, z
których każda cząsteczka składa się z jądra glicerolu i trzech kwasów tłuszczowych, jak
pokazano. Neutralny tłuszcz występuje w żywności pochodzenia zwierzęcego i roślinnego. W zwykłej
diecie są również małe ilości fosfolipidów, cholesterolu i estrów cholesterolu.
Trawienie tłuszczów w jelicie. Niewielka ilość krótkołańcuchowych triglicerydów jest
trawiona w żołądku przezlipazę żołądkową.
Emulgowanie tłuszczu przez kwasy żółciowe. Pierwszym w trawieniu tłuszczów jest rozbicie
kuleczek tłuszczu na s wielkości, tak aby rozpuszczalne w wodzie enzymy trawienne działały na
powierzchnie kuleczek. Proces ten nazywany jestemulgowaniem tłuszczu i odbywa się pod
obecność kwasów żółciowych. Żółć zawiera dużą ilość soli żółciowych, głównie w postaci
zjonizowanych soli sodowych.
Karboksyl i inne części cząsteczki soli żółciowych są wysoce rozpuszczalne w wodzie,
podczas gdy większość części sterolowej żółci jest wysoce rozpuszczalna w tłuszczu. Dlatego
rozpuszczalna w tłuszczach część soli żółciowej rozpuszcza się w warstwie powierzchniowej kuleczki
tłuszczu, a polarna część soli żółciowej jest rozpuszczalna w otaczających płynach. Efekt ten
zmniejsza napięcie międzyfazowe tłuszczu. Gdy napięcie międzyfazowe globuli jest niskie, globula
jest rozbijana na wiele drobnych cząstek. Całkowite pole powierzchni cząstek w treści jelitowej jest
odwrotnie proporcjonalne do średnic cząstek. Lipazy są związkami rozpuszczalnymi w wodzie i mogą
oddziaływać na kulki tłuszczu tylko na ich powierzchniach. W konsekwencji można łatwo zrozumieć,
jak ważną funkcją detergentu soli kwasów żółciowych jest trawienie tłuszczów.
Trawienie tłuszczów przez lipazę trzustkową. Najważniejszym enzymem do trawienia
tłuszczów jest lipazatrzustkowa w soku trzustkowym. Jednakże komórki jelita cienkiego zawierają
również niewielką ilość lipazy znanej jakolipaza jelitowa. Oba rodzaje działają podobnie, powodując
hydrolizę tłuszczu.
Rola soli żółciowych w przyspieszaniu trawienia tłuszczów - tworzenie miceli. Hydroliza
triglicerydów w procesie wysoce odwracalnym; dlatego akumulacja monoglicerydów i wolnych
kwasów tłuszczowych bardzo szybko blokuje dalsze trawienie. Sole żółciowe odgrywają ważną rolę w
usuwaniu monoglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych z sąsiedztwa trawiących globulek
tłuszczu prawie tak szybko, jak powstają te produkty końcowe trawienia. Podczas trawienia
triglicerydów tak szybko, jak monoglicerydyi powstają wolne kwasy tłuszczowe, które rozpuszczają
się w tłuszczowej części miceli, co natychmiast redukuje te końcowe produkty trawienia w pobliżu
trawiących kuleczek tłuszczu. Micele soli żółciowych działają również jako podłoże transportowe do
przenoszenia monoglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych, które w przeciwnym razie byłyby
względnie nierozpuszczalne, do granic pędzla komórek nabłonkowych. Tam wchłaniane
są monoglicerydy i wolne kwasy tłuszczowe. Trawienie estrów cholesterolu i fosfolipidów.Większość
cholesterolu w diecie ma postać estrów cholesterolu, które są kombinacjami wolnego cholesterolu i
jednej cząsteczki kwasu tłuszczowego. A fosfolipidy zawierają również łańcuchy kwasów
tłuszczowych w swoich cząsteczkach. Zarówno estry cholesterolu, jak i fosfolipidy są hydrolizowane
przez lipazy w wydzielinie trzustkowej, które uwalniają kwasy tłuszczowe - enzym hydrolazę estru
cholesterolu do hydrolizy estru cholesterolu i fosfolipazy A w celu hydrolizy fosfolipidu .
Rola soli żółciowych w przyspieszaniu trawienia tłuszczów - tworzenie
miceli. Hydroliza triglicerydów w procesie wysoce odwracalnym; dlatego akumulacja
monoglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych bardzo szybko blokuje dalsze trawienie. Sole
żółciowe odgrywają ważną rolę w usuwaniu monoglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych
z sąsiedztwa trawiących globulek tłuszczu prawie tak szybko, jak powstają te produkty
końcowe trawienia. Dzieje się to w następujący sposób: sole żółciowe mają skłonność do
tworzenia miceli, które są małymi kulistymi kulkami złożonymi z 20 do 40 cząsteczek soli
żółciowej. Rozwijają się one, ponieważ każda cząsteczka soli kwasów żółciowych składa się z
jądra sterolowego, z których większość jest wysoce rozpuszczalna w tłuszczach, i grupy
polarnej, która jest wysoce rozpuszczalna w wodzie. Jądra steroli z 20 do 40 cząsteczek soli
żółciowej miceli gromadzą się razem, tworząc małą kulkę tłuszczu w środku miceli. Ta
agregacja powoduje, że grupy polarne wystają na zewnątrz, aby pokryć powierzchnię
miceli. Podczas trawienia triglicerydów, tak szybko, jak powstają monoglicerydy i wolne
kwasy tłuszczowe, rozpuszczają się w tłuszczowej części miceli, co natychmiast zmniejsza te
produkty końcowe. trawienie w pobliżu trawiących kuleczek tłuszczu.
Micele soli żółciowych działają również jako podłoże transportowe do przenoszenia
monoglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych, które w przeciwnym razie byłyby względnie
nierozpuszczalne, do granic pędzla komórek nabłonkowych.
Tam wchłaniane są monoglicerydy i wolne kwasy tłuszczowe. Po dostarczeniu tych substancji
do granicy pędzla, sole żółciowe są ponownie uwalniane
z powrotem do chymu, który ma być ponownie wykorzystywany w tym procesie
„przewożenia”.
Trawienie estrów cholesterolu i fosfolipidów. Większość cholesterolu w diecie ma postać
estrów cholesterolu, które są kombinacjami wolnego cholesterolu i jednej cząsteczki kwasu
tłuszczowego. A fosfolipidy zawierają również łańcuchy kwasów tłuszczowych w swoich
cząsteczkach. Zarówno estry cholesterolu, jak i fosfolipidy są hydrolizowane przez lipazy w wydzielinie
trzustkowej, które uwalniają kwasy tłuszczowe - enzym hydrolazę estru cholesterolu do hydrolizy estru
cholesterolu i fosfolipazy A w celu hydrolizy fosfolipidu.
Wpływ układu nerwowego na metabolizm lipidów.
Współczulny układ nerwowy aktywuje podział triacyloglicerolu (lipoliza) i utlenianie
kwasów tłuszczowych.
Układ nerwowy przywspółczulny sprzyja syntezie lipidów i cholesterolu w organizmie.
Endokrynna regulacja metabolizmu lipidów.
Wpływ hormonu somatotropowego na metabolizm lipidów:
-
stymuluje lipolizę;
-
stymuluje utlenianie kwasów tłuszczowych.
Prolaktyna.- stymuluje syntezę lipidów w gruczołach sutkowych.
Hormon lipotropowy.- stymuluje mobilizację lipidów z depot.
Tyroksyna i trijodotyronina.-
aktywować utlenianie lipidów i mobilizację.
Insulina.- wzmacnia syntezę lipidów;
- sprzyja magazynowaniu lipidów aktywując rozkład węglowodanów;
-
hamuje glukoneogenezę.
Glukagon.- aktywuje lipolizę;
Lipocain.
- aktywuje tworzenie fosfolipidów w wątrobie i stymuluje działanie lipotropowych
czynników pokarmowych;
-
aktywuje utlenianie kwasów tłuszczowych w wątrobie.
Epinefryna.
-
aktywuje lipazę tkankową, mobilizację lipidów i utlenianie kwasów tłuszczowych.
Glukokortykoidy.
-
promować wchłanianie lipidów w jelicie;
-
aktywować lipolizę;
-
aktywować konwersję kwasów tłuszczowych w węglowodanach.
Hormony płciowe.
-
zwiększają utlenianie lipidów;
-
hamują syntezę cholesterolu.
24.Biological role of cholesterol. Contents of cholesterol in blood,
transport forms.
Biologiczna rola cholesterolu.
Cholesterol jest lipidowym, woskowym alkoholem znajdującym się w błonach komórkowych i
transportowanym w osoczu krwi wszystkich zwierząt . Jest niezbędnym składnikiem błon komórek
ssaczych, gdzie wymagane jest ustalenie właściwej przepuszczalności i płynności błony . Cholesterol
jest głównym sterolem syntetyzowanym przez zwierzęta, ale małe ilości są syntetyzowane w
innych eukariotach , takich jak rośliny i grzyby . Jest prawie całkowicie nieobecny
wśród prokariotów , które obejmują bakterie. Cholesterol jest klasyfikowany jako sterol
Cholesterol jest niezwykle ważną cząsteczką biologiczną, która odgrywa rolę w strukturze błony, a
także jest prekursorem syntezy hormonów steroidowych i kwasów żółciowych . Zarówno cholesterol
dietetyczny, jak i syntetyzowany de novo są transportowane przez krążenie w cząstkach
lipoprotein . To samo dotyczy estrów cholesterylu, postaci, w której cholesterol jest przechowywany w
komórkach.The mechanism of ketosis at diabetes mellitus and starvation. Determination of ketone
bodies in urine, diagnostic significance.
Funkcje
Biologiczna rola cholesterolu:
-
bloki budulcowe membran;
-
synteza hormonów steroidowych;
-
synteza kwasów żółciowych;
-
synteza witaminy D;
-
cholesterol jest często odkładany na wewnętrznych ścianach naczyń krwionośnych,
wraz z innymi lipidami, stan znany jako miażdżyca tętnic , który często prowadzi do
niedrożności naczyń krwionośnych w sercu i mózgu, powodując odpowiednio ataki
serca i udary.
reguluje płynność błony w szerokim zakresie temperatur
-Jest ważne dla absorpcji witamin rozpuszczalnych w tłuszczach , witaminy A , D , E i K .
- Jest głównym prekursorem witaminy D
i hormonów steroidowych , które obejmują kortyzol i aldosteron (w nadnerczach )
i progesteron , estrogeny i testosteron(hormony płciowe) i ich pochodne.
-Zapewnia podstawową strukturę wszystkich sterydów. W mielinie otacza i izoluje nerwy,
pomagając w znacznym stopniu prowadzić impulsy nerwowe.
Zawartość cholesterolu we krwi, formy transportu cholesterolu
1
LDL powstają w wątrobie i transportują cholesterol z wątroby do tkanek obwodowych. LDL
jest pobierany przez różne tkanki i zapewnia cholesterol, który wykorzystuje tkanka.
HDL wychwytuje cholesterol z błon komórkowych lub z innych lipoprotein. Cholesterol jest
przekształcany w estry cholesterolu przez reakcję acylotransferazy lecytyny: cholesterolu
(LCAT). Estry cholesterolu mogą być przenoszone do innych lipoprotein lub przenoszone przez HDL
do wątroby, gdzie ulegają hydrolizie do wolnego cholesterolu, który jest wykorzystywany do syntezy
VLDL lub przekształcany w sole żółciowe.
Zawartość cholesterolu w osoczu krwi - 3-8 mmol / l.
Ponieważ cholesterol jest nierozpuszczalny we krwi, jest on transportowany w układzie
krążenia w obrębie złożonych sferycznych cząstek lipoprotein, które mają zewnętrzną strukturę
złożoną z białek amfifilowych i lipidów, których powierzchnia skierowana na zewnątrz jest
rozpuszczalna w wodzie, a powierzchnie skierowane do wewnątrz są rozpuszczalne w
lipidach; tłuszcze i estry cholesterolu są przenoszone wewnętrznie. W krwi występuje duży zakres
lipoprotein, ogólnie nazywanych od większych do mniejszych: chylomikronów.
VLDL jest przekształcany w lipoproteiny o średniej gęstości (IDL), które są rozkładane przez
wątrobę lub przekształcane w naczynia włosowate do lipoprotein o niskiej gęstości LDL przez dalsze
trawienie triacylogliceroli.
Lipoproteiny o wysokiej gęstości (HDL), które są syntetyzowane przez wątrobę, przenoszą
apoproteiny do ehylomikronów i VLDL.
HDL wychwytuje cholesterol z błon komórkowych lub z innych lipoprotein. Cholesterol jest
przekształcany w estry cholesterolu przez reakcję acylotransferazy lecytyny: cholesterolu
(LCAT). Estry cholesterolu mogą być przenoszone do innych lipoprotein lub przenoszone przez HDL
do wątroby, gdzie ulegają hydrolizie do wolnego cholesterolu, który jest wykorzystywany do syntezy
VLDL lub przekształcany w sole żółciowe.
Skład lipoprotein krwi
Głównymi składnikami lipoprotein są triacyloglicerole, cholesterol, estry cholesterolu,
fosfolipidy i białka.
25.The mechanism of ketosis at diabetes mellitus and starvation.
Determination of ketone bodies in urine, diagnostic significance.
Jest opisane w podpunkcie 26
26.Pathologies of lipids metabolism: obesity, fatty degeneration of liver,
atherosclerosis, hyperketonemia, ketosis
OTYŁOŚĆ
Otyłość charakteryzuje się nadmiernym nagromadzeniem
tkanki tłuszczowej .
Otyłość nie jest warunkiem, dla którego dokładna definicja jest szczególnie przydatna. W
przeciwieństwie do wielu „prawdziwych” chorób, otyłość reprezentuje jedną krzywą dystrybucji
tkanki tłuszczowej lub masy ciała, bez ostrego punktu odcięcia. Jego znaczenie polega na wielu,
często poważnych, komplikacjach, którym poddawane są osoby otyłe. W tych komplikacjach, które
uzasadniają podjęcie leczenia, które często kończy się niepowodzeniem.
Tłuszczowa choroba wątroby ( FLD ), znana również jako stłuszczenie wątroby , jest
stanem, w którym nadmiar tłuszczu gromadzi się w wątrobie .
Istnieją dwa rodzaje: niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD) i alkoholowa
choroba wątroby .
Tłuszczowa wątroba (FL) jest często związana z zespołem
metabolicznym ( cukrzyca , nadciśnienie , otyłość i dyslipidemia )
Wielu badaczy uważa obecnie, że zespół metaboliczny - zespół zaburzeń, które zwiększają ryzyko
cukrzycy, chorób serca i udaru mózgu - odgrywa ważną rolę w rozwoju stłuszczenia wątroby.
Objawy zespołu objawów metabolicznych obejmują:
•
otyłość, zwłaszcza wokół talii (otyłość brzuszna)
•
wysokie ciśnienie krwi (nadciśnienie)
•
jeden lub więcej nieprawidłowych poziomów cholesterolu - wysoki poziom trójglicerydów,
rodzaj tłuszczu we krwi lub niski poziom cholesterolu lipoprotein o wysokiej gęstości
(HDL), „dobry” cholesterol
•
oporność na insulinę, hormon, który pomaga regulować ilość cukru we krwi.
Spośród nich oporność na insulinę może być najważniejszym czynnikiem wywołującym
NASH. Ponieważ stan może pozostać stabilny przez wiele lat, powodując niewielkie szkody,
naukowcy zaproponowali, że „drugie uderzenie” w wątrobę, takie jak infekcja bakteryjna lub
nieprawidłowość hormonalna, może prowadzić do marskości.
Diagnoza stłuszczenia wątroby
Lekarz może zobaczyć coś niezwykłego w badaniu krwi lub zauważyć, że wątroba jest
nieznacznie powiększona podczas rutynowej kontroli. Mogą to być objawy stłuszczenia
wątroby. Aby upewnić się, że nie masz innej choroby wątroby, lekarz może poprosić o dodatkowe
badania krwi (w tym testy czynności wątroby), USG, tomografię komputerową (CT) lub
obrazowanie rezonansu medycznego (MRI).
Jeśli wykluczy się inne choroby, możesz zdiagnozować NASH. Jedynym sposobem, aby wiedzieć
na pewno, jest wykonanie biopsji wątroby. Lekarz usunie próbkę tkanki wątroby za pomocą igły i
sprawdzi ją pod mikroskopem.
Miażdżyca =atherosclerosis -
MIAŻDŻYCA – choroba polegająca na odkładaniu się w wewnętrznej stronie tętnic złogów
w postaci tak zwanych blaszek miażdżycowych. Składają się one głównie z cholesterolu i jego
pochodnych, a także lipidów. Dalsze zwapnienie tych złogów powoduje stwardnienie tętnicy i
zwężenie jej światła. Nierówności pojawiające się wewnątrz tętnicy sprzyjają dodatkowo
powstawaniu zakrzepów. Jest to wysoce niebezpieczne, bo zatkanie tętnicy prowadzi do
zawału lub udaru.
Cholesterol występuje w osoczu w związku z białkami i lipidami. Jego frakcje można
zgrubnie podzielić na LDL (tzw. zły cholesterol) i HDL (tzw. dobry cholesterol). Wysoki
poziom LDL w osoczu zwiększa ryzyko rozwoju miażdżycy, a wysoki poziom HDL –
zmniejsza go. LDL zajmuje się głównie transportem cholesterolu do tkanek, a HDL –
odwrotnie – oczyszcza tkanki z cholesterolu i przenosi go do wątroby. Ustalono, że blaszki
miażdżycowe pochodzą z utlenionego LDL.
Główną przyczyną miażdżycy są określone proporcje między białkiem, tłuszczem i
węglowodanami
w diecie, zmuszające organizm do przetwarzania glukozy głównie w szlaku pentozowym, w tym do
przetwarzania jej na trójglicerydy, a następnie na cholesterol w komórkach błony wewnętrznej
tętnic.
Wiadomo z biochemii, że w otyłości, cukrzycy i miażdżycy glukoza jest spalana w małych
ilościach,
a jest głównie przetwarzana w szlaku pentozowym na pentozy, na trójglicerydy, na cholesterol, na
inne związki. Wszystkie dodatkowe czynniki, w tym część tzw. czynników ryzyka, które pobudzają
szlak pentozowy, przyspieszają postępy miażdżycy. Powyższe zależności zostały potwierdzone
w niezamierzonych doświadczeniach na setkach milionów ludzi.
Hiperketonemia (ketoza)
jest stanem patologicznym obserwowanym u pacjentów z cukrzycą typu I. W
niekontrolowanej cukrzycy stężenie acetooctanu (AA) i innych ciał ketonowych we krwi
może wynosić nawet 25 mM w porównaniu do 0,5 mM u zdrowych osób. Częste epizody
ketozy są związane z częstszym występowaniem długotrwałych powikłań u
diabetyków. Niniejsze badanie bada hipotezę, że ketoza prowadzi do apoptozy w
monocytach, co przyczynia się do dysfunkcji komórek i rozwoju choroby naczyniowej u
diabetyków.
CUKRZYCOWA KWASICA KETONOWA (DKA)
Cukrzycowa kwasica ketonowa (DKA) jest wynikiem bezwzględnego lub względnego niedoboru
krążącej insuliny i połączonego wpływu podwyższonych poziomów hormonów przeciwregulacyjnych:
katecholamin, glukagonu, kortyzolu i hormonu wzrostu .
Bezwzględny niedobór insuliny występuje w następujących warunkach:
· Niezdiagnozowana cukrzyca typu 1 (T1DM); DKA jest zgłaszana jako pierwsza prezentacja w około
25% przypadków, zwłaszcza w tych poniżej 5 lat.
· Pacjenci leczeni, którzy nie przyjmują dawek insuliny, zwłaszcza długo działającego składnika
schematu bazalno-bolusowego. Szacuje się, że 75% epizodów DKA wiąże się z pominięciem insuliny
lub błędem leczenia.
· Pacjenci, którzy korzystają z pompy insulinowej, jeśli podawanie insuliny nie powiedzie się.
Z drugiej strony, względny niedobór insuliny występuje, gdy stężenia hormonów
przeciwregulacyjnych zwiększają się w odpowiedzi na stres w takich warunkach jak:
· Posocznica,
· Uraz, lub
· Choroby przewodu pokarmowego z biegunką i wymiotami.
Główne składniki patogenezy cukrzycowej kwasicy ketonowej to zmniejszenie skutecznych stężeń
krążącej insuliny i jednoczesne zwiększenie hormonów przeciwregulacyjnych (katecholamin,
glukagonu, hormonu wzrostu i kortyzolu).
Te zmiany hormonalne powodują trzy główne zdarzenia metaboliczne:
(1) hiperglikemia wynikająca z przyspieszonej glukoneogenezy i zmniejszonego wykorzystania
glukozy,
(2) zwiększona proteoliza i zmniejszona synteza białek i
(3) zwiększona lipoliza, produkcja ketonów i utlenianie lipidów jako alternatywne źródło energii.
Hiperglikemia i hiperketonemia powodują diurezę osmotyczną, odwodnienie i utratę
elektrolitów. Stymuluje to wytwarzanie hormonu stresu, który indukuje oporność na insulinę i
prowadzi do błędnego koła, pogarszając hiperglikemię i hiperketonemię. Śmiertelne odwodnienie i
kwasica metaboliczna wystąpią, jeśli leczenie nie zostanie rozpoczęte. Słaba perfuzja tkanek lub
posocznica mogą prowadzić do kwasicy mleczanowej, która może nasilać kwasicę ketonową. Podczas
prezentacji wielkość specyficznych niedoborów płynów i elektrolitów u indywidualnego pacjenta
zmienia się w zależności od stopnia, w jakim pacjent był w stanie utrzymać spożycie płynów i
elektrolitów oraz zawartości spożywanego pokarmu i płynów przed przyjściem do lekarza i czas
trwania i ciężkość choroby .
Ketoza cukrzycowa
Jest to stan, który charakteryzuje się zwiększonym poziomem ketonów we krwi, bez klinicznych
objawów odwodnienia i może być skorygowany przez dietę (ograniczenie tłuszczu) i regularne
wstrzykiwanie insuliny.
DKA rozwija się przez okres dni lub tygodni.
objawy i symptomy:
1. Polidypsja, polimocznik i osłabienie
2. Może występować anoreksja, nudności, wymioty i ból brzucha i naśladować nagły wypadek
brzuszny.
3. Może wystąpić rozszerzenie jelita i żołądka, które predysponują do aspiracji.
4. Oddychanie Kussmaula (głębokie, wzdychające oddychanie) występuje jako kompensacja
oddechowa dla kwasicy metabolicznej i jest oczywista, gdy pH jest niższe niż 7,2.
5.
Objawy zajęcia ośrodkowego układu nerwowego obejmują bóle głowy, senność,
zmęczenie, otępienie i śpiączkę (tylko 10% pacjentów jest nieprzytomnych).
Wyniki badań laboratoryjnych
1.
Cechą charakterystyczną DKA jest znalezienie:
hiperglikemia;
ketonemia;
kwasica metaboliczna (pH osocza i wodorowęglany są zmniejszone).
pomiar stężenia ß-OHB we krwi, jeśli jest dostępny, jest przydatny do potwierdzenia
kwasicy ketonowej i może być stosowany do monitorowania odpowiedzi na leczenie
Przypuszczalna diagnoza przyłóżkowa jest uzasadniona, jeśli mocz jest silnie
dodatni zarówno dla glukozy, jak i ketonów.
2.
Można zaobserwować różne zmiany poziomu elektrolitów we krwi i nie
odzwierciedlają rzeczywistych całkowitych deficytów ciała.
3.
Amylaza i transaminazy w surowicy mogą być podwyższone.
4.
Leukocytoza występuje często w DKA i dlatego nie może być stosowana jako jedyna
wskazówka procesu zakaźnego.
5.
Uzyskać odpowiednie próbki do hodowli (krew, mocz, gardło), jeśli istnieją dowody
infekcji.
Kryteria biochemiczne dla DKA obejmują następującą triadę:
• Hiperglikemia (stężenie glukozy we krwi> 11 mmol / l [200 mg / dl])
• pH żylne <7,3 i / lub wodorowęglan <15 mmol / l
• Ketonemia i ketonuria
Leczenie insuliną
Współczesne postępowanie w cukrzycowej kwasicy ketonowej podkreśla stosowanie niższych
dawek insuliny.
Wykazano, że jest to najbardziej skuteczne leczenie zarówno u dzieci, jak iu dorosłych z
cukrzycową kwasicą ketonową. Obecnie zaleca się podawanie insuliny w małej dawce
(krótkodziałającej regularnie) po stwierdzeniu cukrzycowej kwasicy ketonowej w badaniach
laboratoryjnych i rozpoczęciu wymiany płynów. Rozpocząć infuzję insuliny po 1-2 godzinach od
rozpoczęcia płynnej terapii zastępczej; tj. po otrzymaniu przez pacjenta wstępnego zwiększenia
objętości.
Rozsądne jest wstrzymanie leczenia insuliną do czasu określenia stężenia potasu w
surowicy. U rzadkiego pacjenta z hipokaliemią leczenie insuliną może pogorszyć hipokaliemię i
przyspieszyć zagrażające życiu zaburzenia rytmu serca.
Np. Wstępne dożylne podanie 10 do 20 jednostek zwykłej insuliny, a następnie
ciągła
infuzja dożylna 0,1 jednostki / kg / godzinę w infuzji 0,9% chlorku sodu. (50 jednostek
insuliny można dodać do 500 ml butelki 0,9% roztworu chlorku sodu, aby uzyskać 1 insulinę w
całości / 10 ml roztworu.) Dawka insuliny powinna zwykle utrzymywać się na poziomie 0,1
jednostki / kg / godzinę co najmniej do rozdzielczość DKA (pH> 7,30, wodorowęglan> 15 mmol / L i /
lub zamknięcie luki anionowej), która zawsze trwa dłużej niż normalizacja stężenia glukozy we
krwi (gdy poziom glukozy we krwi wynosi około 11 - 13 mmoll / L ( 250 mg na dl )).
Jeśli pacjent wykazuje znaczną wrażliwość na insulinę (np. Niektóre małe dzieci z CKK,
pacjenci z HHS), dawkę można zmniejszyć do 0,05 jednostki / kg / godzinę lub mniej, pod
warunkiem, że kwasica metaboliczna nadal ustępuje .
NIEKETOTYCZNA HIPERGLIKEMIA - HIPEROSMOLARNA ŚPIĄCZKA ( NKHHC
LUB HNC )
HNC to zespół charakteryzujący się upośledzoną świadomością, któremu czasem towarzyszą
drgawki, ekstremalne odwodnienie i skrajna hiperglikemia, której nie towarzyszy kwasica ketonowa.
Zespół występuje zwykle u pacjentów z DM typu II, którzy są leczeni dietą lub doustnymi
lekami hipoglikemicznymi, czasami jest to powikłanie DM wcześniej niezdiagnozowanego lub
zaniedbanego medycznie (typ II).
W przeciwieństwie do kwasicy ketonowej, śmiertelność u pacjentów z HNC była bardzo
wysoka (50%) w większości serii. Śmiertelność związana jest z drgawkami, zakrzepicą żył głębokich,
zatorami płucnymi, zapaleniem trzustki i niewydolnością nerek. Śmierć jest zwykle spowodowana
ciężką chorobą, a nie hiperosmolalnością.
Patofizjologia HNC jest podobna do kwasicy ketonowej, z wyjątkiem tego, że kwasy
ketonowe nie gromadzą się we krwi. Przyczyna tego zjawiska jest niejasna. Początkowo sądzono, że
pacjenci z HNC wytwarzają wystarczającą ilość insuliny, aby zapobiec lipolizie i ketogenezie, ale nie
na tyle, aby zapobiec hiperglikemii. Koncepcja została unieważniona przez znalezienie podobnych
nieprawidłowo niskich stężeń insuliny w osoczu u pacjentów z dwoma zespołami. Stwierdzenie
niższych wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu, jak również stężenia kortyzolu i hormonu wzrostu
u pacjentów z kwasicą ketonową zwiększyło prawdopodobieństwo, że brak ketozy może być
wynikiem zmniejszonego wpływu kortyzolu i hormonu wzrostu na lipolizę. Zaproponowano także
hamowanie lipolizy przez hiperosmolalność.
HNC zwykle rozwija się po okresie objawowej hiperglikemii, w której spożycie płynów jest
niewystarczające, aby zapobiec ekstremalnemu odwodnieniu wywołanej hiperglikemią diurezy
osmotycznej.
Czynniki predysponujące.
1.
HNC wydaje się występować spontanicznie u około 5 - 7% pacjentów.
2.
U 90% pacjentów wydaje się współistnieć pewien stopień niewydolności
3.
Zakażenie (np. Zapalenie płuc, zakażenie dróg moczowych, posocznica gram-
nerek.
ujemna) jest częstą przyczyną wytrącającą.
4.
-
Stosowanie niektórych leków jest związane z tym warunkiem:
steroidy zwiększają glukogenezę i antagonizują działanie insuliny;
leki moczopędne marnujące potas (hipokaliemia zmniejsza wydzielanie insuliny), np.
tiazydy, furosemid;
-
inne leki, np. propranolol, azatiopryna, diazoksyd.
5.
Z HNC związane są inne schorzenia, takie jak udar naczyniowy mózgu,
krwiak podtwardówkowy, ostre zapalenie trzustki i ciężkie oparzenia.
6.
Stosowanie stężonych roztworów glukozy, takich jak stosowane w
hiperalimentacji obwodowej lub dializie nerkowej, było związane z HNC.
7.
HNC może być indukowany przez otrzewną lub hemodializę, karmienie przez
zgłębnik.
8.
Zaburzenia endokrynologiczne, takie jak akromegalia, choroba Cushinga i
tyreotoksykoza, były również związane z HNC.
Prezentacja kliniczna
Objawy i symptomy.
1.
Poliuria, polidypsja, utrata masy ciała, osłabienie i postępujące zmiany stanu
świadomości od zachmurzenia umysłowego do śpiączki (obecne u 50% pacjentów) występują w ciągu
kilku dni do tygodni.
2.
Ze względu na możliwość współistnienia innych schorzeń podstawowych
(takich jak wypadek naczyniowo-mózgowy i krwiak podtwardówkowy) należy pamiętać o innych
przyczynach śpiączki, zwłaszcza u osób starszych.
3.
Zmiany neurologiczne: senność i letarg, majaczenie, śpiączka, ogniskowe lub
uogólnione napady padaczkowe, zmiany wzrokowe lub zaburzenia, niedowład połowiczy, zaburzenia
czucia.
Badanie lekarskie.
1.
2.
Ciężkie odwodnienie jest niezmiennie obecne.
Często występują różne deficyty neurologiczne (takie jak śpiączka,
przejściowy niedowład połowiczy, hiperrefleksja i uogólniona arefleksja).
Obserwuje się zmienione
stany świadomości od letargu do śpiączki.
3.
Ustalenia związane ze współistniejącymi problemami medycznymi (np.
Chorobami nerek, chorobami układu krążenia) mogą być oczywiste.
Wyniki badań laboratoryjnych.
1.
Ekstremalna hiperglikemia (często występuje poziom glukozy we krwi od 30
mmol / l i powyżej).
2.
Występuje wyraźnie podwyższona osmolalność surowicy, zwykle
przekraczająca 350 mOsm / l. (Normalna= 290 mOsm / l). Osmolalność można obliczyć za pomocą
następującego wzoru: mOsm / l = 2 (Na + K) = glukoza we krwi / 18 + BUN / 2.8.
3.
Początkowy wodorowęglan plazmy uśredniony.
4.
Ketony surowicy zwykle nie są wykrywalne, a pacjenci nie są kwasowi.
5.
Stężenie sodu w surowicy może być wysokie (jeśli występuje silny stopień
odwodnienia), normalne lub wysokie (gdy występuje wyraźne przesunięcie wody z przestrzeni
wewnątrzkomórkowej do przestrzeni zewnątrzkomórkowej z powodu znacznej hiperglikemii).
27.Biological role of proteins in the organism. Nitrogenous balance.
Protein standards in nutrition. Essential and nonessential amino
acids.
Białko jest składnikiem odżywczym potrzebnym organizmowi ludzkiemu do wzrostu
i utrzymania. Oprócz wody, białka są najobficiej występującymi rodzajami cząsteczek w
organizmie. Białko można znaleźć we wszystkich komórkach ciała i jest głównym
składnikiem strukturalnym wszystkich komórek ciała, zwłaszcza mięśni. Obejmuje to również
narządy ciała, włosy i skórę. Białka są również wykorzystywane w błonach, takich
jak glikoproteiny . Po rozbiciu na aminokwasy są one używane jako prekursory kwasu
nukleinowego , koenzymów, hormonów, odpowiedzi immunologicznej, naprawy komórkowej
i molekuł niezbędnych do życia. Wreszcie potrzebne jest białko do tworzenia komórek krwi.
Białka są bardzo ważnymi cząsteczkami w naszych komórkach. Są zaangażowani w
praktycznie wszystkie funkcje komórki. Każde białko w organizmie ma określoną
funkcję. Niektóre białka są zaangażowane w wsparcie strukturalne, podczas gdy inne są
zaangażowane w ruchy ciała lub w obronę przed zarazkami. Białka różnią się zarówno
strukturą, jak i funkcją. Są zbudowane z zestawu 20 aminokwasów i mają różne
trójwymiarowe kształty. Poniżej znajduje się lista kilku rodzajów białek i ich funkcji.
Role of protein:
• Przeciwciała
Przeciwciała są wyspecjalizowanymi białkami zaangażowanymi w obronę ciała przed
antygenami (obcymi najeźdźcami). Mogą podróżować przez krwiobieg i są wykorzystywane
przez układ odpornościowy do identyfikacji i obrony przed bakteriami , wirusami i innymi
zagranicznymi intruzami. Jednym ze sposobów przeciwdziałania antygenom jest
unieruchomienie ich, aby mogły zostać zniszczone przez białe krwinki .
• Białka kurczliwe
Białka kurczliwe są odpowiedzialne za skurcz i ruch mięśni . Przykłady tych białek obejmują
aktynę i miozynę.
• Enzymy
Enzymy są białkami, które ułatwiają reakcje biochemiczne. Są one często określane jako
katalizatory, ponieważ przyspieszają reakcje chemiczne. Enzymy obejmują laktazę i pepsynę, o
których często można usłyszeć podczas nauki o dietach specjalistycznych lub chorobach układu
pokarmowego.
Laktaza rozkłada laktozę znajdującą się w mleku. Pepsyna jest enzymem trawiennym, który
działa w żołądku, aby rozkładać białka w żywności.
Innymi przykładami enzymów trawiennych są enzymy obecne w ślinie . Amylaza śliny,
kalikreina śliny i lipaza językowa pełnią ważne funkcje biologiczne. Amylaza śliny jest
podstawowym enzymem występującym w ślinie i pomaga rozkładać skrobię na cukier.
• Białka hormonalne
Białka hormonalne są białkami przekaźnikowymi, które pomagają koordynować pewne
czynności ciała. Przykłady obejmują insulinę, oksytocynę i somatotropinę.
Insulina reguluje metabolizm glukozy, kontrolując stężenie cukru we krwi. Oksytocyna
stymuluje skurcze podczas porodu. Somatotropina jest hormonem wzrostu, który stymuluje
produkcję białek w komórkach mięśniowych.
• Białka strukturalne
Białka strukturalne są włókniste i włókniste, a dzięki tej formacji zapewniają wsparcie dla różnych
części ciała. Przykłady obejmują keratynę, kolagen i elastynę.
Keratyny wzmacniają pokrycia ochronne, takie jak skóra , włosy, pióra, pióra, rogi i
dzioby. Kolageny i elastyna zapewniają wsparcie dla tkanek łącznych, takich jak ścięgna i więzadła.
Białka do przechowywania
Przechowujące białka przechowują aminokwasy do późniejszego wykorzystania przez
organizm. Przykłady obejmują owalbuminę, która znajduje się w białkach jaja, i kazeinę, białko na
bazie mleka. Ferrytyna to kolejne białko, które przechowuje żelazo w białku transportowym,
hemoglobinie.
Białka transportowe
Białka transportowe są białkami nośnymi, które przemieszczają cząsteczki z jednego miejsca do
drugiego wokół ciała. Hemoglobina jest jedną z nich i jest odpowiedzialna za transport tlenu przez
krew przez czerwone krwinki . Cytochromy są innymi, które działają
w łańcuchu transportu elektronów jako białka nośnikowe elektronów.
Wskaźnik równowagi azotowej (NBI) jest stosowany do oceny ilości białka
stosowanego przez organizm w porównaniu z ilością białka dostarczanego z dziennego
spożycia pokarmu. Ciało znajduje się w stanie równowagi azotowej (lub białkowej), gdy
spożycie i użycie białka jest równe. Ciało ma dodatni bilans azotowy, gdy spożycie
białka jest większe niż wydatkowane przez organizm. W tym przypadku organizm może
budować i rozwijać nową tkankę. Ponieważ organizm nie przechowuje białka, nadmierne
spożycie białka może spowodować przekształcenie nadmiaru w tłuszcz i zmagazynowanie
go jako tkanki tłuszczowej .
Ciało ma ujemny bilans azotowy, gdy spożycie białka jest mniejsze niż wydatkowane przez
organizm. W tym przypadku spożycie białka jest mniejsze niż wymagane, a organizm nie
może utrzymać ani budować nowych tkanek.
28.Chemical composition of digestion juices. Role of hydrochloric acid
in protein digestion.
Istnieje pięć soków trawiennych;
• ślina,
• sok żołądkowy,
• sok trzustkowy,
• sok jelitowy
• żółć.
Konieczność tak wielu soków trawiennych polega na tym, że:
a)Jeden sok nie zawiera wszystkich enzymów niezbędnych do strawienia wszystkich różnych
rodzajów żywności. Na przykład ślina zawiera tylko enzymy rozszczepiające węglowodany; mając
na uwadze, że sok żołądkowy zawiera zarówno enzymy rozszczepiające tłuszcz, jak i białka, ale
żaden nie działa na węglowodany,
b) drugi powód jest taki, że jeden konkretny sok trawienny nie może strawić określonego rodzaju
żywności do końca.
Będzie trawiony tylko do pewnego etapu, a następnie produkty zostaną przekazane do następnego
soku trawiennego w celu dalszego trawienia. W ten sposób trawienie jest zakończone. Na przykład
sok żołądkowy trawi białko aż do stadium peptonu, sok trzustkowy przenosi trawienie peptonu do
peptydu niższego. Ten ostatni jest całkowicie trawiony przez aminokwasy przez suski entericus.
Ślina jest lekko kwaśna, sok żołądkowy jest silnie kwaśny, ale sok trzustkowy jest silnie
zasadowy. Ta, mniej więcej, przemienna reakcja kwasowa i zasadowa, zapobiega jakiejkolwiek
poważnej zmianie reakcji krwi. Jest to specjalne urządzenie do utrzymywania stałej reakcji krwi.
Sok trawienny 1. Ślina :
Charakterystyka :
Całkowita ilość - 1200 - 1500 ml w ciągu 24 godzin. Duża część tej 24-godzinnej
objętości jest wydzielana podczas posiłku, gdy wskaźnik wydzielania jest najwyższy.
Zwykle lekko kwaśna (pH 6,02 - 7,05).
Enzymy P: tyalina (amylaza śliny), lipaza anhydrazy węglanowej, fosfataza i enzym
bakteriolityczny, lizozym.
Funkcje :
1. Funkcje mechaniczne: (główny składnik mucyna)
a. Utrzymuje usta wilgotne i pomaga w mowie. Zmniejszenie wydzielania śliny, które występuje po
nerwowości, powoduje upośledzenie mowy.
b. Pomaga w procesie żucia produktu spożywczego i przygotowania go do bolusa, odpowiedniego
do deglutacji.
C Stały przepływ śliny zmywa resztki jedzenia i tym samym nie pozwala bakteriom na wzrost.
2. Funkcje trawienne:
Ślina zawiera dwa enzymy:
A. Ptyalin:
Dzieli skrobię na maltozę w następujący sposób
b. Maltase:
Maltaza (w śladowych ilościach) przekształca maltozę w glukozę.
3. Funkcje wydalnicze:
Ślina wydala mocznik, metale ciężkie (Hg, Pb, Bi, As, itp.),
4. Pomaga w odczuwaniu smaku:
Smak jest doznaniem chemicznym. Jeśli substancje nie są w roztworze, kubki smakowe nie mogą
być stymulowane. Ślina działa jako rozpuszczalnik i dlatego jest niezbędna dla smaku.
5. Pomaga w równowadze wodnej:
Ślina utrzymuje usta wilgotne. Kiedy wilgoć jest zmniejszona w ustach, stymulowane są pewne
zakończenia nerwowe z tyłu języka i pojawia się uczucie pragnienia.
6. Pomaga utracie ciepła:
7. Działanie buforujące:
Głównie bufory stanowią głównie wodorowęglan i w mniejszym stopniu fosforan i mucyna obecne
w ślinie. Podczas przyjmowania pokarmu następuje wzrost stężenia wodorowęglanów.
8. Działanie bakteriobójcze:
Błona komórkowa różnych odmian bakterii zawiera polisacharydy, lizozym, enzymem obecnym w
ślinie są polisacharydy, a zatem rozpuszcza ścianę komórkową wielu bakterii i ostatecznie je zabija.
Sok trawienny 2 . Sok żołądkowy :
Średni skład ludzkiego soku żołądkowego jest następujący:
1. Woda - 99,45%.
2. Całkowita zawartość ciał stałych - 0,55%.
za. Nieorganiczny - 0,15% (NaCl, KCI, CaCI, fosforan wapnia, Mag. Fosforan, wodorowęglan itp.).
b. Organiczne - 0,40%.
ja. Mucyna.
ii. Czynnik wewnętrzny,
iii. Enzymy.
za. Pepsyna.
ja. Inne enzymy proteolityczne soku żołądkowego są; katepsyna, żołądek, parapepsyna I i II.
ii. Renina żołądkowa.
iii. Lipaza żołądkowa.
iv. Inne enzymy żołądkowe są obecne w niewielkich ilościach i są; lizozym, żelatynaza, ureaza,
anhydraza węglanowa.
Charakterystyka :
Całkowita ilość - około 500-1000 ml na posiłek (1200 ml - 1 500 ml dziennie).
Reakcja - Silnie kwasowy. HCI - -0,4 -0,5% Całkowita kwasowość - - 0,45 - 0,6%. Zawiera
bezpłatny HCl, a także HCl w połączeniu z białkami. Obejmuje również inne kwasy, takie jak kwas
mlekowy. Jak zwykle badano, zawartość żołądka wykazuje niższą kwasowość (0,15% do 0,25%
HCl), ponieważ HCl jest częściowo neutralizowany przez mucynę i inne substancje.
Funkcje :
Pepsyna - enzym pepsyna z HCI trawi białka do stadium peptonu.
Rennin - Rennin koaguluje kazeinogen mleka.
Lipaza żołądkowa - lipaza żołądkowa trawi tłuszcz w pewnym stopniu.
HCI działa jako środek antyseptyczny - HCI działa jako środek antyseptyczny i powoduje pewną
hydrolizę wszystkich środków spożywczych.
Sok trawienny # 3 . Sok trzustkowy :
Charakterystyka :
Całkowita ilość - około 500 ml na posiłek. Około 1500 ml w ciągu 24 godzin. pH - 8,0 - 8,3
Składniki :
Składniki nieorganiczne:
Charakterystyczną cechą chemiczną jest wysoka zawartość
wodorowęglanów. Podstawowymi zasadami są sód i potas. Występują również niewielkie
ilości wapnia, magnezu i cynku.
Składniki organiczne:
Enzymami soku trzustkowego są trypsynogen, chymotrypsynogen,
prokarboksypeptydaza, nukleotydazy (rybonukleaza i deoksyrybonukleaza),
elastaza, kolagenaza, lipaza trzustkowa, lecytynaza, esteraza cholesterolu i amylaza.
Sok trawienny # 4 . Succus Entericus (sok jelitowy) :
Sok jelitowy w czystej postaci jest trudny do zebrania, ponieważ jest zmieszany z żółcią i sokiem
trzustkowym.
Całkowita ilość - Około 1-2 litrów w ciągu 24 godzin.
Reakcja - Słabo kwaśny do słabo zasadowego.
pH - Zmienna od 6,3 - 9,0 średnia 8,3.
Skład :
1. Woda - 98,5%
2. Ciała stałe - 1,5%
ja. Nieorganiczne - 0,8% soli sodu, potasu, wapnia i magnezu z solami chlorku, wodorowęglanu i
fosforanu. Stężenie wodorowęglanów jest wyższe niż we krwi lub płynach śródmiąższowych.
ii. Organiczne - 0,7%.
Aktywator - enteropeptydaza (wcześniej znana jako enterokinaza). Aktywuje trypsynogen w
trypsynę.
Enzymy soków jelitowych :
1. Proteolityczne:
Erepsin - Mieszanina enzymów zawierających dipeptidases (rozbić dipeptydy do aminokwasów) i
peptydazy amino (usunięcia końcowego aminokwasu zawierającego wolne NH 2 grupy z
polipeptydów).
Enzymy - Kilka enzymów działających na różne frakcje kwasu nukleinowego, takich jak nukleaza,
nukleotydaza i nukleozydaza.
Arginaza działa na argininę produkującą mocznik i ornitynę.
4. Inne enzymy:
Fosfataza alkaliczna, esteraza cholesterolowa, lecytynaza itp.
Jelito cienkie nie wydziela enzymów w tym sensie, że wydzielina występuje w błonie śluzowej
żołądka lub w trzustce. Większość tych enzymów trawiennych jest rzeczywiście
wewnątrzkomórkowa i występuje w soku tylko dlatego, że komórki złuszczają się. Enteropeptydaza
i amylaza są wysoce rozpuszczalne i dyfuzyjne i występują w jelitach entericznych. Jeśli chodzi o
inne enzymy, są one głównie obecne w komórkach nabłonkowych. Peptydazy (erepsynę), laktazę,
maltazę, sacharozę (inwertazę) i lipazę można znaleźć w nabłonku jelitowym, jak również w
komórkach zrzutu obecnych w soku.
Proteazy, nukleazy, fosfataza i arginaza są obecne tylko w skrobiach błony śluzowej. Te skrobania
pokazują również obecność wszystkich wymienionych powyżej enzymów.
Na tej podstawie można wywnioskować, że omawiane powyżej enzymy trawią
produkty spożywcze na trzy sposoby:
1. Rozpuszczalne enzymy - enteropeptydaza i amylaza, swobodnie wywierają swoje działanie
odpowiednio na trypsynogen i skrobię.
2. Rozlane komórki rozpadają się w jelitowym jelicie cienkim, uwalniają nierozpuszczalne enzymy,
które trawią polipeptydy, disacharydy i tłuszcze.
3. Te nierozpuszczalne enzymy, które pozostają w błonie śluzowej jelit i znajdują się tylko w
skrobakach, wywierają swoje działanie na odpowiednie substraty podczas ich przechodzenia przez
nabłonek, w trakcie absorpcji.
Sok trawienny # 5 . Żółć :
Wprowadzenie :
Żółć jest zarówno produktem wydzielania, jak i wydalania wątroby. Minutowe kropelki żółci
gromadzą się w małych wakuolach komórek wątroby i są odprowadzane do naczyń włosowatych
żółci przez kanaliki wewnątrzkomórkowe. Pierwotne naczynia włosowate zaczynają się między
komórkami wątroby jako kanaliki ślepe.
Łączą się one wielokrotnie i tworzą większe kanały i ostatecznie wychodzą z wątroby jako prawy i
lewy przewód wątrobowy. Dwa przewody łączą się i tworzą wspólny przewód żółciowy, który
wchodzi do dukodenum przez ampułkę Vatera. Przez tę samą bańkę otwiera się również przewód
trzustkowy. Z górnej części przewodu żółciowego wspólnego rozpoczyna się przewód torbielowaty,
który kończy się w woreczku żółciowym.
Tworzenie żółci przez wątrobę jest aktywnym procesem, ale wejście żółci do dwunastnicy jest
przerywane i ma miejsce dopiero po posiłku. To koniecznie wskazuje, że żółć musi być gdzieś
przechowywana. Pęcherz żółciowy pełni rolę głównego magazynu. Wspólny przewód żółciowy
przechowuje również trochę żółci.
Skład żółci :
Żółć jest złożonym płynem zawierającym różne substancje, z których niektóre są jedynie odpadami
podlegającymi wydalaniu, podczas gdy inne są produktami wydzielania służącymi ważnym
funkcjom fizjologicznym. W pęcherzyku żółciowym żółć jest skoncentrowana pięć do dziesięciu
razy, a jej zasadowość jest zmniejszona
Całkowita ilość - 500-1000 ml dziennie. Średnio około 700 ml.
Reakcja - żółć wątrobowa jest zdecydowanie alkaliczna, pH 7,7. [Niektóre utrzymują pH 8,0 - 8,6]
Żółć pęcherzyka żółciowego jest obojętna lub lekko zasadowa (pH 7,0 - 7,6) lub lekko kwaśna (pH
6,8).
29. Gastric juice acidity. Kinds. Hypoaciditas, hyperaciditas,
anaciditas, hypochlorhydria, hyperchlorhydria, achlorhydria.
Kwas żołądkowy , sok żołądkowy , jest płynem pokarmowego uformowany w żołądku i
składa się z kwasu solnego (HCI), chlorek potasu (KCI) i chlorek sodu (NaCl). Kwas
odgrywa kluczową rolę w trawieniu białek , poprzez aktywację enzymów trawiennych i
sprawia, że spożywane białka rozplatają się, tak że enzymy trawienne rozkładają długie
łańcuchy aminokwasów . Kwas żołądkowy jest wytwarzany przez komórki w błonie
śluzowej żołądka, które są sprzężone w układach sprzężenia zwrotnego, aby w razie
potrzeby zwiększyć produkcję kwasu. Inne komórki w żołądku wytwarzają wodorowęglan,
podstawa, aby buforować płyn, zapewniając, że nie stanie się zbyt kwaśny. Komórki te
wytwarzają również śluz , który tworzy lepką barierę fizyczną, aby zapobiec uszkodzeniu
żołądka przez kwas żołądkowy. W trzustki ponadto wytwarza duże ilości wodorowęglanu i
wydziela wodorowęglan przez przewód trzustkowy do dwunastnicy do całkowitego
zobojętnienia kwasu żołądkowego, który przechodzi dalej w dół do przewodu
pokarmowego .
Głównym składnikiem kwasu żołądkowego jest kwas solny wytwarzany przez komórki
okładzinowe (zwane również komórkami tlenowymi) w gruczołach żołądkowych w
żołądku. Jego wydzielanie jest złożonym i stosunkowo kosztownym energetycznie
procesem. Komórki ciemieniowe zawierają rozległą sieć wydzielniczą
(nazywaną kanałową ), z której kwas chlorowodorowy jest wydzielany
do światła żołądka. Wartość pH kwasu żołądkowego wynosi 1,5 do 3,5 [1] w ludzkim
świetle żołądka, a kwasowość utrzymywana jest przez pompę protonową H + /
K + ATPazę . Komórka ciemieniowa uwalnia wodorowęglando krwioobiegu w procesie, co
powoduje tymczasowy wzrost pH we krwi, znany jako pływ alkaliczny .
Silnie kwaśne środowisko w świetle żołądka powoduje , że białka z pożywienia tracą swoją
charakterystyczną złożoną strukturę (lub denaturację ). To eksponuje wiązania
peptydowe białka . Do żołądka komórek głównych żołądka wydzielają enzymy
rozkładające białka (nieaktywne pepsynogenu , w niemowlęctwie renina ). Kwas
solny aktywuje pepsynogen w enzymie pepsynę , który następnie pomaga w trawieniu
poprzez rozbijanie wiązań łączących aminokwasy, proces znany jako proteoliza . Ponadto
wiele mikroorganizmówich wzrost jest zahamowany przez takie kwaśne środowisko, co
jest pomocne w zapobieganiu infekcji .
Istnieją trzy fazy wydzielania kwasu żołądkowego, które zwiększają szybkość wydzielania
w celu strawienia posiłku: [2]
1.
2.
3.
Faza cefaliczna: Trzydzieści procent całkowitej wydzieliny kwasu żołądkowego,
która ma być wytwarzana, jest stymulowane przez przewidywanie jedzenia i
zapachu lub smaku żywności. Sygnalizacja ta zachodzi z wyższych ośrodków w
mózgu przez nerw błędny (nerw czaszkowy X) . Aktywuje komórki okładzinowe
w celu uwolnienia kwasu i komórek ECL w celu uwolnienia histaminy . Nerwu
błędnego (CN X) zwalnia także uwalniającego gastrynę peptydu na komórkach
G . Wreszcie, również hamuje somatostatyny uwalnianie z komórek D . [5]
Faza żołądkowa: W tej fazie wydzielana jest około sześćdziesiąt procent
całkowitego kwasu na posiłek. Wydzielanie kwasu jest stymulowane przez rozdęcie
żołądka i aminokwasy obecne w żywności.
Faza jelitowa: Pozostałe 10% kwasu jest wydzielane, gdy treści pokarmowe dostają
się do jelita cienkiego i są stymulowane przez rozciągnięcie jelita cienkiego
i aminokwasy . Komórki dwunastnicy uwalniają entero-oksyntinę, która działa na
komórki okładzinowe bez wpływu na gastrynę.
Produkcja kwasu żołądkowego jest regulowana zarówno przez autonomiczny układ
nerwowy, jak i kilka hormonów . Przywspółczulny układ nerwowy , przez nerw błędny , a
hormon gastryna stymuluje komórkach okładzinowych do wytwarzania kwasu
żołądkowego, zarówno bezpośrednio działając na komórkach okładzinowych i pośrednio
przez stymulację wydzielania hormonu histaminy z komórek enterochromaffine
jak (ECL) . Wazoaktywny peptyd jelitowy , cholecystokinina i sekretyna hamują produkcję.
Wytwarzanie kwasu żołądkowego w żołądku jest ściśle regulowane przez regulatory
dodatnie i mechanizmy ujemnego sprzężenia zwrotnego . Cztery typy komórek są
zaangażowane w tym procesie: komórek okładzinowych komórek G , komórkach D oraz
komórkach enterochromaffine podobne. Poza tym końcówki nerwu błędnego (CN X) i
śródścienny splot nerwowy w przewodzie pokarmowym wpływają znacząco na
wydzielanie.
Zakończenia nerwowe w żołądku wydzielają dwa
stymulujące neuroprzekaźniki : acetylocholinę i peptyd uwalniający gastrynę . Ich działanie
jest bezpośrednie zarówno na komórki okładzinowe, jak i za pośrednictwem wydzielania
gastryny z komórek G i histaminy z komórek podobnych do enterochromafiny. Gastryna
działa również na komórki okładzinowe bezpośrednio i pośrednio, stymulując uwalnianie
histaminy.
Uwalnianie histaminy jest najważniejszym mechanizmem regulacji dodatniej w wydzielaniu
kwasu żołądkowego w żołądku. Jego uwalnianie jest stymulowane przez gastrynę i
acetylocholinę i hamowane przez somatostatynę .
RODZAJE KWASÓW SOKÓW GASTRYCZNYCH .
Kwas żołądkowy jest płynem trawiennym, powstającym w żołądku . Ma pH od 1,5 do 3,5 i
składa się z kwasu chlorowodorowego (HCl) (około 0,5% lub 5000 części na milion ) tak wysokiego jak
0,1 N i dużych ilości chlorku potasu (KCl) i chlorku sodu (NaCl). Kwas odgrywa kluczową rolę w
trawieniu białek , poprzez aktywację enzymów trawiennych i sprawia, że spożywane białka rozplatają się,
tak że enzymy trawienne rozkładają długie łańcuchy aminokwasów .
Kwas żołądkowy jest wytwarzany przez komórki wyściełające żołądek, które są połączone z
układami w celu zwiększenia produkcji kwasu w razie potrzeby. Inne komórki w żołądku
wytwarzają wodorowęglan , bazę, która buforuje płyn, zapewniając, że nie stanie się zbyt
kwaśny. Komórki te wytwarzają również śluz , który tworzy lepką barierę fizyczną, aby zapobiec
uszkodzeniu żołądka przez kwas żołądkowy. Komórki na początku jelita cienkiego
lub dwunastnicy dalej wytwarzają duże ilości wodorowęglanu, aby całkowicie zneutralizować każdy
kwas żołądkowy, który przechodzi dalej do przewodu pokarmowego.
Kwas żołądkowy jest wytwarzany przez komórki okładzinowe (zwane również komórkami
tlenowymi) w żołądku. Jego wydzielanie jest złożonym i stosunkowo kosztownym energetycznie
procesem. Komórki ciemieniowe zawierają rozległą sieć wydzielniczą (zwaną kanałową ), z której
kwas żołądkowy jest wydzielany do światła żołądka. Komórki te stanowią część nabłonka fundic
gruczołów w błonie śluzowej żołądka . Wartość pH kwasu żołądkowego wynosi 1,35 do 3,5
[2]
w
ludzkim świetle żołądka, a kwasowość utrzymywana jest przez pompę protonową H
+
/
K + ATPazę . Komórka ciemieniowa uwalnia wodorowęglando krwioobiegu w procesie, co powoduje
tymczasowy wzrost pH we krwi, znany jako pływ alkaliczny .
Wynikające z tego bardzo kwaśne środowisko w świetle żołądka powoduje , że białka z
pożywienia tracą charakterystyczną złożoną strukturę (lub denaturację ). To eksponuje wiązania
peptydowe białka . Do komórek głównych żołądka wydzielają enzymy rozkładające białka
(nieaktywnej pepsynogenu i renina ). Kwas solny aktywuje pepsynogen w enzymie pepsynę , który
następnie pomaga w trawieniu poprzez rozbijanie wiązań łączących aminokwasy ,
proces znany jako proteoliza . Ponadto wiele mikroorganizmówich wzrost jest zahamowany
przez takie kwaśne środowisko, co jest pomocne w zapobieganiu infekcji .
Wydzielanie
Istnieją trzy fazy wydzielania kwasu żołądkowego:
1.
Faza podstawowa: Mała ilość kwasu jest zawsze wydzielana do
żołądka. Trzy kolejne fazy zwiększają szybkość wydzielania w celu strawienia posiłku.
2.
Faza cefaliczna: Trzydzieści procent całkowitej wydzieliny kwasu
żołądkowego, która ma być wytwarzana, jest stymulowane przez przewidywanie jedzenia i
zapachu lub smaku żywności. Ta sygnalizacja następuje z wyższych centrów w mózgu
przez nerw błędny . Aktywuje komórki okładzinowe w celu uwolnienia kwasu i komórek
ECL w celu uwolnienia histaminy . Nerwu błędnego także uwalnia uwalniającego gastrynę
peptyd na g komórek . Wreszcie, również hamuje somatostatyny uwalnianie z komórek D .
3.
Faza żołądkowa: Około pięćdziesiąt procent całkowitej ilości kwasu
dla posiłku jest wydzielane w tej fazie. Wydzielanie kwasu jest stymulowane przez rozdęcie
żołądka i aminokwasy obecne w żywności.
4.
Faza jelitowa: Pozostałe 10% kwasu jest wydzielane, gdy
treści pokarmowe dostają się do jelita cienkiego i są stymulowane przez rozciągnięcie jelita
cienkiego i aminokwasy . Komórki dwunastnicy uwalniają entero-oksyntinę, która działa na
komórki okładzinowe bez wpływu na gastrynę.
Pomiędzy posiłkami występuje zwykle ciągłe podstawowe wydzielanie kwasu żołądkowego
zwykle poniżej 10 mEq / godzinę.
Regulacja wydzielania
Produkcja kwasu żołądkowego jest regulowana zarówno przez autonomiczny układ nerwowy, jak i
kilka hormonów . Przywspółczulny układ nerwowy , przez nerw błędny , a hormon gastryna stymuluje
komórkach okładzinowych do wytwarzania kwasu żołądkowego, zarówno bezpośrednio działając na
komórkach okładzinowych i pośrednio przez stymulację wydzielania hormonu histaminy z komórek
enterochromaffine jak (ECL) . Wazoaktywny peptyd jelitowy , cholecystokinina i sekretyna hamują
produkcję.
Wytwarzanie kwasu żołądkowego w żołądku jest ściśle regulowane przez regulatory dodatnie
i mechanizmy ujemnego sprzężenia zwrotnego . Cztery typy komórek są zaangażowane w tym procesie:
komórek okładzinowych komórek G , komórkach D oraz komórkach enterochromaffine podobne. Poza tym
końcówki nerwu błędnego (CN X) i śródścienny splot nerwowy w przewodzie pokarmowym wpływają
znacząco na wydzielanie.
Zakończenia
nerwowe
w
żołądku
wydzielają
dwa
stymulujące neuroprzekaźniki : acetylocholinę i peptyd uwalniający gastrynę . Ich działanie jest
bezpośrednie zarówno na komórki okładzinowe, jak i za pośrednictwem wydzielania gastryny z komórek G i
histaminy z komórek podobnych do enterochromafiny. Gastryna działa również na komórki okładzinowe
bezpośrednio i pośrednio, stymulując uwalnianie histaminy.
Uwalnianie histaminy jest najważniejszym mechanizmem regulacji dodatniej w wydzielaniu
kwasu żołądkowego w żołądku. Jego uwalnianie jest stymulowane przez gastrynę i acetylocholinę i
hamowane przez somatostatynę .
Neutralizacja
W dwunastnicy kwas żołądkowy jest neutralizowany przez wodorowęglan
sodu . Blokuje to również enzymy żołądkowe, które mają swoje optymalne wartości w
kwasowym zakresie pH . Sekretyna stymuluje wydzielanie wodorowęglanu sodu z trzustki .
Ten hormon polipeptydowy jest aktywowany i wydzielany z tak zwanych komórek
S w błonie śluzowej dwunastnicy i jelita czczego, gdy pH w dwunastnicy spada poniżej 4,5 do
5,0. Neutralizacja jest opisana równaniem:
HCI + NaHCO 3 → NaCl + H 2 CO 3
Kwas karboksylowy szybko równoważy się z dwutlenku węgla i wody przez katalizy
anhydrazy węglanowej enzymów związanych z nabłonka błony śluzowej jelit, [6], prowadzi do
sieci uwalniania dwutlenku węgla w obrębie światła związanego z zobojętniania. W chłonnym
jelicie górnym, takim jak dwunastnica, zarówno rozpuszczony dwutlenek węgla, jak i kwas
węglowy mają tendencję do równoważenia się z krwią, co prowadzi do tego, że większość
gazu wytwarzanego przy neutralizacji jest wydychana przez płuca.
Rola w chorobie
W hipochlorhydrii i achlorhydrii w żołądku występuje niski poziom kwasu
żołądkowego lub nie ma go wcale, co może prowadzić do problemów, ponieważ zmniejszają
się właściwości dezynfekujące światła żołądka. W takich warunkach istnieje większe ryzyko
zakażeń przewodu pokarmowego (takich jak zakażenie bakteriami Vibrio lub Helicobacter ).
W zespole Zollingera-Ellisona i hiperkalcemii występują
zwiększone poziomy gastryny , co prowadzi do nadmiernego wytwarzania kwasu
żołądkowego, co może powodować wrzody żołądka .
W chorobach, w których występują nadmierne wymioty, u pacjentów rozwija
się hipochloremiczna zasadowica metaboliczna(obniżona kwasowość krwi
przez wyczerpanie H + i chloru ).
HYPOCHLORHYDRIA (Oczywista) to brak odpowiedniej produkcji kwasu solnego
(HCL) przez komórki ciemieniowe żołądka.
ACHLORHYDRIA jest całkowitym brakiem wytwarzania HCL w żołądku.
Pacjenci z Achlorhydrią mogą mieć formę niedokrwistości złośliwej. Będzie to
również widoczne w rutynowym badaniu krwi. Gdy niedokrwistość zostanie skorygowana,
funkcja ciemieniowa żołądka na ogół powróciNormalna.
HYPERCHLORHYDRIA, Powyższy wykres wskazuje nadmiar produkcji kwasu solnego
(HCL). Ten warunek może spowodować opóźnienie lub opóźnienie zaznaczenia zawartości
opróżniania żołądka. W wielu przypadkach pacjenci z opóźnionym i znaczonym opóźnieniem
opróżniania zatrzymają jedzenie w żołądkach przez 6 do 24 godzin, aw wielu przypadkach
znacznie dłużej.
30.Deamination of amino acids, kinds. The role of enzymes, coenzymes,
vitamins.
Deaminacja aminokwasów
Kiedy istnieje nadmiar azotu w postaci aminokwasów, należy go usunąć gdzieś w
ciele. Deaminacja jest procesem, który przeprowadza ten rozkład aminokwasów. Proces
ten uwalnia jednak wolny cytotoksyczny amoniak, który musi być szybko metabolizowany
do mocznika. Ta synteza mocznika, która wymaga dużo energii, ma miejsce w
wątrobie. Aby tak się stało, nadmiar azotu musi być transportowany z peryferii do
wątroby. W ten transport zaangażowane są trzy centralne aminokwasy: alanina
(syntetyzowana z pirogronianu), glutamina (syntetyzowana z asparaginianu) i
asparaginian (syntetyzowany z szczawiooctanu).
Deaminację można podzielić na trzy różne reakcje:
•
Deaminacja oksydacyjna
•
Deaminacja hydrolityczna
•
Eliminacyjna deaminacja
Deaminacja utleniająca
Podobnie jak w transaminacji, tworzy się zasada Schiffa z dehydrogenazą; dokładniej,
utlenianie przekształca grupę aminową w grupę iminową (C = N) . Akceptory elektronów
to koenzymy NAD + lub NADP +, które są redukowane w tym procesie odpowiednio do
NADH / H lub NADPH / H. Przez dodanie wody, grupa iminowa przekształca się grupę aketokwasu, który uwalnia amoniaku (NH 3 ).
Deaminacja hydrolityczna
W deaminacji hydrolitycznej woda reaguje z grupą aminową. W ten sposób grupa
hydroksylowa (grupa OH) jest nieodwracalnie przyłączona i grupa aminowa jest
eliminowana w postaci amoniaku. W reakcji glutaminazy od glutaminy do glutaminianu,
odpowiedzialnym enzymem jest glutaminaza. Ta sama reakcja zachodzi od aminokwasu
asparaginowego do asparaginianu (odpowiedzialny enzym jest przypadkowo nazywany
asparaginazą).
Eliminacyjna Deamination
Małe aminokwasy, takie jak seryna lub cysteina, mogą być również uwalniane przez
eliminacyjne usuwanie amoniaku z azotu (w postaci amoniaku) i przez eliminację wody lub
siarkowodoru dla aminokwasów siarkowych. W tej reakcji, PLP jest ponownie potrzebny
jako partner. Ta hydratacja tworzy podwójne wiązanie, a po następnej hydrolizie inny
alfa-ketokwas.
Deamination
Jest to proces zachodzący w wątrobie podczas metabolizmu aminokwasów. Grupę
aminową usuwa się z aminokwasów i przekształca się amoniak-NH 3 , których
toksyczne działanie jest anulowana przez konwersję do mocznika, który ostatecznie jest
wydalane. Enzym dehydrogenaza glutaminianowa-GDH odgrywa główną rolę w
metabolizmie azotu. Aminokwas glutaminianowy jest rozszczepiany na α-ketoglutaran i
amoniak w reakcji katalizowanej przez GDH w procesie zwanym
deaminacją. Glutaminian jest jedynym aminokwasem, który ulega deaminacji
oksydacyjnej w stosunkowo wysokim tempie. Tak więc tworzenie amoniaku występuje
głównie poprzez deaminację glutaminianu.
4 types:
• Oxidative and no oxidative
• Reduction
• Hydrolytic
• Intramolecular
Deamination : sites in liver kidney mitochondria
Oksydacyjna reakcja dezaminacji
Wprowadzenie:
Deaminacja jest również reakcją oksydacyjną, która zachodzi w warunkach tlenowych we
wszystkich tkankach, a zwłaszcza w wątrobie. Podczasdeaminacji oksydacyjnej aminokwas
przekształca się w odpowiedni ketokwas przez usunięcie aminowej grupy funkcyjnej, gdy
amoniak i aminową grupę funkcyjną zastępuje się grupą ketonową. Amoniak ostatecznie
przechodzi w cykl mocznikowy.
Deaminacja oksydacyjna zachodzi głównie na kwasie glutaminowym, ponieważ kwas
glutaminowy był końcowym produktem wielu reakcji transaminacji.
Dehydrogenaza glutaminianowa jest kontrolowana allosterycznie przez ATP i ADP. ATP działa
jako inhibitor, podczas gdy ADP jest aktywatorem.
Centralna rola kwasu glutaminowego:
Najwyraźniej większość aminokwasów może być deaminowana, ale jest to znacząca reakcja tylko
dla kwasu glutaminowego. Jeśli to prawda, to w jaki sposób inne aminokwasy są
deaminowane? Odpowiedź brzmi: występuje połączenie transaminacji i deaminacji kwasu
glutaminowego, które jest typem reakcji recyklingu dla kwasu glutaminowego. Oryginalny
aminokwas traci w tym procesie grupę aminową.
Kofaktory enzymatyczne i witaminy
Wiele enzymów to proste białka składające się całkowicie z jednego lub więcej łańcuchów
aminokwasowych. Inne enzymy zawierają składnik niebiałkowy zwany kofaktorem, który jest
niezbędny do prawidłowego funkcjonowania enzymu. Istnieją dwa rodzaje kofaktorów: jony
nieorganiczne [np. Jony cynku lub Cu (I)] i cząsteczki organiczne znane jako
koenzymy. Większość koenzymów to witaminy lub pochodzą z witamin.
Witaminy są związkami organicznymi, które są niezbędne w bardzo małych (śladowych) ilościach
do utrzymania prawidłowego metabolizmu. Na ogół nie mogą być syntetyzowane na odpowiednim
poziomie przez organizm i muszą być uzyskane z diety. Brak lub niedobór witaminy może
spowodować chorobę z niedoborem witaminy.
Witaminy rozpuszczalne w i funkcje fizjologiczne
Witamina
Funkcja fizjologiczna
Wpływ niedoboru
witamina A
tworzenie pigmentów
nocna ślepota; ciągły niedobór
(retinol)
wzrokowych; różnicowanie
prowadzi do całkowitej ślepoty
komórek nabłonkowych
witamina D
zwiększa zdolność organizmu do
osteomalacja (zmiękczenie
(cholekalcyferol
wchłaniania wapnia i fosforu
kości); znany jako krzywica u
)
dzieci
witamina E
przeciwutleniacz rozpuszczalny w
uszkodzenie błon komórkowych
(tokoferol)
tłuszczach
witamina K
tworzenie protrombiny,
wydłuża czas potrzebny do
(filochinon)
kluczowego enzymu w procesie
krzepnięcia krwi
krzepnięcia krwi
Ponieważ organizmy różnią się zdolnościami syntetycznymi, substancja, która jest witaminą dla
jednego gatunku, może nie być odpowiednia dla innego. W ciągu ostatnich 100 lat naukowcy
zidentyfikowali i wyizolowali 13 witamin potrzebnych w diecie człowieka i podzielili je na dwie
szerokie kategorie: witaminy rozpuszczalne w tłuszczach , które obejmują witaminy A, D, E, i K
oraz witaminy rozpuszczalne w wodzie , które są witaminami z grupy B i witaminą C . Wszystkie
witaminy rozpuszczalne w tłuszczach zawierają dużą część składników strukturalnych
węglowodorów.
Występuje jeden lub dwa atomy tlenu, ale związki jako całość są niepolarne. Przeciwnie, witaminy
rozpuszczalne w wodzie zawierają dużą liczbę elektroujemnych atomów tlenu i azotu, które mogą
wchodzić w wiązania wodorowe z wodą. Większość witamin rozpuszczalnych w wodzie działa jak
koenzymy lub jest wymagana do syntezy koenzymów. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są
ważne dla różnych funkcji fizjologicznych.
Witamina
Koenzym
Funkcja koenzymu
Choroba
niedoboru
witamina
pirofosforan tiaminy
reakcje dekarboksylacji
beri-beri
witamina
mononukleotyd flawinowy
reakcje utleniania-
-
B 2(ryboflawina)
lub dinukleotyd flawinowo-
redukcji z udziałem
adeninowy
dwóch atomów wodoru
witamina
dinukleotyd
reakcje utleniania-
B 3(niacyna)
nikotynamidoadeninowy
redukcji z udziałem jonu
lub fosforan dinukleotydu
wodorkowego (H - )
B 1(tiamina)
pelagra
nikotynamidoadeninowego
witamina
fosforan pirydoksalu
B 6(pirydoksyna)
różnorodność reakcji, w
-
tym transfer grup
aminowych
witaminy
metylokobalamina lub
reakcje przegrupowania
Niedokrwisto
B 12(cyjanokobala
dezoksyadenoksylobobala
wewnątrzcząsteczkoweg
ść złośliwa
mina)
mina
o
biotyna
biotyna
reakcje karboksylacji
-
kwas foliowy
tetrahydrofolian
nośnik jednostek jedno-
niedokrwisto
węglowych, takich jak
ść
grupa formylowa
Kwas
pantotenowy
koenzym A
nośnik grup acylowych
-
witamina C (kwas
Żaden
askorbinowy)
przeciwutleniacz; tworze
szkorbut
nie kolagenu, białka
występującego w
ścięgnach, więzadłach i
kościach
Jedną z cech odróżniających enzym od wszystkich innych typów katalizatorów
jest specyficzność substratu. Kwas nieorganiczny, taki jak kwas siarkowy, można stosować w
celu zwiększenia szybkości reakcji wielu różnych reakcji, takich jak hydroliza disacharydów,
polisacharydów, lipidów i białek, z całkowitą bezstronnością. Natomiast enzymy są znacznie
bardziej specyficzne. Niektóre enzymy działają na pojedynczy substrat, podczas gdy inne
enzymy działają na dowolną grupę pokrewnych cząsteczek zawierających podobną grupę
funkcyjną lub wiązanie chemiczne. Niektóre enzymy nawet rozróżniają D- i L-stereoizomery,
wiążąc jeden stereoizomer, ale nie drugi. Ureaza, na przykład, jest enzymem, który katalizuje
hydrolizę pojedynczego substratu - mocznika - ale nie blisko spokrewnionych związków metylo
mocznika, tiomocznika lub biuretu. Z drugiej strony enzym karboksypeptydaza jest znacznie
mniej specyficzny
31.Decarboxilation of amino acids. Role of enzymes and coenzymes. Amines: role in organism.
Dekarboksylacja - tworzenie amin biogennych
Niektóre aminokwasy ulegają dekarboksylacji ( usuwanie grupy karboksylowej ). Rezultatem
jest tworzenie biogennych amin (monoamin), które wykazują szerokie spektrum funkcji w
organizmie człowieka. Oto podstawowy zarys:
1) Tyr → katecholaminy (DOPA → dopamina → noradrenalina (noradrenalina) → adrenalina (epinefryna)
2) Trp → serotonina (5-hydroksytryptamina)
3) Glu → γ-aminomaślan ( GABA )
4) His → histamina
5) Ser → etanoloamina → cholina → acetylocholina
6) Cys → cysteamina
7) Asp → β-alanina
Dekarboksylacja aminokwasów
Kiedy grupa karboksylową jest odcinana od aminokwasu jednej aminy i CO 2 są uwalniane jako
produkty uboczne. Reakcja jest katalizowana przez enzym dekarboksylazę wykorzystującą PLP
jako partnera. Powstałe aminy pełnią ważne funkcje w organizmie, dlatego są nazywane aminami
biogennymi .
Dobrze znanym przedstawicielem jest histamina, która powstaje w wyniku dekarboksylacji z
zasadowego aminokwasu histydyny. Odpowiedni enzym nazywany jest zatem dekarboksylazą
histydyny. Histamina jest ważnym mediatorem i odgrywa istotną rolę np. W natychmiastowych
reakcjach nadwrażliwości. Dalsze dobrze znane biogenne aminy istotne dla metabolizmu to na
przykład GABA (kwas gamma-aminomasłowy z kwasu glutaminowego) i dopamina (z 3,4dihydroksyfenyloalaniny)
32.Transamination and decarboxilation of amino acids,
mechanism, role of enzymes and coenzymes.
Transaminacja
Transaminacje są reakcjami swobodnie odwracalnymi katalizowanymi
przez transaminazy ( aminotransferazy ). Grupa aminowa α-aminokwasu jest wymieniana z
grupą okso 2-oksoakwasu podczas transaminacji - z aminokwasu wytwarza się 2-oksoakwas,
podczas gdy z oryginalnego 2-oksoakwasu tworzy się aminokwas.
Grupa aminowa jest przenoszona przez kofaktor fosforan pirydoksalu ( PLP , pochodna
witaminy B6 ) do oksoakwasu (tworzenie zasady Schiffa).
Większość aminokwasów ulega transaminacji w ich degradacji . Enzymy aminotransferazy
asparaginianowej (AST) i aminotransferazy alaninowej (ALT) są konkretnymi przykładami
transaminaz, które normalnie wykrywa się jako markery potencjalnego uszkodzenia komórek
wątroby. W schemacie przedstawiono katalizowane reakcje AST i ALT.
Powstałe kwasy 2-okso (szczawiooctan i pirogronian) biorą udział w metabolizmie energii w
komórkach.
Istnieją jednak wyjątki (np. Treonina), które nie są degradowane przez transaminację.
Mechanism of transamination PLP plays a central role here in the interconversion of an amino acid
and an alpha-keto acid.
(1) Transaminase binds pyridoxal phosphate in a Schiff-base link to a Lysine residue of enzyme
(the attachment is to the epsilon-amino group of the Lysine). This forms an „aldimine".
(2) (2) As a new substrate substrate enters the active site, its amino group displaces the -NH2 of
active site Lysine. Then a new Schiff-base link is formed to the alpha-amino group of the
substrate, as the active site Lysine moves aside.
(3) (3) There is an electronic rearrangement resulting in shifting the double bond to form a
"ketimine".
(4) 4) This is followed by hydrolysis to release PMP and an alpha-keto acid.
(5) (5) PMP combines with alpha-ketoglutarate in a reversal of steps 1-4. The net result is transfer
of an amino group to alpha-ketoglutarate, and release of glutamate, while regenerating the
PLPenzyme complex.
Transaminacja zamienia alfa-ketokwas w nowy aminokwas dostępny do
metabolizmu. Odpowiedzialny enzym nazywany jest aminotransferazą (lub
transaminazą) . Aminotransferaza potrzebuje jednak asystenta do wykonania swojej
pracy: fosforanu pirydoksalu (PLP) . Jest to koenzym wytwarzany z witaminy B6 (pirydoksyny)
przez fosforylację. PLP ma grupę aldehydową (HC = O), która reaguje w transaminacji z grupą
aminową aminokwasu (z eliminacją H2O). W ten sposób tworzy się zasada Schiffa . Ta reakcja
destabilizuje aminokwas, a atom wodoru zaczyna migrować, co z kolei prowadzi do przesunięcia
wiązania podwójnego i ketamina (RC = O) wyłania się z poprzedniego aldimin . Następnie dodaje
się wodę przez to podwójne wiązanie, co kończy się tworzeniem alfa-ketokwasu. PLP jest
zredukowany do PMP (fosforan pirydoksaminy).
Dwie najważniejsze transaminazy to transaminaza alaninowa (w skrócie ALT lub ALAT )
i transaminaza asparaginianowa (w skrócie AST lub ASAT ). ALAT katalizuje przeniesienie
grupy aminowej z alaniny do alfa-ketoglutaranu, tworząc pirogronian i glutaminian (co sprawia, że
jego poprzednia nazwa to transaminaza glutaminian-pirogronian, GPT). ASAT przenosi grupę
aminową z asparaginianu do alfa-ketoglutaranu, tworząc szczawiooctan i glutaminian. Obie
transaminazy są ważnymi markerami diagnostycznymi: zwiększone wartości pełnej liczby krwinek
wskazują na rozpad komórek w wątrobie (ALAT) i sercu (ASAT i ALAT).
33.Nucleic acids: kinds, structure, functions.
Kwasy nukleinowe to cząsteczki, które umożliwiają organizmom przenoszenie informacji
genetycznej z pokolenia na pokolenie. Te makrocząsteczki przechowują informację genetyczną,
która określa cechy i umożliwia syntezę białek.
Najważniejsze informacje: kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe są makrocząsteczkami, które przechowują informacje genetyczne i
umożliwiają produkcję białka.
Kwasy nukleinowe obejmują DNA i RNA. Cząsteczki te składają się z długich nici
nukleotydów.
Nukleotydy składają się z zasady azotowej, cukru pięciowęglowego i grupy fosforanowej.
DNA składa się ze szkieletu cukrowo-deoksyrybozowego i zasad azotowych adeniny (A),
guaniny (G), cytozyny (C) i tyminy (T).
RNA zawiera cukier rybozy i azotowe zasady A, G, C i uracyl (U).
Dwa przykłady kwasów nukleinowych obejmują: kwas dezoksyrybonukleinowy (lepiej znany
jako DNA ) i kwas rybonukleinowy (lepiej znany jako RNA ). Cząsteczki te składają się z długich
nici nukleotydów połączonych wiązaniami kowalencyjnymi. Kwasy nukleinowe można znaleźć
w jądrze i cytoplazmie naszych komórek .
Monomery kwasu nukleinowego
Kwasy nukleinowe składają się z połączonych ze sobą monomerów
nukleotydowych . Nukleotydy mają trzy części:
Baza azotowa
Cukier pięciowęglowy (pentoza)
Grupa fosforanowa
Do zasad azotowych należą cząsteczki puryn (adenina i guanina) oraz cząsteczki pirymidyny
(cytozyna, tymina i uracyl). W DNA, pięciowęglowy cukier to deoksyryboza, podczas gdy
ryboza to cukier pentozowy w RNA. Nukleotydy są połączone ze sobą tworząc łańcuchy
polinukleotydowe. Są one połączone ze sobą przez wiązania kowalencyjne między fosforanem
jednego a cukrem innego. Te połączenia są nazywane wiązaniami fosfodiestrowymi. Wiązania
fosfodiestrowe tworzą szkielet cukrowo-fosforanowy zarówno DNA, jak i RNA.
Podobnie jak w przypadku monomerów białkowych i węglowodanowych , nukleotydy są
połączone ze sobą poprzez syntezę odwodnienia. W syntezie dehydratacji kwasu nukleinowego
zasady azotowe są łączone i cząsteczka wody jest tracona w procesie. Co ciekawe, niektóre
nukleotydy pełnią ważne funkcje komórkowe jako „indywidualne” cząsteczki, przy czym
najczęstszym przykładem jest ATP .
Struktura DNA
DNA jest cząsteczką komórkową zawierającą instrukcje dotyczące wykonywania wszystkich
funkcji komórkowych. Gdy komórka dzieli się , jej DNA jest kopiowane i przekazywane z
jednego pokolenia komórek do następnego pokolenia. DNA jest zorganizowane
w chromosomy i znajduje się w jądrze naszych komórek. Zawiera „instrukcje programowe”
dotyczące działań komórkowych. Kiedy organizmy produkują potomstwo, instrukcje te są
przekazywane przez DNA.
DNA powszechnie występuje jako dwuniciowa cząsteczka o skręconym kształcie podwójnej
helisy . DNA składa się ze szkieletu cukrowo-deoksyrybozowego i czterech zasad
azotowych: adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C) i tyminy (T) . W dwuniciowym DNA
pary adeninowe z tyminą (AT) i parami guaniny z cytozyną ( GC) .
Struktura RNA
RNA jest niezbędny do syntezy białek . Informacje zawarte w kodzie genetycznym są zazwyczaj
przekazywane z DNA do RNA do powstałych białek . Istnieje kilka różnych typów RNA.
Komunikator RNA (mRNA) to transkrypt RNA lub kopia RNA komunikatu DNA
wytworzonego podczas transkrypcji DNA . Komunikacyjny RNA ulega translacji,
tworząc białka.
Transfer RNA (tRNA) ma trójwymiarowy kształt i jest niezbędny do translacji
mRNA w syntezie białek.
RNA rybosomalny (rRNA ) jest składnikiem rybosomów i bierze również udział w
syntezie białek.
MikroRNA (miRNA ) to małe RNA, które pomagają regulować ekspresję genów .
RNA najczęściej występuje jako jednoniciowa cząsteczka złożona ze szkieletu cukru
fosforanowo-rybozowego i zasad azotowych adeniny, guaniny, cytozyny i uracylu
(U) . Gdy DNA jest transkrybowane na transkrypt RNA podczas transkrypcji DNA, pary
guaniny z parami cytozyny (GC) i adeniny z uracylem (AU) .
Różnice między składem DNA i RNA
Kwasy nukleinowe DNA i RNA różnią się składem i strukturą. Różnice są wymienione w
następujący sposób:
DNA
Zasady azotowe: adenina, guanina, cytozyna i tymina
Cukier pięciowęglowy : dezoksyryboza
Struktura: dwuniciowa
DNA jest powszechnie spotykane w jego trójwymiarowym kształcie o podwójnej helisie. Ta
skręcona struktura umożliwia DNA odprężenie do replikacji DNA i syntezy białek.
RNA
Zasady azotowe: adenina, guanina, cytozyna i uracyl
Cukier pięciowęglowy : ryboza
Struktura: jednoniciowa
Podczas gdy RNA nie przyjmuje kształtu podwójnej helisy jak DNA, ta cząsteczka jest w
stanie tworzyć złożone trójwymiarowe kształty. Jest to możliwe, ponieważ zasady RNA
tworzą pary komplementarne z innymi zasadami na tej samej nici RNA. Parowanie bazy
powoduje, że RNA składa się tworząc różne kształty.
34.The structure and biological role of purine nucleotides.
Gout, Lesch-Nyhan syndrome: symptoms, treatment
Nukleotyd , dowolny członek klasy związków organicznych ,w którym struktura
cząsteczkowa zawiera jednostkę zawierającą azot (zasadę) połączoną z cukrem i grupą
fosforanową. Nukleotydy mają ogromne znaczenie dla organizmów żywych, ponieważ są budulcem kwasów
nukleinowych, substancji kontrolujących wszystkie cechy dziedziczne.
W dwóch rodzinach kwasów nukleinowych, kwasu rybonukleinowego (RNA) i kwasu
dezoksyrybonukleinowego(DNA), sekwencja nukleotydów w DNA lub RNA koduje strukturę białek
syntetyzowanych w komórce. Nukleotydtrójfosforan adenozyny (ATP) zapewnia siłę napędową
wielu procesów metabolicznych. Kilka nukleotydówkoenzymy; działają z enzymami, aby
przyspieszyć (katalizować) reakcje biochemiczne.
Zasady zawierające azot prawie wszystkich nukleotydów są pochodnymi trzech związków
heterocyklicznych: pirymidyny, puryny i pirydyny. Najczęstszymi zasadami azotowymi są
pirymidyny (cytozyna, tymina i uracyl), puryny (adenina i guanina) oraz pirydyna nikotynamid.
Nukleozydy są podobne do nukleotydów, z wyjątkiem braku grupy fosforanowej. Same nukleozydy
rzadko uczestniczą w metabolizmie komórek .
Zespół Lescha-Nyhana
Zespół Lesch-Nyhana (LNS) jest rzadkim, dziedzicznym zaburzeniem spowodowanym niedoborem
enzymu fosforybozylotransferazy hipoksantyny-guaniny (HPRT). LNS jest chorobą recesywną
sprzężoną z chromosomem X - gen przenoszony jest przez matkę i przekazywany jej synowi. LNS
jest obecny przy urodzeniu u chłopców. Brak HPRT powoduje gromadzenie się kwasu moczowego
we wszystkich płynach ustrojowych i prowadzi do objawów, takich jak ciężka dna moczanowa,
słaba kontrola mięśni i umiarkowane opóźnienie, które pojawiają się w pierwszym roku
życia. Uderzającą cechą LNS są zachowania samookaleczające - charakteryzujące się gryzieniem
warg i palców - które rozpoczynają się w drugim roku życia. Nienormalnie wysoki poziom kwasu
moczowego może powodować powstawanie kryształów moczanu sodu w stawach, nerkach,
ośrodkowym układzie nerwowym i innych tkankach ciała, prowadząc do obrzęku dna podobnego
do stawów i poważnych problemów z nerkami. Objawy neurologiczne obejmują wykrzywienie
twarzy, mimowolne skręcenie i powtarzające się ruchy ramion i nóg podobne do tych
obserwowanych w chorobie Huntingtona. Ponieważ brak HPRT powoduje, że organizm słabo
wykorzystuje witaminę B12, u niektórych chłopców może wystąpić rzadkie zaburzenie zwane
niedokrwistością megaloblastyczną.
Leczenie LNS jest objawowe. Dna moczanowa może być leczona allopurynolem w celu
kontrolowania nadmiernych ilości kwasu moczowego . Kamienie nerkowe mogą być
leczone litotrypsją , techniką rozbijania kamieni nerkowych za pomocą fal uderzeniowych lub
wiązek laserowych. Nie ma standardowego leczenia objawów neurologicznych LNS. Niektórym
można ulżyć lekami karbidopą / lewodopą , diazepamem , fenobarbitalem lub haloperidolem . [4]
Konieczne jest kontrolowanie nadprodukcji kwasu moczowego w celu zmniejszenia
ryzyka nefropatii , kamicy nerkowej i dnawego zapalenia stawów. Lek allopurinol jest
wykorzystywany do zatrzymania konwersji oksypuryny w kwas moczowy i zapobiegania rozwojowi
kolejnych zapalenia stawów (wytwarzanych po przewlekłej dnie), kamieni nerkowych i nefropatii ,
wynikającej z choroby nerek. Allopurinol przyjmuje się doustnie, w typowej dawce 3–20 mg / kg na
dobę. Następnie dostosowuje się dawkę, aby obniżyć poziom kwasu moczowego do normalnego
zakresu (<3 mg / dl). Większość chorych może być leczona allopurynolem przez całe życie.
Żadne leki nie są skuteczne w kontrolowaniu pozapiramidowych cech motorycznych
choroby. Spastycznośćmożna jednak zmniejszyć przez podawanie baklofenu lub benzodiazepin .
Gout
Dna moczanowa jest powszechnym typem zapalenia stawów, które powoduje intensywny ból,
obrzęk i sztywność stawu. Zwykle wpływa na staw w dużym palcu.
Dna moczanowa jest spowodowana utrzymującym się podwyższonym poziomem kwasu
moczowego we krwi. [4] [5] Wynika to z połączenia diety, innych problemów
zdrowotnych i czynników genetycznych . [4] [5] Na wysokim poziomie, kwas moczowy krystalizuje
i kryształy osadzają się w stawach, ścięgnach i otaczających tkankach , powodując atak
dny. [4] Dna występuje częściej u tych, którzy regularnie jedzą mięso lub owoce morza, piją piwo
lub mają nadwagę. [4] [6]Diagnoza dny moczanowej może być potwierdzona przez obecność
kryształów w płynie stawowym lub wzdeponować poza stawem . [4] Poziom kwasu moczowego we
krwi może być normalny podczas ataku. [4]
Leczenie niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi(NLPZ), steroidami lub kolchicyną poprawia
objawy. [4] [5] [10] Po ustąpieniu ostrego ataku, poziom kwasu moczowego może być obniżony
poprzez zmiany stylu życia, a u osób z częstymi atakami allopurynol lub probenecyd zapewnia
długotrwałe zapobieganie. [4]Przyjmowanie witaminy C i spożywanie diety bogatej w
niskotłuszczowe produkty mleczne może być zapobiegawcze.
Krystalizację z kwasu moczowego we krwi , często związanych ze stosunkowo wysokiego
poziomu we krwi, jest podstawową przyczyną dna. Może to nastąpić z powodu diety,
predyspozycje genetyczne lub underexcretion z moczanów , sole kwasu
moczowego. [3] Niedoświetlenie kwasu moczowego przez nerki jest główną przyczyną
hiperurykemii w około 90% przypadków, podczas gdy nadprodukcja jest przyczyną w
mniej niż 10%.
Leczenie gout
Szereg leków jest użytecznych w zapobieganiu dalszym epizodom dny, w
tym allopurynolu , probenecydu , febuksostatu i kolchicyny. [10] [49] Długoterminowe leki
nie są zalecane, dopóki dana osoba nie ma dwóch ataków dny, [3], chyba że istnieją
destrukcyjne zmiany stawów, tophi lub nefropatia moczanowa . [15] Dopiero w tym
momencie leki są opłacalne. [3] Zwykle nie zaczynają się one do jednego do dwóch
tygodni po ustąpieniu ostrego zaostrzenia, z powodu teoretycznych obaw o
pogorszenie ataku. [3]Są one często stosowane w połączeniu z NLPZ lub kolchicyną
przez pierwsze trzy do sześciu miesięcy. [4] [10]
Środki obniżające stężenie moczu należy zwiększać, dopóki stężenie kwasu
moczowego w surowicy nie spadnie poniżej 300–360 µmol / l (5,0–6,0 mg / dl) i
kontynuować przez czas nieokreślony. [3] [4] [50] Jeśli te leki są w ciągłym użyciu w czasie
ataku, zaleca się ich kontynuowanie. [9] Poziomy, których nie można obniżyć poniżej 6,0
mg / dl, podczas gdy ataki trwają nadal, wskazują na oporną dnę.
35.Hormones as biological regulators. Hormonoids
(histohormones). Endocrine glands. Classification of hormones.
Hormony są specjalnymi przekaźnikami chemicznymi w ciele, które powstają w
gruczołach wydzielania wewnętrznego. Posłańcy ci kontrolują większość głównych
funkcji ciała, od prostych podstawowych potrzeb, takich jak głód, po złożone
systemy, takie jak reprodukcja, a nawet emocje i nastrój. Zrozumienie głównych
hormonów i tego, co robią, pomoże pacjentom przejąć kontrolę nad swoim
zdrowiem.
Układ endokrynologiczny
Najlepszym sposobem na odpowiedź na pytanie „co to są hormony?” ma przyjrzeć się
niektórym z głównych układów hormonalnych w organizmie. Hormony są tworzone przez
gruczoły, które są częścią układu hormonalnego. Głównymi gruczołami wytwarzającymi
hormony są:
Podwzgórze: podwzgórze jest odpowiedzialne za temperaturę ciała, głód, nastroje
i uwalnianie hormonów z innych gruczołów; kontroluje także pragnienie, sen i popęd
seksualny.
Przytarczyca : ten gruczoł kontroluje ilość wapnia w organizmie.
Grasica : Ten gruczoł odgrywa rolę w funkcjonowaniu adaptacyjnego układu
odpornościowego i dojrzałości grasicy oraz wytwarza komórki T.
Trzustka : Ten gruczoł wytwarza insulinę, która pomaga kontrolować poziom cukru
we krwi.
Tarczyca : tarczyca wytwarza hormony związane ze spalaniem kalorii i tętnem.
Nadnercza : Nadnercza wytwarzają hormony, które kontrolują popęd płciowy i
kortyzol, hormon stresu.
Przysadka mózgowa : Uważany za „główny gruczoł kontrolny”, przysadka
mózgowa kontroluje inne gruczoły i wytwarza hormony, które wywołują wzrost.
Szyszynka : zwana także wzgórzem, ten gruczoł wytwarza pochodne serotoniny
melatoniny, które wpływają na sen.
Jajniki : Tylko u kobiet jajniki wydzielają estrogeny, testosteron i progesteron,
żeńskie hormony płciowe.
Jądra : tylko u mężczyzn jądra wytwarzają męski hormon płciowy, testosteron, i
produkują plemniki.
Gruczoły te współpracują ze sobą, tworząc i zarządzając głównymi hormonami organizmu.
Główne typy hormonów
Dla kobiet głównym hormonem płciowym jest estrogen (lub estradiol). Powoduje
dojrzewanie, przygotowuje ciało i macicę do ciąży i reguluje cykl menstruacyjny. Podczas
menopauzy zmiany poziomu estrogenów powodują wiele niewygodnych objawów, których
doświadczają kobiety.
Progesteron jest podobny do estrogenu, ale nie jest uważany za główny hormon
płciowy. Podobnie jak estrogen, wspomaga cykl menstruacyjny i odgrywa rolę w ciąży.
Kortyzol jest nazywany „hormonem stresu” ze względu na sposób, w jaki wspomaga
organizm w reagowaniu na stres. To tylko jedna z wielu funkcji tego ważnego hormonu.
Poziomy melatoniny zmieniają się w ciągu dnia, wzrastając po zmroku, aby wywołać
reakcje powodujące sen.
Testosteron jest głównym hormonem płciowym u mężczyzn. Powoduje dojrzewanie,
zwiększa gęstość kości, wywołuje wzrost włosów na twarzy i powoduje wzrost masy
mięśniowej i siłę.
36.Hormones of anterior pituitary (7 hormones). Why these
hormones are called “tropic” hormones?
Przysadka przednia
•
•
Hormon adrenokortykotropowy (ACTH)
Hormon stymulujący tarczycę (TSH)
•
Hormon luteinizujący (LH)
•
Hormon folikulotropowy (FSH)
•
Prolaktyna (PRL)
•
•
Hormon wzrostu (GH)
Hormon stymulujący melanocyt (MSH)
Hormon MSH
Wydzielanie hormonu stymulującego melanocyt z przysadki zwiększa się przez
ekspozycję na światło UV. W przeciwieństwie do większości hormonów, uwalnianie
hormonu stymulującego melanocyty nie jest uważane za kontrolowane przez
mechanizm bezpośredniego sprzężenia zwrotnego.
Hormon stymulujący melanocyty to zbiorcza nazwa grupy hormonów peptydowych
wytwarzanych przez skórę, przysadkę mózgową i podwzgórze . W odpowiedzi na
ultrafioletowego (UV) promieniowanie jego wytwarzanie przez skórę i przysadki jest
wzmocniona, a to odgrywa kluczową rolę w produkcji kolorowych pigmentację znaleźć w
skóry, włosów i oczu. Czyni to poprzez indukowanie wyspecjalizowanych komórek skóry
zwanych melanocytami do wytwarzania pigmentu zwanego melaniną; melanina chroni
komórki przed DNA- (1) '> uszkodzeniem DNA, które może prowadzić do raka skóry
(czerniaka).
Hormon stymulujący melanocyty jest wytwarzany z tej samej cząsteczki prekursorowej,
co hormon adrenokortykotropowy zwany proopiomelanokortyną (POMC).
Chociaż hormon stymulujący melanocyty, nazwany tak ze względu na swój wpływ
stymulujący na komórki barwnikowe, może hamować apetyt, działając na receptory w
podwzgórzu w mózgu. Efekt ten jest wzmacniany przez leptynę , hormon uwalniany
z komórek tłuszczowych .
Hormon stymulujący melanocyty wpływa także na szereg innych procesów zachodzących
w organizmie; ma działanie przeciwzapalne, może wpływać na uwalnianie
hormonu aldosteronu , który kontroluje równowagę soli i wody w organizmie, a także ma
wpływ na zachowania seksualne.
37.Somatotropic hormone: structure, effect on protein,
carbohydrate and lipid metabolism. Clinical manifestations of the
changing of somatotropic hormone concentration in children and
adults.
Hormon wzrostu (somatotropina)
Hormon wzrostu jest hormonem białkowym o około 190 aminokwasach, który jest
syntetyzowany i wydzielany przez komórki zwane somatotropami w przednim płatu
przysadki. Jest głównym uczestnikiem kontroli kilku złożonych procesów fizjologicznych, w
tym wzrostu i metabolizmu. Hormon wzrostu jest również przedmiotem dużego
zainteresowania jako lek stosowany zarówno u ludzi, jak i zwierząt.
Fizjologiczne efekty hormonu wzrostu
Kluczową koncepcją w rozumieniu aktywności hormonu wzrostu jest to, że ma dwa różne
rodzaje efektów:
•
Bezpośrednie skutki są wynikiem wiązania hormonu wzrostu z receptorem na
komórkach docelowych. Na przykład komórki tłuszczowe (adipocyty) mają
receptory hormonu wzrostu, a hormon wzrostu stymuluje je do rozkładania
triglicerydów i tłumi ich zdolność do przyjmowania i gromadzenia krążących lipidów.
•
W pośrednich efektach pośredniczy przede wszystkim insulinopodobny czynnik
wzrostu I (IGF-I) , hormon wydzielany z wątroby i innych tkanek w odpowiedzi na
hormon wzrostu. Większość działania hormonu wzrostu pobudzającego wzrost jest
spowodowana działaniem IGF-I na komórki docelowe.
Wpływ na wzrost
Wzrost jest bardzo złożonym procesem i wymaga skoordynowanego działania kilku
hormonów. Główną rolą hormonu wzrostu w stymulowaniu wzrostu organizmu jest
stymulowanie wątroby i innych tkanek do wydzielania IGF-I. IGF-I stymuluje proliferację
chondrocytów (komórek chrząstki), co powoduje wzrost kości. Hormon wzrostu wydaje się
mieć bezpośredni wpływ na wzrost kości w stymulowaniu różnicowania chondrocytów.
IGF-I wydaje się być kluczowym graczem w rozwoju mięśni. Stymuluje zarówno
różnicowanie, jak i proliferację mioblastów. Pobudza także pobór aminokwasów i syntezę
białek w mięśniach i innych tkankach.
Efekty metaboliczne
Hormon wzrostu ma istotny wpływ na metabolizm białek, lipidów i węglowodanów. W
niektórych przypadkach wyraźnie wykazano bezpośredni wpływ hormonu wzrostu, w
innych IGF-I uważany jest za krytycznego mediatora, aw niektórych przypadkach wydaje
się, że zarówno efekty bezpośrednie, jak i pośrednie są w grze.
•
Metabolizm białek: Ogólnie hormon wzrostu stymuluje anabolizm białek w wielu
tkankach. Efekt ten odzwierciedla zwiększone wchłanianie aminokwasów,
zwiększoną syntezę białek i zmniejszone utlenianie białek.
•
Metabolizm tłuszczu: Hormon wzrostu zwiększa wykorzystanie tłuszczu poprzez
stymulowanie rozkładu i utleniania triglicerydów w adipocytach.
•
Metabolizm węglowodanów: Hormon wzrostu jest jednym z zestawu hormonów,
który służy do utrzymania stężenia glukozy we krwi w normalnym zakresie. Mówi
się, że hormon wzrostu ma aktywność przeciwinsulinową, ponieważ zmniejsza
zdolność insuliny do stymulowania wychwytu glukozy w tkankach obwodowych i
zwiększa syntezę glukozy w wątrobie. Nieco paradoksalnie podawanie hormonu
wzrostu stymuluje wydzielanie insuliny, prowadząc do hiperinsulinemii.
Kontrola wydzielania hormonu wzrostu
Produkcja hormonu wzrostu jest modulowana przez wiele czynników, w tym stres,
ćwiczenia fizyczne, odżywianie, sen i sam hormon wzrostu. Jednak jego głównymi
kontrolerami są dwa hormony podwzgórza i jeden hormon z żołądka:
•
Hormon uwalniający hormon wzrostu (GHRH) jest peptydem podwzgórzowym,
który stymuluje zarówno syntezę, jak i wydzielanie hormonu wzrostu.
•
Somatostatyna (SS) to peptyd wytwarzany przez kilka tkanek w organizmie, w tym
podwzgórze.Somatostatyna hamuje uwalnianie hormonu wzrostu w odpowiedzi na
GHRH i inne czynniki stymulujące, takie jak niskie stężenie glukozy we krwi.
•
Grelina jest hormonem peptydowym wydzielanym z żołądka. Ghrelina wiąże się z
receptorami na somatotropach i silnie stymuluje wydzielanie hormonu wzrostu.
Wydzielanie hormonu wzrostu jest również częścią pętli sprzężenia zwrotnego z udziałem
IGF-I. Wysokie poziomy IGF-I we krwi prowadzą do zmniejszenia wydzielania hormonu
wzrostu nie tylko przez bezpośrednie tłumienie somatotropu, ale przez stymulowanie
uwalniania somatostatyny z podwzgórza.
Hormon wzrostu również odżywia się, hamując wydzielanie GHRH i prawdopodobnie ma
bezpośredni (autokrynny) hamujący wpływ na wydzielanie z somatotropu.
Integracja wszystkich czynników wpływających na syntezę i wydzielanie hormonu wzrostu
prowadzi do pulsacyjnego wzorca uwalniania. Podstawowe stężenia hormonu wzrostu we
krwi są bardzo niskie. U dzieci i młodych dorosłych najbardziej intensywnym okresem
uwalniania hormonu wzrostu jest krótko po rozpoczęciu głębokiego snu.
Stany chorobowe
Stany zarówno niedoboru hormonu wzrostu, jak i nadmiaru dostarczają bardzo
widocznych dowodów na rolę tego hormonu w normalnej fizjologii. Takie zaburzenia mogą
odzwierciedlać uszkodzenia w podwzgórzu, przysadce lub w komórkach docelowych. Stan
niedoboru może wynikać nie tylko z niedoboru w produkcji hormonu, ale także z
odpowiedzi komórki docelowej na ten hormon.
Klinicznie, niedobór hormonu wzrostu lub defekty jego wiązania z receptorem są
postrzegane jako opóźnienie wzrostu lub karłowatość. Objawy niedoboru hormonu
wzrostu zależą od wieku wystąpienia zaburzenia i mogą wynikać z choroby dziedzicznej
lub nabytej.
Efekt nadmiernego wydzielania hormonu wzrostu jest również bardzo zależny od wieku
zachorowania i jest postrzegany jako dwa odrębne zaburzenia:
•
Gigant jest wynikiem nadmiernego wydzielania hormonu wzrostu, który zaczyna się
u małych dzieci lub młodzieży. Jest to bardzo rzadkie zaburzenie, zwykle
wynikające z guza somatotropów. Jednym z najbardziej znanych gigantów był
mężczyzna o nazwisku Robert Wadlow . Ważył 8,5 kg po urodzeniu, ale w wieku 5
lat miał 105 funtów i 5 stóp 4 cali wzrostu. Robert osiągnął dorosły ciężar 490
funtów i 8 stóp 11 cali wysokości. Zmarł w wieku 22 lat.
•
Akromegalia wynika z nadmiernego wydzielania hormonu wzrostu u dorosłych,
zwykle w wyniku łagodnych guzów przysadki. Początek tego zaburzenia jest
typowo wewnętrzny, występujący przez kilka lat. Objawy kliniczne akromegalii
obejmują przerost kończyn, obrzęk tkanek miękkich, zaburzenia struktury szczęki i
choroby serca. Nadmierny hormon wzrostu i IGF-I prowadzą również do wielu
zaburzeń metabolicznych, w tym hiperglikemii.
Farmaceutyczne i biotechnologiczne zastosowania hormonu wzrostu
Ludzki hormon wzrostu jest powszechnie stosowany w leczeniu dzieci o patologicznie
niskim wzroście. Istnieje obawa, że praktyka ta zostanie rozszerzona na leczenie
zasadniczo normalnych dzieci - tak zwana „terapia wzmacniająca” lub hormon wzrostu na
żądanie. Podobnie, hormon wzrostu został wykorzystany przez niektórych do poprawy
wyników sportowych. Chociaż terapia hormonem wzrostu jest na ogół bezpieczna, nie jest
tak bezpieczna, jak brak terapii i pociąga za sobą nieprzewidywalne zagrożenia dla
zdrowia. Rodzice, którzy proszą o terapię hormonem wzrostu dla dzieci o zasadniczo
normalnym wzroście, są wyraźnie błędni.
38.Thyrotropic, adrenocorticotropic and follicle stimulating
hormone: chemical structure, biological role.
Hormon folikulotropowy
Jak sama nazwa wskazuje, FSH stymuluje dojrzewanie pęcherzyków
jajnikowych. Podawanie FSH ludziom i zwierzętom indukuje „superowulację” lub rozwój
więcej niż zwykłej liczby dojrzałych pęcherzyków, a zatem zwiększoną liczbę dojrzałych
gamet.
FSH ma również kluczowe znaczenie dla produkcji nasienia. Wspiera funkcje komórek
Sertoli, które z kolei wspierają wiele aspektów dojrzewania komórek nasienia.
Hormon adrenokortykotropowy (ACTH, kortykotropina)
Hormon adrenokortykotropowy, jak sama nazwa wskazuje, stymuluje korę
nadnerczy. Dokładniej, stymuluje wydzielanie glukokortykoidów, takich jak kortyzol, i ma
niewielką kontrolę nad wydzielaniem aldosteronu, drugiego głównego hormonu
steroidowego z kory nadnerczy.
ACTH jest wydzielany z przedniego płata przysadki w odpowiedzi na hormon uwalniający
kortykotropinę z podwzgórza. hormon uwalniający kortykotropinę jest wydzielany w
odpowiedzi na wiele rodzajów stresu, co ma sens ze względu na funkcje „zarządzania
stresem” glukokortykoidów. Sam hormon uwalniający kortykotropinę jest hamowany przez
glukokortykoidy, co czyni go częścią klasycznej pętli sprzężenia zwrotnego .
Dodatkowe informacje na temat roli ACTH w regulacji wydzielania steroidów nadnerczy
przedstawiono w sekcjach dotyczących nadnerczy i glukokortykoidów .
W obrębie przysadki mózgowej ACTH jest wytwarzany w procesie, który również wytwarza
kilka innych hormonów. Duże białko prekursorowe o nazwie proopiomelanokortyna
(POMC, „Big Mama”) jest syntetyzowane i proteolitycznie pocięte na kilka fragmentów, jak
przedstawiono poniżej. Nie wszystkie rozszczepienia występują we wszystkich gatunkach,
a niektóre występują tylko w pośrednim płacie przysadki.
Główne cechy hormonów innych niż ACTH wytwarzane w tym procesie podsumowano w
następujący sposób:
•
Lipotropina: Pierwotnie opisana jako mająca słabe działanie lipolityczne, jej
główne znaczenie ma prekursor beta-endorfiny.
•
Beta-endorfina i Met-enkefalina: peptydy opioidowe z działaniem
przeciwbólowym i euforycznym.
•
Hormon stymulujący melanocyt (MSH): wiadomo, że kontroluje pigmentację
melaniny w skórze większości kręgowców.
Hormon stymulujący tarczycę (tyreotropina)
Hormon stymulujący tarczycę, znany również jako tyreotropina , jest wydzielany z komórek
przedniej przysadki nazywanej tyreotrofami , znajduje swoje receptory na komórkach
nabłonkowych tarczycy i stymuluje ten gruczoł do syntezy i uwalniania hormonów tarczycy.
TSH jest hormonem glikoproteinowym złożonym z dwóch podjednostek, które są ze sobą
niekowalencyjnie związane. Podjednostka alfa TSH jest również obecna w dwóch innych
przysadkowych hormonach glikoproteinowych, hormonie folikulotropowym i hormonie
luteinizującym oraz u naczelnych w hormonalnej gonadotropinie kosmówkowej. Każdy z
tych hormonów ma również unikalną podjednostkę beta, która zapewnia specyficzność
receptora. Innymi słowy, TSH składa się z podjednostki alfa związanej z podjednostką
beta TSH, a TSH wiąże się tylko z własnym receptorem. Wolne podjednostki alfa i beta
zasadniczo nie mają aktywności biologicznej.
Najważniejszym kontrolerem wydzielania TSH jest hormon uwalniający tarczycę. Hormon
uwalniający tarczycę jest wydzielany przez neurony podwzgórza do krwi wrotnej
podwzgórzowo-przysadkowej, znajduje swoje receptory na tyreotrofach w przedniej
przysadce i stymuluje wydzielanie TSH.
Interesującym aspektem hormonu uwalniającego tarczycę jest to, że ma on tylko trzy
aminokwasy. Jego podstawową sekwencją jest kwas glutaminowy-histydyna-prolina,
chociaż oba końce peptydu są modyfikowane.
Wydzielanie hormonu uwalniającego tarczycę, a tym samym TSH, jest hamowane przez
wysokie poziomy hormonów tarczycy we krwi w klasycznej pętli sprzężenia zwrotnego .
39.Luteinizing hormone, prolactin, lipotropic hormone: chemical
structure, biological role.
Hormon luteinizujący
U obu płci LH stymuluje wydzielanie steroidów płciowych z gonad. W jądrach LH wiąże się
z receptorami na komórkach Leydiga, stymulując syntezę i wydzielanie
testosteronu. Komórki raka jajnika reagują na stymulację LH przez wydzielanie
testosteronu, który jest przekształcany w estrogen przez sąsiadujące komórki ziarniste.
U kobiet owulacja dojrzałych pęcherzyków jajnika jest indukowana przez duży wybuch
sekrecji LH znany jako preowulacyjny wzrost LH.Resztkowe komórki w owulowanych
pęcherzykach proliferują, tworząc ciałka żółte, które wydzielają hormony steroidowe
progesteron i estradiol. Progesteron jest niezbędny do utrzymania ciąży, a u większości
ssaków LH jest wymagany do dalszego rozwoju i funkcjonowania ciałek żółtych. Nazwa
hormonu luteinizującego wywodzi się z tego efektu indukowania luteinizacji pęcherzyków
jajnikowych.
Prolaktyna
Prolaktyna jest jednołańcuchowym hormonem białkowym blisko spokrewnionym z
hormonem wzrostu. Jest wydzielany przez tak zwane laktotrofy w
przednim płatu przysadki. Jest on również syntetyzowany i wydzielany przez wiele innych
komórek w organizmie, w szczególności przez różne komórki odpornościowe, mózg i
decidua ciężarnej macicy.
Prolaktyna jest syntetyzowana jako prohormon. Po rozszczepieniu peptydu sygnałowego
długość dojrzałego hormonu wynosi od 194 do 199 aminokwasów, w zależności od
gatunku. Struktura hormonów jest stabilizowana przez trzy wewnątrzcząsteczkowe
wiązania disiarczkowe.
Fizjologiczne działanie prolaktyny
Konwencjonalnym poglądem na prolaktynę jest to, że jej głównym narządem docelowym
jest gruczoł sutkowy, a stymulowanie rozwoju gruczołu sutkowego i produkcji mleka
całkiem dobrze określa jego funkcje. Taki obraz jest prawdą, ale nie przedstawia
dokładnego obrazu tego wielofunkcyjnego hormonu.
Trudno jest wskazać tkankę, która nie wyraża receptorów prolaktyny, i chociaż przedni płat
przysadki jest głównym źródłem prolaktyny, hormon jest syntetyzowany i wydzielany w
wielu innych tkankach. Ogółem zgłoszono kilkaset różnych działań dotyczących prolaktyny
u różnych gatunków. Poniżej podsumowano niektóre z jego głównych efektów.
Rozwój gruczołu sutkowego, produkcja i reprodukcja mleka
W latach 20. odkryto, że ekstrakty z przysadki mózgowej, wstrzyknięte dziewiczym
królikom, spowodowały produkcję mleka. Kolejne badania wykazały, że prolaktyna
odgrywa dwie główne role w produkcji mleka:
•
Prolaktyna indukuje lobuloalveolarny wzrost gruczołu sutkowego . Pęcherzyki są
skupiskami komórek gruczołu sutkowego, które faktycznie wydzielają mleko.
•
Prolaktyna stymuluje laktogenezę lub produkcję mleka po porodzie. Prolaktyna
wraz z kortyzolem i insuliną działają razem, stymulując transkrypcję genów
kodujących białka mleka.
Kluczową rolę prolaktyny w laktacji potwierdzono u myszy z ukierunkowanymi delecjami w
genie prolaktyny. Samice myszy, które są heterozygotyczne dla usuniętego genu
prolaktyny (i produkują w przybliżeniu połowę normalnej ilości prolaktyny) wykazują brak
mleczanu po pierwszej ciąży.
Prolaktyna wydaje się również ważna w kilku nielaktacyjnych aspektach reprodukcji. U
niektórych gatunków (gryzonie, psy, skunksy) prolaktyna jest niezbędna do utrzymania
ciałek żółtych (struktur jajników, które wydzielają progesteron, „hormon ciąży”). Myszy
homozygotyczne pod względem inaktywowanego genu prolaktyny, a zatem niezdolne do
wydzielania prolaktyny, są niepłodne z powodu wad owulacji, zapłodnienia, rozwoju
przedimplantacyjnego i implantacji.
Wreszcie wydaje się, że prolaktyna działa stymulująco u niektórych gatunków na
zachowania reprodukcyjne lub matczyne, takie jak budowanie gniazd i odzyskiwanie
rozproszonych młodych.
Wpływ na funkcję immunologiczną
Receptor prolaktyny jest powszechnie wyrażany przez komórki odpornościowe, a niektóre
typy limfocytów syntetyzują i wydzielają prolaktynę. Te obserwacje sugerują, że prolaktyna
może działać jako autokrynny lub parakrynny modulator aktywności immunologicznej. Co
ciekawe, myszy z homozygotycznymi delecjami genu prolaktyny nie wykazują znaczących
nieprawidłowości w odpowiedziach immunologicznych.
Trwają intensywne badania mające na celu określenie roli prolaktyny w prawidłowych i
patologicznych odpowiedziach immunologicznych. Wydaje się, że prolaktyna odgrywa rolę
modulującą w kilku aspektach funkcji układu odpornościowego, ale nie jest wymagana do
tych odpowiedzi.
Kontrola wydzielania prolaktyny
W przeciwieństwie do wszystkich innych hormonów przysadki mózgowej, podwzgórze
tonicznie tłumi wydzielanie prolaktyny z przysadki mózgowej. Innymi słowy, zazwyczaj
występuje „hamowanie” podwzgórza u laktotrofów, a prolaktyna jest wydzielana dopiero po
zwolnieniu hamulca. Jeśli łodyga przysadki zostanie przecięta, wzrasta wydzielanie
prolaktyny, podczas gdy wydzielanie wszystkich innych hormonów przysadki gwałtownie
spada z powodu utraty hormonów uwalniających podwzgórze.
Dopamina służy jako główny czynnik hamujący prolaktynę lub hamuje wydzielanie
prolaktyny. Dopamina jest wydzielana do krwi wrotnej przez neurony podwzgórza, wiąże
się z receptorami na laktotrofach i hamuje zarówno syntezę, jak i wydzielanie
prolaktyny. Środki i leki, które zakłócają wydzielanie dopaminy lub wiązanie receptora,
prowadzą do zwiększonego wydzielania prolaktyny.
Oprócz toniczne hamowanie przez dopaminę, wydzielanie prolaktyny jest dodatnio
regulowana przez szereg hormonów, takich tarczycy, hormon uwalniający , hormon
uwalniający gonadotropinę i wazoaktywny polipeptyd jelitowy. Stymulacja sutków i
gruczołu sutkowego, jak ma to miejsce podczas karmienia, prowadzi do uwolnienia
prolaktyny. Efekt ten wydaje się być spowodowany rdzeniowym łukiem odruchowym, który
powoduje uwalnianie hormonów stymulujących prolaktynę z podwzgórza.
Estrogeny zapewniają dobrze zbadaną pozytywną kontrolę syntezy i wydzielania
prolaktyny. Rosnące stężenie estrogenów we krwi w późnej ciąży wydaje się
odpowiedzialne za podwyższony poziom prolaktyny, który jest niezbędny do
przygotowania gruczołu sutkowego do laktacji pod koniec ciąży.
Stany chorobowe
Nadmierne wydzielanie prolaktyny - hiperprolaktynemii - jest stosunkowo częstym
zaburzeniem u ludzi. Ten stan ma wiele przyczyn, w tym nowotwory wydzielające
prolaktynę i leczenie niektórymi lekami.
Częste objawy hiperprolaktynemii u kobiet obejmują brak miesiączki (brak cykli
menstruacyjnych) i mlekotok (nadmierne lub spontaniczne wydzielanie mleka). Mężczyźni
z hiperprolaktynemią wykazują zwykle hipogonadyzm, z obniżonym popędem płciowym,
zmniejszoną produkcją plemników i impotencją. Tacy mężczyźni często wykazują
powiększenie piersi (ginekomastia), ale bardzo rzadko produkują mleko.
40.ACTH: chemical structure, biological role.
Hormon adrenokortykotropowy (ACTH, kortykotropina)
Hormon adrenokortykotropowy, jak sama nazwa wskazuje, stymuluje korę
nadnerczy. Dokładniej, stymuluje wydzielanie glukokortykoidów, takich jak kortyzol, i ma
niewielką kontrolę nad wydzielaniem aldosteronu, drugiego głównego hormonu
steroidowego z kory nadnerczy.
ACTH jest wydzielany z przedniego płata przysadki w odpowiedzi na hormon uwalniający
kortykotropinę z podwzgórza. hormon uwalniający kortykotropinę jest wydzielany w
odpowiedzi na wiele rodzajów stresu, co ma sens ze względu na funkcje „zarządzania
stresem” glukokortykoidów. Sam hormon uwalniający kortykotropinę jest hamowany przez
glukokortykoidy, co czyni go częścią klasycznej pętli sprzężenia zwrotnego .
Dodatkowe informacje na temat roli ACTH w regulacji wydzielania steroidów nadnerczy
przedstawiono w sekcjach dotyczących nadnerczy i glukokortykoidów .
W obrębie przysadki mózgowej ACTH jest wytwarzany w procesie, który również wytwarza
kilka innych hormonów. Duże białko prekursorowe o nazwie proopiomelanokortyna
(POMC, „Big Mama”) jest syntetyzowane i proteolitycznie pocięte na kilka fragmentów, jak
przedstawiono poniżej. Nie wszystkie rozszczepienia występują we wszystkich gatunkach,
a niektóre występują tylko w pośrednim płacie przysadki.
Główne cechy hormonów innych niż ACTH wytwarzane w tym procesie podsumowano w
następujący sposób:
•
Lipotropina: Pierwotnie opisana jako mająca słabe działanie lipolityczne, jej
główne znaczenie ma prekursor beta-endorfiny.
•
Beta-endorfina i Met-enkefalina: peptydy opioidowe z działaniem
przeciwbólowym i euforycznym.
•
Hormon stymulujący melanocyt (MSH): wiadomo, że kontroluje pigmentację
melaniny w skórze większości kręgowców.
41.Hormones of posterior pituitary gland.
Przysadka mózgowa jest podzielona na dwie części: przednią przysadkę i
tylną przysadkę.
•
Przedni płat przysadki otrzymuje molekuły sygnalizacyjne z
podwzgórza iw odpowiedzi syntetyzuje i wydziela siedem ważnych
hormonów, w tym hormon stymulujący tarczycę i hormon wzrostu.
•
Tylna przysadka nie produkuje żadnych hormonów, raczej przechowuje
i wydziela dwa hormony wytworzone w podwzgórzu :
oksytocynę
hormon antydiuretyczny ( wazopresyna )
Oksytocyna
Oksytocyna w dziewięciokwasowym peptydzie syntetyzowanym w neuronach podwzgórza
i transportującym aksony tylnej przysadki w celu wydzielenia do krwi. Oksytocyna jest
również wydzielana w mózgu i kilku innych tkankach, w tym jajnikach i
jądrach. Oksytocyna różni się od hormonu antydiuretycznegodwoma z dziewięciu
aminokwasów. Oba hormony są pakowane w granulki i wydzielane wraz z białkami
nośnikowymi zwanymi neurophizynami.
Efekty fizjologiczne oksytocyny
W przeszłości oksytocyna miała reputację „nieskomplikowanego” hormonu, z zaledwie
kilkoma dobrze zdefiniowanymi działaniami związanymi z porodem i laktacją. Podobnie jak
w przypadku tak wielu hormonów, dalsze badania wykazały wiele subtelnych, ale
głębokich wpływów tego małego peptydu, szczególnie w odniesieniu do jego działania w
mózgu. Oksytocyna odgrywa rolę w ustalaniu szeregu zachowań społecznych u gatunków
od myszy po ludzi. Na przykład, wydzielanie lub podawanie oksytocyny u ludzi wydaje się
wzmacniać zaufanie i współpracę w obrębie grup bliskich społecznie, jednocześnie
promując agresję obronną wobec niepowiązanych, konkurujących grup.
Oksytocynę najlepiej badano u kobiet, u których wyraźnie pośredniczy ona w trzech
głównych efektach:
1.
Stymulacja wyrzucania mleka (wylewanie mleka): Mleko jest początkowo
wydzielane do małych woreczków wewnątrz gruczołu sutkowego zwanych
pęcherzykami płucnymi, z których musi być wyrzucane do spożycia lub
zbioru. Pęcherzyki sutka są otoczone przez komórki mięśni gładkich (mioepithelial),
które są znaczącą komórką docelową dla oksytocyny. Oksytocyna stymuluje skurcz
komórek mioepitelialnych, powodując wyrzucanie mleka do przewodów i cystern.
2.
Stymulacja skurczu mięśni gładkich macicy przy urodzeniu: pod koniec ciąży
macica musi się mocno skurczyć i przez dłuższy czas, aby dostarczyć płód. W
późniejszych etapach ciąży obserwuje się wzrost obfitości receptorów oksytocyny w
komórkach mięśni gładkich macicy, co jest związane ze zwiększoną „drażliwością”
macicy (a czasem także matki). Oksytocyna jest uwalniana podczas porodu, gdy
płód stymuluje szyjkę macicy i pochwę, i zwiększa skurcz mięśni gładkich macicy,
aby ułatwić poród lub poród.
3.
Ustanowienie zachowania matki: Skuteczne rozmnażanie u ssaków wymaga
przywiązania matek do ich potomstwa i odżywiania się zaraz po urodzeniu. Ważne
jest również, aby samice nie laktujące nie przejawiały takiego zachowania
pielęgnacyjnego. Te same zdarzenia, które wpływają na macicę i gruczoł sutkowy w
momencie narodzin, wpływają również na mózg. Podczas porodu następuje wzrost
stężenia oksytocyny w płynie mózgowo-rdzeniowym, a oksytocyna działająca w
mózgu odgrywa główną rolę w ustalaniu zachowania matki.
Dowody na tę rolę oksytocyny pochodzą z dwóch rodzajów eksperymentów. Po
pierwsze, infuzja oksytocyny do komór mózgu szczurów dziewiczych lub nieciężarnych szybko wywołuje zachowania matki. Po drugie, podawanie do mózgu
przeciwciał neutralizujących oksytocynę lub antagonistów oksytocyny uniemożliwi
szczurom matkom przyjęcie ich szczeniąt. Inne badania potwierdzają tezę, że ten
behawioralny wpływ oksytocyny ma szerokie zastosowanie wśród ssaków.
Podczas gdy wszystkie opisane powyżej efekty z pewnością występują w odpowiedzi na
oksytocynę, niedawno zwrócono uwagę na jej konieczność w porodzie i zachowaniu
matki. Myszy, które nie są zdolne do wydzielania oksytocyny z powodu ukierunkowanych
zaburzeń genu oksytocyny, będą parzyć się, dostarczać swoje szczenięta bez widocznych
trudności i wykazywać normalne zachowanie matki. Jednak wykazują deficyty w
wyrzucaniu mleka i mają subtelne zaburzenia w zachowaniach społecznych. Najlepszym
rozwiązaniem może być postrzeganie oksytocyny jako głównego środka ułatwiającego
poród i zachowanie matki, a nie niezbędnego składnika tych procesów.
Obie płcie wydzielają oksytocynę - co z jej rolą u mężczyzn? Samce syntetyzują
oksytocynę w tych samych regionach podwzgórza, co u samic, a także w jądrach i być
może w innych tkankach rozrodczych. Impulsy oksytocyny można wykryć podczas
wytrysku. Obecne dowody sugerują, że oksytocyna bierze udział w ułatwianiu transportu
nasienia w męskim układzie rozrodczym, a być może także u samicy, z powodu jego
obecności w płynie nasiennym. Może mieć również wpływ na niektóre aspekty męskich
zachowań seksualnych.
Kontrola wydzielania oksytocyny
Najważniejszy bodziec do uwalniania podwzgórzowej oksytocyny jest inicjowany przez
fizyczną stymulację sutków lub strzyków. Czynność karmienia lub karmienia jest
przekazywana w ciągu kilku milisekund do mózgu za pomocą łuku odruchowego
kręgosłupa. Sygnały te uderzają w neurony wydzielające oksytocynę, prowadząc do
uwalniania oksytocyny.
Jeśli chcesz uzyskać coś innego niż trywialne ilości mleka od zwierząt takich jak bydło
mleczne, musisz stymulować uwalnianie oksytocyny, ponieważ około 80% mleka jest
dostępne tylko po wypchnięciu, a wyrzucanie mleka wymaga oksytocyny. Oglądaj, jak ktoś
mleczy krowę, nawet z maszyną, a zobaczysz, że przed dojeniem strzyki i dolne wymiona
są delikatnie myte - ta stymulacja dotykowa prowadzi do uwalniania oksytocyny i
wyrzucania mleka.
Wiele czynników może hamować uwalnianie oksytocyny, w tym ostry stres. Na przykład
neurony oksytocyny są tłumione przez katecholaminy , które są uwalniane z nadnerczy w
odpowiedzi na wiele rodzajów stresu, w tym strach. Jako praktyczna wskazówka
hormonalna - nie zakładaj stroju goryla do hali udojowej pełnej krów ani nie ruszaj petard
wokół matki karmiącej swoje dziecko.
Hormon antydiuretyczny ( wazopresyna)
Około 60% masy ciała stanowi woda, a pomimo dużej zmienności ilości wody pobieranej
każdego dnia, zawartość wody w ciele pozostaje niezwykle stabilna. Taka precyzyjna
kontrola zawartości wody w organizmie i stężenia substancji rozpuszczonych jest funkcją
kilku hormonów działających zarówno na nerki, jak i układ naczyniowy, ale nie ma
wątpliwości, że hormon antydiuretyczny jest kluczowym czynnikiem w tym procesie.
Hormon antydiuretyczny, znany również jako wazopresyna argininowa , to
dziewięcioaminokwasowy peptyd wydzielany z tylnej przysadki mózgowej. W neuronach
podwzgórza hormon jest pakowany w pęcherzyki wydzielnicze z białkiem nośnikowym
zwanym neurophysin i oba są uwalniane po wydzieleniu hormonu.
Fizjologiczne działanie hormonu antydiuretycznego
Wpływ na nerkę
Najważniejszym skutkiem działania hormonu antydiuretycznego jest ochrona wody w
organizmie poprzez zmniejszenie utraty wody w moczu. Diuretyk to środek zwiększający
szybkość powstawania moczu. Wstrzyknięcie niewielkiej ilości hormonu antydiuretycznego
osobie lub zwierzęciu powoduje antydiurezę lub zmniejszenie powstawania moczu, a
hormon został nazwany w tym celu.
Hormon antydiuretyczny wiąże się z receptorami na komórkach w przewodach zbiorczych
nerki i wspomaga reabsorpcję wody z powrotem do krążenia. Wobec braku hormonu
antydiuretycznego przewody zbiorcze są praktycznie nieprzepuszczalne dla wody i
wypływają w postaci moczu.
Hormon antydiuretyczny stymuluje resorpcję wody poprzez stymulację wprowadzania
„kanałów wodnych” lub akwaporyn do błon kanalików nerkowych. Kanały te przenoszą
wodę wolną od substancji rozpuszczonych przez komórki kanalikowe iz powrotem do krwi,
co prowadzi do zmniejszenia osmolarności osocza i zwiększenia osmolarności moczu.
Wpływ na układ naczyniowy
U wielu gatunków wysokie stężenie hormonu antydiuretycznego powoduje rozległe
zwężenie tętniczek, co prowadzi do zwiększenia ciśnienia tętniczego. W tym celu powstała
nazwa wazopresyny. U zdrowych ludzi hormon antydiuretyczny ma minimalne działanie
presyjne.
Kontrola wydzielania hormonów antydiuretycznych
Najważniejszą zmienną regulującą wydzielanie hormonu antydiuretycznego jest
osmolarność osocza lub stężenie substancji rozpuszczonych we krwi. Osmolarność jest
wykrywana w podwzgórzu przez neurony zwane osmoreceptorami , a te neurony z kolei
stymulują wydzielanie z neuronów wytwarzających hormon antydiuretyczny.
Gdy osmolarność osocza jest poniżej pewnego progu, osmoreceptory nie są aktywowane,
a wydzielanie hormonu antydiuretycznego jest tłumione. Kiedy osmolarność wzrasta
powyżej progu, zawsze czujne osmoreceptory rozpoznają to jako sygnał do stymulowania
neuronów wydzielających hormon antydiuretyczny. Jak widać na poniższym rysunku,
stężenia hormonu antydiuretycznego rosną gwałtownie i liniowo wraz ze wzrostem
osmolarności osocza.
Osmotyczna kontrola wydzielania hormonu antydiuretycznego ma sens. Wyobraź sobie,
że przechodzisz przez pustynię: słońce bije i zaczynasz tracić znaczną ilość wody w
organizmie poprzez pocenie się. Utrata wody powoduje koncentrację substancji
rozpuszczonych w krwi - wzrasta osmolarność osocza. Czy w takiej sytuacji należy
zwiększyć produkcję moczu? Oczywiście nie. Przeciwnie, hormon antydiuretyczny jest
wydzielany, dzięki czemu prawie cała woda, która zostałaby utracona w moczu, zostanie
ponownie wchłonięta i zachowana.
Istnieje interesująca paralela między wydzielaniem hormonu antydiuretycznego a
pragnieniem. Oba zjawiska wydają się być stymulowane przez osmoreceptory
podwzgórza, chociaż prawdopodobnie nie są takie same. Próg osmotyczny dla
wydzielania hormonu antydiuretycznego jest znacznie niższy niż dla pragnienia, jak gdyby
podwzgórze mówiło: „Nie zawracajmy sobie głowy wywołaniem pragnienia, chyba że
sytuacja jest wystarczająco zła, że hormon antydiuretyczny nie może sobie z tym
poradzić”.
Wydzielanie hormonu antydiuretycznego jest również stymulowane przez obniżenie
ciśnienia krwi i objętości, warunki wyczuwane przez receptory rozciągania w sercu i
dużych tętnicach. Zmiany ciśnienia i objętości krwi nie są tak czułe jak stymulator
zwiększonej osmolarności, ale mimo to są silne w ciężkich warunkach. Na przykład utrata
15 lub 20% objętości krwi przez krwotok powoduje masowe wydzielanie hormonu
antydiuretycznego.
Innym silnym bodźcem hormonu antydiuretycznego są nudności i wymioty , z których oba
są kontrolowane przez regiony mózgu połączone z podwzgórzem.
Stany chorobowe
Najczęstszą chorobą człowieka i zwierząt związaną z hormonem antydiuretycznym
jest moczówka prosta . Ten warunek może wynikać z jednej z dwóch sytuacji:
•
Moczówka prosta podwzgórzowa („centralna”) wynika z niedoboru wydzielania
hormonu antydiuretycznego z tylnej przysadki mózgowej. Przyczyny tej choroby
obejmują uraz głowy i infekcje lub nowotwory z udziałem podwzgórza.
•
Nefrogenna moczówka prosta występuje, gdy nerka nie jest w stanie odpowiedzieć
na hormon antydiuretyczny. Najczęściej wynika to z pewnego rodzaju choroby
nerek, ale mutacje w genie receptora ADH lub w genie kodującym akwaporynę-2
wykazano również u ludzi dotkniętych chorobą.
42.Iodine containing hormones of thyroid gland. Effect of these
hormenes on protein, carbohydrate, lipid metabolism. Disorders of
metabolic processes at hypo- and hyperthyroidism.
Opis w zeszycie !
43.Parathormone and calcitonin: chemical structure, biological role.
Disorders of metabolic processes at hypo- and hyper production.
Opis w zeszycie !
44.Hormones of pancreas (4 hormones).
Pierwotne hormony wydzielane przez trzustkę obejmują:
• Gastryna: ten hormon wspomaga trawienie poprzez stymulowanie
pewnych komórek w żołądku do wytwarzania kwasu.
•
Glukagon: glukagon pomaga insulinie utrzymać prawidłowy
poziom glukozy we krwi, działając w odwrotny sposób niż
insulina. Pobudza komórki do uwalniania glukozy, co podnosi
poziom glukozy we krwi.
•
Insulina: hormon ten reguluje poziom glukozy we krwi,
umożliwiając wielu komórkom organizmu wchłanianie i używanie
glukozy. To z kolei obniża poziom glukozy we krwi.
•
Somatostatyna: Gdy poziomy innych hormonów trzustkowych,
takich jak insulina i glukagon, stają się zbyt wysokie,
somatostatyna jest wydzielana w celu utrzymania równowagi
glukozy i / lub soli we krwi.
•
Wazoaktywny peptyd jelitowy (VIP): hormon ten pomaga
kontrolować wydzielanie wody i wchłanianie z jelit, stymulując
komórki jelitowe do uwalniania wody i soli do jelit.
Somatostatyna
Somatostatyna została odkryta po raz pierwszy w ekstraktach z podwzgórza i
zidentyfikowana jako hormon hamujący wydzielanie hormonu wzrostu. Następnie
stwierdzono, że somatostatyna jest wydzielana przez wiele różnych tkanek, w tym
trzustkę, przewód pokarmowy i obszary centralnego układu nerwowego poza
podwzgórzem.
Struktura i synteza
Syntetyzowane są dwie formy somatostatyny. Są one określane jako SS-14 i SS-28, co
odzwierciedla ich długość łańcucha aminokwasowego. Obie formy somatostatyny
powstają w wyniku proteolitycznego rozszczepienia prosomatostatyny, która sama
pochodzi z preprosomatostatyny. Dwie reszty cysteiny w SS-14 umożliwiają peptydowi
utworzenie wewnętrznego wiązania disiarczkowego.
Względne ilości wydzielanego SS-14 w porównaniu z SS-28 zależą od tkanki. Na przykład
SS-14 jest dominującą formą wytwarzaną w układzie nerwowym i najwyraźniej jedyną
formą wydzielaną z trzustki, podczas gdy jelito wydziela głównie SS-28.
Oprócz specyficznych tkankowo różnic w wydzielaniu SS-14 i SS-28, dwie formy tego
hormonu mogą mieć różne siły biologiczne. SS-28 jest w przybliżeniu dziesięciokrotnie
silniejszy w hamowaniu wydzielania hormonu wzrostu, ale mniej silny niż SS-14 w
hamowaniu uwalniania glukagonu.
Receptory i mechanizm działania
Zidentyfikowano i scharakteryzowano pięć receptorów stomatostatyny, z których wszystkie
należą do nadrodziny receptorów sprzężonych z białkiem G. Każdy z receptorów aktywuje
odrębne mechanizmy sygnalizacyjne w komórkach, chociaż wszystkie hamują cyklazę
adenylylową . Cztery z pięciu receptorów nie różnicują SS-14 od SS-28.
Efekty fizjologiczne
Somatostatyna działa zarówno na szlaki hormonalne, jak i parakrynne , wpływając na
komórki docelowe. Większość krążącej somatostatyny wydaje się pochodzić z trzustki i
przewodu pokarmowego. Gdyby podsumować efekty somatostatyny w jednym wyrażeniu,
byłoby to: „ somatostatyna hamuje wydzielanie wielu innych hormonów ”.
1. Wpływ na przysadkę mózgową
Somatostatyna została nazwana ze względu na efekt hamowania wydzielania hormonu
wzrostuz przysadki mózgowej . Eksperymentalnie wszystkie znane bodźce wydzielania
hormonu wzrostu są tłumione przez podawanie somatostatyny. Ponadto zwierzęta leczone
surowicami odpornościowymi na somatostatynę wykazują podwyższone stężenie hormonu
wzrostu we krwi, podobnie jak zwierzęta zmodyfikowane genetycznie w celu zniszczenia
genu somatostatyny.
Ostatecznie, wydzielanie hormonu wzrostu jest kontrolowane przez interakcję
somatostatyny i hormonu uwalniającego hormon wzrostu, które są wydzielane przez
neurony podwzgórza.
2. Wpływ na trzustkę
Komórki w wysepkach trzustkowych wydzielają insulinę, glukagon i
somatostatynę. Wydaje się, że somatostatyna działa głównie w sposób parakrynny,
hamując wydzielanie zarówno insuliny, jak i glukagonu. Ma także działanie
tłumiące wydzieliny zewnątrzwydzielnicze trzustki , hamując wydzielanie enzymów
stymulowane cholecystokininą i wydzielanie wydzielanegowodorowęglanu w sekrecie.
3. Wpływ na przewód pokarmowy
Somatostatyna jest wydzielana przez rozproszone komórki w nabłonku przewodu
pokarmowego i przez neurony w jelitowym układzie nerwowym . Wykazano, że hamuje
wydzielanie wielu innych hormonów GI, w tym gastryny , cholecystokininy, sekretyny
i wazoaktywnego peptydu jelitowego .
. Somatostatyna hamuje wydzielanie kwasu żołądkowego i pepsyny , obniża tempo
opróżniania żołądka i zmniejsza skurcze mięśni gładkich i przepływ krwi w
jelicie. Podsumowując, działania te wydają się mieć ogólny wpływ na zmniejszenie
szybkości wchłaniania składników odżywczych.
4. Wpływ na układ nerwowy
Somatostatyna jest często określana jako wykazująca aktywność neuromodulacyjną w
obrębie ośrodkowego układu nerwowego i wydaje się, że ma szereg złożonych efektów na
transmisję nerwową. Wstrzyknięcie somatostatyny do mózgu gryzoni prowadzi do takich
rzeczy, jak zwiększone pobudzenie i zmniejszenie snu oraz upośledzenie niektórych
reakcji motorycznych.
45.Insulin: chemical structure, proinsulin, target tissue for insulin.
Effect of insulin on carbohydrate, lipid, protein metabolism.
Struktura insuliny
Insulina Hormon polipeptydowy, zbudowany z 2 łańcuchów polipeptydowych: A (21
aminokwasów) i B (30 aminokwasów) połączonych 2 mostkami siarczkowymi I
nsulina jest produkowana i wydzielana przez komórki β trzustki
Czynniki pobudzające wydzielanie insuliny: hiperglikemia, FFA, sekretyna,
pobudzenie przywspółczulne, hormon wzrostu i in.
Czynniki hamujące uwalnianie insuliny: hipoglikemia, somatostatyna, leptyna
Insulina
• Receptory (błonowe) insuliny obecne na większości komórek
• • Działa głównie na mięśnie szkieletowe, tkankę tłuszczową i wątrobę
• • Pobudza wchłanianie glukozy do komórek: syntezę glikogenu (hepatocyty,
włókna mięśniowe) i kwasów tłuszczowych (adipocyty)
• • Zwiększa tempo komórkowego katabolizmu glukozy
• • Pobudza wchłanianie aminokwasów do komórek i syntezę białek (hormon
anaboliczny) • Pobudza wchłanianie K+ i PO4 - do komórek
• • Hamuje glukoneogenezę, glikogenolizę, lipolizę, ketogenezę i
proteolizęGlucagon: chemical structure, biological role.
Mechanizmy działania insuliny na komórki docelowe
Translokacja błonowych nośników glukozy GLUT 4 z cytoplazmy do błony
komórkowej – wzrost transportu glukozy do komórek Aktywacja fosforylacji/
defosforylacji (aktywacja/inaktywacja enzymów) – synteza glikogenu i kwasów
tłuszczowych, katabolizm glukozy Aktywacja syntezy RNA i białek
Regulacja wydzielania insuliny - metaboliczna Komórki β reagują produkcją i
wydzielaniem insuliny bezpośrednio na glukozę za pośrednictwem glukoreceptorów
Informacja jest przekazywana za pośrednictwem Ca2+ i cAMP
transkrypcja i
synteza insuliny Wydzielanie insuliny przez komórki β jest pobudzane także przez
aminokwasy i wolne kwasy tłuszczowe oraz jony K+ Wydzielanie insuliny jest
hamowane w czasie głodu (spadek poziomu glukozy) i wysiłku (wzrost tempa
zużycia glukozy)
Regulacja wydzielania insuliny - hormonalna Wydzielanie insuliny jest
pobudzane przez: • Hormon wzrostu (GH) • ACTH + kortyzol (ale
insulinooporność tkanek) • Estrogeny • Hormony przewodu pokarmowego
(gastryna, sekretyna) • Glukagon Wydzielanie insuliny jest hamowane przez
leptynę i somatostatynę
46.Glucagon: chemical structure, biological role.
Glukagon
Glukagon odgrywa główną rolę w utrzymywaniu prawidłowych stężeń glukozy we krwi i
jest często opisywany jako mający przeciwny efekt insuliny. Oznacza to, że glukagon
powoduje zwiększenie poziomu glukozy we krwi.
Glukagon jest liniowym peptydem o 29 aminokwasach. Jego pierwotna sekwencja jest
prawie idealnie zachowana wśród kręgowców i jest strukturalnie spokrewniona
z sekretną rodziną hormonów peptydowych. Glukagon jest syntetyzowany jako
proglukagon i przetwarzany proteolitycznie w celu uzyskania glukagonu w komórkach alfa
wysepek trzustkowych. Proglukagon ulega także ekspresji w przewodzie pokarmowym,
gdzie jest przetwarzany nie w glukagon, ale w rodzinę peptydów
glukagonopodobnych (enteroglukagon).
Efekty fizjologiczne glukagonu
Głównym efektem glukagonu jest stymulowanie wzrostu stężenia glukozy we krwi. mózg
ma absolutną zależność od glukozy jako paliwa, ponieważ neurony nie mogą w żaden
znaczący sposób wykorzystywać alternatywnych źródeł energii, takich jak kwasy
tłuszczowe. Kiedy poziom glukozy we krwi zaczyna spadać poniżej normy, konieczne jest
znalezienie i przepompowanie dodatkowej ilości glukozy do krwi. Glukagon wywiera
kontrolę nad dwoma kluczowymi szlakami metabolicznymi w wątrobie, co prowadzi do
tego, że narząd ten wydaje glukozę reszcie ciała:
•
Glukagon stymuluje rozpad glikogenu przechowywanego w wątrobie. Gdy
poziom glukozy we krwi jest wysoki, wątroba pobiera duże ilości glukozy. Pod
wpływem insuliny większość tej glukozy jest przechowywana w postaci
glikogenu. Później, gdy poziom glukozy we krwi zaczyna spadać, glukagon jest
wydzielany i działa na hepatocyty, aby aktywować enzymy, które depolimeryzują
glikogen i uwalniają glukozę.
•
Glukagon aktywuje wątrobową glukoneogenezę.Glukoneogeneza jest drogą, na
której substraty nieheksozowe, takie jak aminokwasy, są przekształcane w
glukozę. Jako taki stanowi kolejne źródło glukozy dla krwi. Jest to szczególnie
ważne u zwierząt takich jak koty i owce, które nie pochłaniają zbyt wiele glukozy z
jelit - u tych gatunków aktywacja enzymów glukoneogennych jest głównym
mechanizmem, dzięki któremu glukagon wykonuje swoją pracę.
Wydaje się również, że glukagon wywiera niewielki wpływ na zwiększenie lipolizy
triglicerydów w tkance tłuszczowej, co może być postrzegane jako dodatek do
oszczędzania glukozy we krwi poprzez dostarczanie paliwa do kwasów tłuszczowych do
większości komórek.
Kontrola wydzielania glukagonu
Wiedząc, że głównym skutkiem działania glukagonu jest zwiększenie poziomu glukozy we
krwi, sensowne jest wydzielanie glukagonu w odpowiedzi na hipoglikemię lub niskie
stężenie glukozy we krwi.
Wiadomo, że dwa inne warunki powodują wydzielanie glukagonu:
•
Podwyższony poziom aminokwasów we krwi, co można zaobserwować po spożyciu
posiłku bogatego w białko: W tej sytuacji glukagon sprzyjałby konwersji nadmiaru
aminokwasów do glukozy przez zwiększenie glukoneogenezy. Ponieważ wysoki
poziom aminokwasów we krwi stymuluje również uwalnianie insuliny, byłaby to
sytuacja, w której zarówno insulina, jak i glukagon są aktywne.
•
Ćwiczenie: w tym przypadku nie jest jasne, czy rzeczywisty bodziec jest
ćwiczeniem per se, czy towarzyszące mu wyczerpanie glukozy spowodowane
wysiłkiem fizycznym.
Pod względem kontroli negatywnej wydzielanie glukagonu jest hamowane przez wysoki
poziom glukozy we krwi. Nie jest jasne, czy odzwierciedla to bezpośredni wpływ glukozy
na komórkę alfa, czy może efekt insuliny, o którym wiadomo, że tłumi uwalnianie
glukagonu. Innym znanym hormonem hamującym wydzielanie glukagonu jest
somatostatyna.
Stany chorobowe
Choroby związane z nadmiernie wysokim lub niskim wydzielaniem glukagonu występują
rzadko. Nowotwory komórek alfa (glukagonomia) to jedna z sytuacji, o których wiadomo,
że powodują nadmierne wydzielanie glukagonu. Guzy te zazwyczaj prowadzą do zespołu
wyniszczenia i, co ciekawe, wysypki i innych zmian skórnych.
Chociaż niedobór insuliny jest wyraźnie główną wadą cukrzycy typu 1, istnieją znaczne
dowody na to, że nieprawidłowe wydzielanie glukagonu przyczynia się do zaburzeń
metabolicznych obserwowanych w tej ważnej chorobie. Na przykład wielu pacjentów z
cukrzycą z hiperglikemią ma również podwyższone stężenia glukagonu we krwi, ale
wydzielanie glukagonu jest zwykle tłumione przez podwyższony poziom glukozy we krwi.
47.Sex hormones: kinds, structure, place of synthesis.
Are synthesized in: sex glands
Placenta
Cortex of epinephrine glands
Female - estergens, progesteron
Male - androgens czyli testosteron
Ciag dalszy w zeszycie !
48.Hormones of adrenal glands (cortex and medulla).
Sterydy nadnerczowe (epinephrine gland)
Kora nadnerczy to fabryka hormonów steroidowych. W sumie z tej tkanki jest
syntetyzowanych i wydzielanych co najmniej od dwóch do trzech tuzinów różnych
sterydów, ale dwie klasy mają szczególne znaczenie:
Klasa sterydów
Główny Przedstawiciel
Efekty fizjologiczne
Mineralokortykoidy
Aldosteron
Homeostaza Na +, K + i woda
Glukokortykoidy
Kortyzol
Homeostaza glukozy i wiele innych
Ponadto kora nadnerczy wytwarza niektóre steroidy płciowe, zwłaszcza androgeny, talent
o dużym znaczeniu w takich chorobach jak wrodzony przerost nadnerczy .
Podobnie jak wszystkie steroidy, „kortykosteroidy” nadnerczowe są syntetyzowane z
cholesterolu poprzez serię transformacji za pośrednictwem enzymów.
Każda z trzech głównych ścieżek obejmuje sekwencyjne przetwarzanie przez grupę
enzymów, z których niektóre znajdują się w retikulum endoplazmatycznym, a inne w
mitochondriach. Stąd synteza polega na przenoszeniu steroidów między tymi dwoma
organellami.
Synteza różnych steroidów nie jest równomiernie rozłożona w korze. Na przykład
najbardziej zewnętrzna grupa komórek ( zona glomerulosa ) syntetyzuje aldosteron, ale
zasadniczo nie zawiera kortyzolu ani androgenów, ponieważ te komórki nie wyrażają
enzymu 17-alfa-hydroksylazy, który jest niezbędny do syntezy 17-hydroksypregnenolonu i
17-hydroksyprogesteronu. Enzym ten jest jednak obecny w komórkach wewnętrznych
stref kory ( zonae fasiculata i reticularis ), które są głównymi miejscami wytwarzania
kortyzolu.
Podobnie jak wszystkie hormony steroidowe, kortyzol i aldosteron wiążą się z ich
odpowiednimi receptorami, a powstałe kompleksy receptorów hormonalnych wiążą się z
elementem odpowiedzi hormonalnej w celu modulowania transkrypcji reagujących
genów. Chociaż efekty fizjologiczne tych dwóch hormonów steroidowych są wyraźnie
różne, ich receptory są dość podobne i, co najciekawsze, wiążą się z tym samym
elementem odpowiedzi konsensusowej w DNA! Jak więc można uzyskać odpowiedzi
specyficzne dla hormonów? Postępuj zgodnie ze ścieżką do następnego tematu, aby
dowiedzieć się przynajmniej części odpowiedzi.
49.Hormones of adrenal cortex - corticosteroids. Two groups of
corticosteroids.
Opisane w zeszycie !
50.The effect of glucocorticoids on carbohydrate, protein, lipid metabolism.
Fizjologiczne działanie glukokortykoidów
najbardziej znane i badane działanie glukokortykoidów dotyczy metabolizmu
węglowodanów i funkcji immunologicznych.
Wpływ na metabolizm
Nazwa glukokortykoid wywodzi się z wczesnych obserwacji, że hormony te biorą udział w
metabolizmie glukozy. W stanie na czczo kortyzol stymuluje kilka procesów, które wspólnie
służą do zwiększenia i utrzymania normalnego stężenia glukozy we krwi. Efekty te
obejmują:
•
Stymulacja glukoneogenezy, szczególnie w wątrobie: Ta droga prowadzi do syntezy
glukozy z substratów nieheksozowych, takich jak aminokwasy i lipidy, i jest
szczególnie ważna u drapieżników i niektórych roślinożerców. Zwiększenie
ekspresji enzymów zaangażowanych w glukoneogenezę jest prawdopodobnie
najbardziej znaną funkcją metaboliczną glukokortykoidów.
•
Mobilizacja aminokwasów z tkanek pozawątrobowych: służą one jako substraty do
glukoneogenezy.
•
Hamowanie wychwytu glukozy w mięśniach i tkance tłuszczowej: mechanizm
oszczędzania glukozy.
•
Stymulacja rozpadu tłuszczu w tkance tłuszczowej: kwasy tłuszczowe uwalniane
przez lipolizę są wykorzystywane do wytwarzania energii w tkankach takich jak
mięśnie, a uwolniony glicerol stanowi kolejny substrat dla glukoneogenezy.
Wpływ na stan zapalny i funkcje immunologiczne
Glukokortykoidy mają silne właściwości przeciwzapalne i immunosupresyjne. Jest to
szczególnie widoczne, gdy podaje się je w dawkach farmakologicznych, ale jest również
ważne w prawidłowej odpowiedzi immunologicznej. W konsekwencji glukokortykoidy są
szeroko stosowane jako leki do leczenia stanów zapalnych, takich jak zapalenie stawów
lub zapalenie skóry, i jako terapia pomocnicza w stanach takich jak choroby
autoimmunologiczne.
Inne efekty glikokortykoidów
Glukokortykoidy mają wiele skutków dla rozwoju płodu. Ważnym przykładem jest ich rola
w promowaniu dojrzewania płuca i produkcji środka powierzchniowo czynnego
niezbędnego do czynności płuc zewnątrzmacicznych.
Nadmierne poziomy glikokortykoidów wynikające z podawania leku lub
hiperadrenokortykozy mają wpływ na wiele układów. Niektóre przykłady obejmują
hamowanie tworzenia kości, tłumienie wchłaniania wapnia i opóźnione gojenie się ran.
Kontrola wydzielania kortyzolu
Kortyzol i inne glukokortykoidy są wydzielane w odpowiedzi na pojedynczy
stymulator: hormon adrenokortykotropowy (ACTH) z przedniego płata przysadki.
ACTH jest wydzielany pod kontrolą hormonu uwalniającego kortykotropinę z peptydu
podwzgórzowego (CRH). Centralny układ nerwowy jest zatem dowódcą i szefem reakcji
glukokortykoidów, stanowiąc doskonały przykład ścisłej integracji między układem nerwowym i
hormonalnym.
Praktycznie każdy rodzaj stresu fizycznego lub psychicznego powoduje zwiększenie stężenia
kortyzolu we krwi z powodu zwiększonego wydzielania CRH w podwzgórzu.
Wydzielanie kortyzolu jest tłumione przez klasyczne pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego. Gdy
stężenie we krwi wzrasta powyżej pewnej wartości, kortyzol hamuje wydzielanie CRH z
podwzgórza, co wyłącza wydzielanie ACTH, co prowadzi do wyłączenia wydzielania kortyzolu z
nadnerczy. Połączenie dodatniej i ujemnej kontroli sekrecji CRH powoduje pulsacyjne wydzielanie
kortyzolu. Zazwyczaj amplituda i częstotliwość impulsów są najwyższe rano i najniższe w nocy.
ACTH wiąże się z receptorami w błonie komórkowej komórek w strefie fasiculata i siatkowatych
nadnerczy. Zaangażowanie receptora hormonalnego aktywuje cyklazę adenylową, prowadząc do
podwyższonych wewnątrzkomórkowych poziomów cyklicznego AMP, co prowadzi ostatecznie do
aktywacji układów enzymatycznych biorących udział w biosyntezie kortyzolu z cholesterolu.
51.Mineralocorticoids: chemical structure, representative
Most important Aldosteron
•
Mineralokortykoid utrzymuje prawidłową objętość krwi,
wspomaga retencję sodu i wody oraz zwiększa wydalanie jonów potasowych i
wodorowych z moczem. Aldosteron, jest najsilniejszym Minerokortykoidem w
odniesieniu do równowagi elektrolitowej, działa na kanaliki dystalne nerek w
celu zwiększenia wchłaniania zwrotnego sodu do osocza. Uraz i wzrost
stresu Wydzielanie mineralokortykoidów. Syntetyczny mineralokortykoid
Fludrokortyzon, który ma aktywność Mineralocorticoid i Glucocorticoid, jest
stosowany w leczeniu tracącego sól zespołu Adrenogenitalnego i ciężkiego
niedoboru kortykoidów charakterystycznego dla choroby Addisona.
Fizjologiczne działanie mineralokortykoidów
Mineralokortykoidy odgrywają kluczową rolę w regulacji stężenia minerałów - zwłaszcza
sodu i potasu - w płynach pozakomórkowych. Jak opisano powyżej, utrata tych hormonów
prowadzi szybko do zagrażających życiu zaburzeń równowagi elektrolitów i płynów.
Głównym celem aldosteronu jest kanalik dystalny nerki, gdzie stymuluje wymianę sodu i
potasu. Trzy podstawowe fizjologiczne skutki wyniku aldosteronu:
•
Zwiększona resorpcja sodu : utrata sodu w moczu zmniejsza się w wyniku
stymulacji aldosteronem.
•
Zwiększona resorpcja wody , aw konsekwencji zwiększenie objętości płynu
pozakomórkowego. Jest to efekt osmotyczny bezpośrednio związany ze
zwiększoną resorpcją sodu.
•
Zwiększone wydalanie potasu przez nerki .
Znajomość tych efektów powinna szybko sugerować komórkowy mechanizm działania
tego hormonu. Aldosteron stymuluje transkrypcję genu kodującego ATPazę sodowopotasową, co prowadzi do zwiększenia liczby „ pomp sodowych ” w błonach podstawnobocznych cewkowych komórek nabłonkowych. Aldosteron stymuluje również ekspresję
kanału sodowego, który ułatwia pobieranie sodu z kanalika świetlnego.
Aldosteron działa na gruczoły potowe, gruczoły ślinowe i okrężnicę, które są zasadniczo
identyczne z tymi obserwowanymi w kanaliku dystalnym nerki. Głównym efektem netto
jest znowu zachowanie sodu w organizmie poprzez stymulację jego resorpcji lub, w
przypadku jelita grubego, absorpcję ze światła jelita. Ochrona wody wynika z zachowania
sodu.
Stany chorobowe
Niedobór aldosteronu może wystąpić sam lub, częściej, w połączeniu
z niedoborem glukokortykoidów , i jest znany jako niedoczynność kory nadnerczy lub
choroba Addisona . Bez leczenia za pomocą terapii zastępczej mineralokortykoidem
brak aldosteronu jest śmiertelny z powodu zaburzeń równowagi elektrolitowej i
wynikającego z tego niedociśnienia oraz niewydolności serca.
Nadmiar aldosteronu najczęściej obserwuje się w dwóch warunkach: podwyższonym
stężeniu potasu w osoczu (hiperkaliemia) i małej objętości naczyń. Powinno to mieć sens,
biorąc pod uwagę, że potas w osoczu i angiotensyna II są głównymi czynnikami
regulującymi wydzielanie aldosteronu, jak opisano powyżej. Co ważne, obecnie uznaje
się, że około 1 na 10 przypadków pierwotnego nadciśnienia u ludzi wiąże się z
hiperaldosteronizmem, wynikającym najczęściej z guzów nadnerczy wydzielających
aldosteron lub mutacji w kanałach potasowych.
52.Concepts "vitamin" and "provitamin".Classification of vitamins.
Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of
vitamins B1. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources
and day requirement of vitamins B1.
Wszystko opisane w zeszycie !
53.Concepts "avitaminosis", "hypervitaminosis" and
"hypovitaminosis".Chemical and physiological name, coenzymes,
biological role of vitamins B2. Manifestations of hypovitaminosis, nature
sources and day requirement of vitamins B2.
Wszystko opisane w zeszycie !
54.Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of vitamin
B3. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources and day
requirement of vitamin B3.
Wszystko opisane w zeszycie !
55.Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of vitamin
B5. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources and day
requirement of vitamin B5.
Wszystko opisane w zeszycie !
56.Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of vitamin
B6. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources and day
requirement of vitamin B6.
Wszystko opisane w zeszycie !
57.Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of vitamin
B10. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources and day
requirement of vitamin B10.
Wszystko opisane w zeszycie !
58.Chemical and physiological name, coenzymes, biological role of vitamin
B12. Manifestations of hypovitaminosis, nature sources and day
requirement of vitamin B12.
B12 = cyanocobalamin = antianemic
Daily requirement 2-5 micrograms
Witamina B12 (kobalamina) jest koenzymem, który wpływa na metabolizm komórkowy i
współpracuje z folianem witaminy B9 do syntezy kwasów nukleinowych, pomaga utrzymać zdrowe
komórki krwi, utrzymuje układ nerwowy i pomaga zapobiegać rodzajom niedokrwistości.
Witamina B 12 ma wiele funkcji biologicznych - odgrywa ważną rolę w hematopoezy, ma
zasadnicze znaczenie dla rozwoju ośrodkowego układu nerwowego u dzieci, przyczynia się do
powstawania kwasów nukleinowych, ma działanie anaboliczne. Niedobór witaminy B 12 u
dorosłych powoduje niedokrwistość makrocytową, upośledzenie tylnych i bocznych rdzenia
kręgowego, nerwów obwodowych i otępienia lub depresji. Niedobór witaminy B 12wpływa także
wtórne cyklu kwasu foliowego upośledzając syntezę puryny i pirymidyny, niezbędnych do
formowania DNA i RNA.
Witaminy B 12 bierze udział w komórkowej przemiany materiiw dwóch aktywnych formmetylokobalamina koenzym i 5 deoxyadenosylcobalamin. Witamina B 12 współpracuje z kwasem
foliowym w syntezie kwasu dezoksyrybonukleinowego ( DNA ). Niedobór któregokolwiek
ze związków prowadzi do nieuporządkowanej produkcji DNA, a tym samym do upośledzonej
produkcji czerwonych krwinek. Witaminy B 12 ma także oddzielną rola biochemiczna niezwiązany
kwas foliowy, w syntezie kwasów tłuszczowych, a w mieliny, osłonki, który otacza komórki
nerwowe.
59.Chemical name, biological role of vitamin H. Manifestations of
hypovitaminosis, nature sources and day requirement of vitamin H.
Wszystko opisane w zeszycie !
Witamina H (biotyna) = vitamin B7
Daily requirement 150-200 mg
Witamina H, bardziej znana jako biotyna, jest częścią grupy witamin z grupy B. Wszystkie
witaminy z grupy B pomagają organizmowi przekształcać żywność (węglowodany) w
paliwo (glukozę), które jest wykorzystywane do produkcji energii. Te witaminy z grupy B,
często określane jako witaminy z grupy B, pomagają również organizmowi w
metabolizowaniu tłuszczów i białek. Witaminy z grupy B są potrzebne do zdrowej skóry,
włosów, oczu i wątroby. Pomagają również prawidłowo funkcjonować układ nerwowy.
Twoje ciało potrzebuje biotyny do metabolizowania węglowodanów, tłuszczów i
aminokwasów, budulca białka. Biotyna jest często zalecana do wzmacniania włosów i
paznokci, i znajduje się w wielu produktach kosmetycznych do włosów i skóry.
Podobnie jak wszystkie witaminy z grupy B, jest rozpuszczalny w wodzie, co oznacza, że
organizm go nie przechowuje. Jednak bakterie w jelicie mogą wytwarzać biotynę. Jest
również dostępny w małych ilościach w wielu produktach spożywczych. Biotyna jest
również ważna dla prawidłowego wzrostu embrionalnego, co czyni ją krytycznym
składnikiem odżywczym w czasie ciąży.
Rzadko występuje niedobór biotyny. Objawy obejmują wypadanie włosów, suchą
łuskowatą skórę, pękanie w kącikach ust (zwane zapaleniem warg), obrzęk i bolesny język
w kolorze karmazynowym (zapalenie języka), suche oczy, utratę apetytu, zmęczenie,
bezsenność i depresję. Osoby, które były na żywieniu pozajelitowym - odżywianie
podawane dożylnie - przez długi czas, osoby przyjmujące leki przeciwzapalne lub
antybiotyki przez długi czas, a także osoby z chorobami takimi jak choroba
Leśniowskiego-Crohna, które utrudniają wchłanianie składników odżywczych, są bardziej
narażone na mieć niedobór biotyny.
60.Chemical name, structure, active forms and properties of
vitamins C. Biological role of vitamins C. Manifestations of vitamins
C hypovitaminosis. Nature sources and day requirement of
vitamins C. Clinical symptoms of vitamin P hypovitaminosis.
Wszystko opisane w zeszycie !
61.Common properties of fat soluble vitamins. The differences of fat
soluble vitamins from water soluble vitamins.
Witaminy są niezbędnymi składnikami odżywczymi, których organizm potrzebuje w
małych ilościach do funkcjonowania. Można je podzielić na dwie kategorie:
rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczach. Te rozpuszczalne w wodzie
witaminy, - C i witaminy B-kompleks - rozpuścić w wodzie przed organizm może
wchłonąć je. Rozpuszczalne w tłuszczach witaminy - A, D, E i K - rozpuszczają się
w tłuszczu i mogą być przechowywane w wątrobie i tkance tłuszczowej, aż będą
potrzebne. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach mają wiele funkcji, od utrzymania
mocnych kości po ruch mięśni.
Charakterystyka rozpuszczalnych w tłuszczach witamin
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach mają specyficzne cechy, które pomagają odróżnić
je od innych witamin.
Przechowywanie : Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są przechowywane w wątrobie
i tkance tłuszczowej.
Długowieczność : Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach dłużej utrzymują się w
organizmie, ponieważ nie potrzebujesz ich codziennie. Można je schować, dopóki nie
będą potrzebne do takich czynności, jak krzepnięcie krwi, jak w przypadku witaminy K.
Wchłanianie i wydalanie : Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są wchłaniane przez
jelito cienkie z tłuszczem i są powoli wydalane.
Toksyczność : Ponieważ witaminy rozpuszczalne w tłuszczach są przechowywane w
organizmie dłużej, są bardziej narażone na toksyczność, ponieważ organizm nie jest w
stanie ich wydalić wystarczająco szybko. Ogólnie rzecz biorąc, zdrowa dieta nie
powoduje toksyczności, ale przyjmowanie suplementów na wysokim poziomie może
powodować brak równowagi witamin i powodować choroby.
Witaminy rozpuszczalne w wodzie
Witaminy rozpuszczalne w wodzie poruszają się swobodnie w organizmie, a nadmierne ilości są
zwykle wydalane przez nerki. Organizm potrzebuje witamin rozpuszczalnych w wodzie w częstych,
małych dawkach. Te witaminy nie są tak prawdopodobne, jak witaminy rozpuszczalne w
tłuszczach, aby osiągnąć poziomy toksyczne. Ale niacyna, witamina B6, kwas foliowy, cholina i
witamina C mają górne limity spożycia. Wykazano, że witamina B6 na wysokim poziomie przez
długi okres czasu powoduje nieodwracalne uszkodzenie nerwów.
Zrównoważona dieta zazwyczaj zapewnia wystarczającą ilość tych witamin. Osoby w wieku
powyżej 50 lat i niektórzy wegetarianie mogą potrzebować suplementów, aby uzyskać
wystarczającą ilość witaminy B12.
62.Chemical and physiological name, structure and provitamins of
vitamin A. Biological role of vitamins A. Clinical symptoms of
vitamin A hypovitaminosis and hypervitaminosis. Nature sources
and day requirement of vitamins A.
Vitamin A= Retinol = Retinal = Retinoic acid
Daily requirement 2-3 mg
Witamina A (retinol)
Witamina A i jej metabolity odgrywają różne role w fizjologii, począwszy od włączenia do
pigmentów wzrokowych, a skończywszy na kontrolowaniu transkrypcji wielu ważnych
genów. Zdrowie zależy od utrzymania poziomu witaminy A w normalnym zakresie, ponieważ albo
za mało, albo za dużo tej witaminy prowadzi do poważnej choroby.
Struktura
Retinol jest bezpośrednim prekursorem dwóch ważnych aktywnych
metabolitów: retinalu ,( aldehyd) który odgrywa kluczową rolę w widzeniu, oraz kwasu
retinowego , który służy jako przekaźnik wewnątrzkomórkowy, który wpływa na
transkrypcję wielu genów. Witamina A nie występuje w roślinach, ale wiele roślin
zawiera karotenoidy, takie jak beta-karoten, które można przekształcić w witaminę A w
jelicie i innych tkankach.
Fizjologiczne efekty witaminy A
Witamina A i jej metabolity, retinal i kwas retinowy, wydają się służyć wielu krytycznym
rolom w fizjologii, o czym świadczy niezliczona liczba zaburzeń towarzyszących
niedoborom lub stanom nadmiaru. W wielu przypadkach precyzyjne mechanizmy są słabo
poznane. Niektóre z dobrze scharakteryzowanych efektów witaminy A obejmują:
•
Wizja: Retinal jest niezbędnym składnikiem
strukturalnym rodopsyny lub wizualnego fioletu , światłoczułym pigmentem w
komórkach pręcika i stożka siatkówki. Jeśli obecne są niewystarczające ilości
witaminy A, wzrok jest osłabiony.
•
Odporność na choroby zakaźne: .
•
„Integralność” komórek nabłonkowych : wiele komórek nabłonkowych wydaje się
wymagać witaminy A do prawidłowego różnicowania i utrzymania. Brak witaminy A
prowadzi do dysfunkcji wielu nabłonków - skóra staje się zrogowaciała i łuszcząca
się, a wydzielanie śluzu jest tłumione.
•
Przebudowa kości: prawidłowe funkcjonowanie osteoblastów i osteoklastów
zależy od witaminy A.
•
Rozmnażanie: Normalne poziomy witaminy A są wymagane do produkcji nasienia,
co odzwierciedla zapotrzebowanie na witaminę A przez komórki nabłonkowe
plemników (Sertoli). Podobnie, normalne cykle reprodukcyjne u kobiet wymagają
odpowiedniej dostępności witaminy A.
Źródła witaminy A
Witamina A jest obecna w wielu tkankach zwierzęcych. Wątroba jest bez wątpienia
najbogatszym źródłem witaminy A.
Rośliny nie zawierają witaminy A, ale wiele ciemnozielonych lub ciemnożółtych roślin (w
tym słynna marchewka) zawiera karotenoidy, takie jak beta-karoten, które służą jako
prowitaminy, ponieważ podczas wchłaniania są przekształcane w błonie śluzowej jelit do
retinolu.
Witamina A jest przechowywana w wątrobie jako estry retinylu i, w razie potrzeby,
eksportowana do krwi, gdzie jest przenoszona przez białko wiążące retinol w celu
dostarczenia do innych tkanek.
Niedobór witaminy A zwykle wynika z niedożywienia, ale może również wynikać z
nieprawidłowości wchłaniania retinolu lub karotenoidów w jelitach. Niedobór jest
powszechny u ludzi, zwłaszcza u dzieci, w niektórych słabo rozwiniętych krajach.. Niektóre
z poważniejszych objawów niedoboru witaminy A obejmują:
•
Ślepota z powodu niezdolności do syntezy odpowiednich ilości
rodopsyny. Umiarkowany niedobór prowadzi do deficytów widzenia w warunkach
słabego oświetlenia („ślepota nocna”), podczas gdy ciężki niedobór może
prowadzić do ciężkiej suchości i zmętnienia rogówki (kseropthalmia).
•
Zwiększone ryzyko śmiertelności z powodu chorób zakaźnych najlepiej
zbadano u niedożywionych dzieci, ale także u zwierząt. W takich przypadkach
wykazano, że suplementacja witaminą A znacznie zmniejsza śmiertelność z
powodu chorób, takich jak odra i infekcje żołądkowo-jelitowe.
•
Nieprawidłowe funkcjonowanie wielu komórek nabłonkowych , objawiające się
tak różnymi stanami jak sucha, łuszcząca się skóra, niewystarczające wydzielanie z
powierzchni śluzówki, bezpłodność, zmniejszona synteza hormonów tarczycy i
podwyższone ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego z powodu nieodpowiedniej
absorpcji w oponach.
•
Nieprawidłowy wzrost kości u zwierząt z niedoborem witaminy A może
powodować wady rozwojowe, a gdy czaszka jest dotknięta, zaburzenia
ośrodkowego układu nerwowego i nerwu wzrokowego.
Nadmiar witaminy A , chociaż nie jest tak powszechny jak niedobór, również prowadzi do
choroby. Witamina A i większość retinoidów są bardzo toksyczne, gdy są przyjmowane w
dużych ilościach, a najczęstszą przyczyną tego zaburzenia u ludzi i zwierząt jest
nadmierna suplementacja. W przeciwieństwie do tego nadmierne spożycie karotenoidów
nie powoduje chorób - nie można używać wymówki potencjalnej toksyczności witaminy A,
aby uniknąć spożywania marchwi lub zielonych warzyw!
63.Chemical and physiological name, structure and provitamins of
vitamin D. Biological role of vitamins D. Clinical symptoms of
vitamin D hypovitaminosis. Nature sources and day requirement of
vitamin D and hypervitaminosis.
Vitamin D = cholecalciferol = antickets
Daily requirements 12-25 micrograms for kids; 2,5-10 for adults
Witamina D (Calcitriol)
Bioaktywna witamina D lub kalcytriol jest hormonem steroidowym, który od dawna znany jest ze
swojej ważnej roli w regulacji poziomu wapnia i fosforu w organizmie oraz w mineralizacji
kości. Ostatnio stało się jasne, że receptory witaminy D są obecne w wielu różnych komórkach i że
ten hormon ma działanie biologiczne, które wykracza daleko poza kontrolę metabolizmu
minerałów.
Struktura i synteza
Termin witamina D jest, niestety, nieprecyzyjnym określeniem odnoszącym się do jednego lub
więcej członków grupy cząsteczek steroidowych. Witaminy D 3 , znany również
jako cholekalcyferolj est wytwarzany w skórze zwierząt, jeśli energia świetlna jest pochłaniana
przez cząsteczkę prekursora 7-dehydrocholesterolu. Witamina D nie jest zatem prawdziwą
witaminą, ponieważ osoby z odpowiednią ekspozycją na światło słoneczne nie wymagają
suplementacji diety. Istnieją również źródła dietetyczne witaminy D, w tym żółtko jaja, olej rybny i
wiele roślin. Forma roślinna witaminy D nazywana jest witaminą D 2lub ergosterol.
Jednak naturalna dieta zazwyczaj nie zawiera odpowiednich ilości witaminy D, a ekspozycja na
światło słoneczne lub spożywanie produktów spożywczych celowo uzupełnionych witaminą D jest
konieczne, aby zapobiec niedoborom.
Witamina D, albo jako D 3 lub D 2 , nie posiada znaczącą aktywność biologiczną. Przeciwnie, musi
być metabolizowany w organizmie do hormonalnie aktywnej postaci znanej jako 1,25dihydroksycholekalcyferol.
1.
W wątrobie cholekalcyferal jest hydroksylowany do 25hydroksycholekalcyferolu przez enzym 25-hydroksylazę.
2.
W nerkach 25-hydroksycholekalcyferol służy jako substrat dla 1-alfa-hydroksylazy,
dając 1,25-dihydroksycholekalcyferol , biologicznie czynną postać.
Każda z form witaminy D jest hydrofobowa i jest transportowana we krwi związanej z
białkami nośnikowymi. Główny nośnik nazywany jest odpowiednio białkiem wiążącym
witaminę D. Okres półtrwania 25-hydroksycholekalcyferolu wynosi kilka tygodni, podczas
gdy okres półtrwania 1,25-dihydroksycholekalcyferolu wynosi zaledwie kilka godzin.
Fizjologiczne efekty witaminy D
Witamina D jest dobrze znana jako hormon zaangażowany w metabolizm minerałów i
wzrost kości. Jego najbardziej dramatycznym efektem jest ułatwienie wchłaniania wapnia
przez jelita, chociaż pobudza również wchłanianie jonów fosforanowych i
magnezowych. W przypadku braku witaminy D, wapń w diecie nie jest w pełni
wchłaniany. Witamina D stymuluje ekspresję szeregu białek zaangażowanych w transport
wapnia z światła jelita, przez komórki nabłonkowe i do krwi. Najlepiej zbadanym z tych
transporterów wapnia jest kalbindyna , białko wewnątrzkomórkowe, które przenosi wapń
przez komórki nabłonkowe jelita.
Wykazano liczne działania witaminy D na kości. Jako regulator transkrypcji białek
macierzy kostnej indukuje ekspresję osteokalcyny i hamuje syntezę kolagenu typu I. W
hodowlach komórkowych witamina D stymuluje różnicowanie osteoklastów. Jednak
badania na ludziach i zwierzętach z niedoborem witaminy D lub mutacjami w receptorze
witaminy D sugerują, że te działania prawdopodobnie nie mają większego znaczenia
fizjologicznego, a podstawowym skutkiem witaminy D na kości jest zapewnienie właściwej
równowagi wapnia i fosforu wspierać mineralizację.
Okazuje się, że receptory witaminy D są obecne w większości, jeśli nie we wszystkich
komórkach ciała. Ponadto eksperymenty z użyciem hodowanych komórek wykazały, że
witamina D ma silny wpływ na wzrost i różnicowanie wielu typów komórek. Odkrycia te
sugerują, że witamina D ma znacznie lepsze działanie fizjologiczne niż rola w homeostazie
mineralnej i funkcjonowaniu kości. Jako jeden przykład, wiele komórek odpornościowych
nie tylko wyraża receptory witaminy D, ale jest zdolnych do syntezy aktywnej witaminy D,
a niedobór witaminy D jest związany ze zwiększoną częstością występowania chorób
autoimmunologicznych i podatności na choroby.
Stany chorobowe
Niedobór witaminy D: Klasycznym objawem niedoboru witaminy D jest krzywica, która
występuje u dzieci i powoduje deformacje kości, w tym wygięte długie kości. Niedobór u
dorosłych prowadzi do osteomalacji choroby. Zarówno krzywica, jak i osteomalacja
odzwierciedlają upośledzoną mineralizację nowo zsyntetyzowanej macierzy kostnej i
zazwyczaj wynikają z połączenia nieodpowiedniej ekspozycji na światło słoneczne i
zmniejszenia spożycia witaminy D.
Wady genetyczne receptora witaminy D : zidentyfikowano wiele różnych mutacji u ludzi,
które prowadzą do dziedzicznej oporności na witaminę D.
Ciężka choroba wątroby lub nerek : może to zakłócać wytwarzanie biologicznie aktywnej
postaci witaminy D.
Niewystarczająca ekspozycja na światło słoneczne : osoby w podeszłym wieku, które
pozostają w środku i mają słabą dietę, często mają co najmniej subkliniczny
niedobór. Jak na ironię, wydaje się, że hipowitaminoza D jest bardzo powszechna w
niektórych najbardziej słonecznych krajach na świecie - przyczyną tego problemu jest
dyktat kulturowy, zgodnie z którym kobiety powinny być mocno zasłonięte, gdy są poza
domem.
Toksyczność witaminy D:
Nadmierna ekspozycja na światło słoneczne nie prowadzi do nadprodukcji witaminy D.
Toksyczność witaminy D jest nieuchronnie wynikiem przedawkowaniasuplementów
witaminy D. Z pewnością suplementy witaminy D są cennym środkiem dla osób z
niedoborami. Jednakże spożywanie nadmiernych (miligramowych) ilości witaminy D przez
okresy tygodniowe może być poważnie toksyczne dla ludzi i zwierząt, głównie z powodu
hiperkalcemii. W rzeczywistości przynęty zawierające duże ilości witaminy D są bardzo
skutecznie stosowane jako rodentycydy.
64.Chemical and physiological name, biological role of vitamin E.
Clinical symptoms of vitamin E hypovitaminosis. Nature sources
and day requirement of vitamin E and hypervitaminosis.
20-50g daily requirement =tocopherols=tocotriends =antisterile
Główną biologiczną rolą witaminy E jest ochrona składników błon komórkowych oraz
lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) przed utlenianiem przez wolne rodniki. Witamina E
znajduje się głównie w dwuwarstwie fosfolipidowej błon komórkowych. Jest szczególnie
skuteczny w zapobieganiu peroksydacji lipidów, serii reakcji chemicznych obejmujących
utlenianie PUFA. Podwyższony poziom produktów peroksydacji lipidów jest związany z
licznymi chorobami i stanami klinicznymi.
Wchłanianie witaminy E z jelita zależy od odpowiedniej funkcji trzustki, wydzielania żółci i
tworzenia miceli. Warunki absorpcji są takie jak w przypadku lipidów dietetycznych, tj.
Wydajne emulgowanie, rozpuszczanie w mieszanych micelach soli żółciowych,
wychwyt przez enterocyty i wydzielanie do krążenia przez układ limfatyczny . Emulgowanie
odbywa się początkowo w żołądku, a następnie w jelicie cienkim w obecności wydzieliny
trzustkowej i żółciowej. Powstała mieszana micela agreguje cząsteczki witaminy E,
rozpuszcza witaminę E, a następnie transportuje ją do błony rąbka szczoteczkowego
enterocytu, prawdopodobnie przez bierną dyfuzję. W enterocycie tokoferol jest włączany do
chylomikronów i wydzielany do przestrzeni wewnątrzkomórkowej i układu limfatycznego, a
następnie do krwiobiegu.
Witamina E jest transportowana we krwi przez lipoproteiny osocza i erytrocyty. Chylomikrony
przenoszą tokoferol z enterocytu do wątroby, gdzie są włączane do komórek miąższowych
jako pozostałości chylomikronu. Katabolizm chylomikronów zachodzi w krążeniu
ogólnoustrojowym poprzez działanie komórkowej lipazy lipoproteinowej. Podczas tego
procesu tokoferol może być przenoszony do lipoprotein o dużej gęstości (HDL). Tokoferol w
HDL może przenosić się do innych krążących lipoprotein, takich jak LDL i lipoproteiny o
bardzo niskiej gęstości (VLDL). Podczas konwersji VLDL do LDL w krążeniu, część atokoferolu pozostaje w rdzeniach lipidów, a zatem jest włączona do LDL. Większość atokoferolu następnie wchodzi do komórek tkanek obwodowych w nienaruszonej lipoproteinie
przez szlak receptora LDL.
Z perspektywy żywieniowej najważniejszą formą witaminy E jest a-tokoferol;
Stężenia witaminy E w osoczu różnią się niewiele w szerokim zakresie spożycia. Nawet
dzienne suplementy rzędu 1600 IU / dzień przez 3 tygodnie tylko zwiększały poziomy w
osoczu 2-3 razy i po zaprzestaniu leczenia poziomy w osoczu powracały do poziomów
sprzed leczenia w ciągu 5 dni. Mózg jest wyraźnie odporny na wyczerpanie i ponowne
zasiedlenie witaminą E.
Podstawowym produktem utleniania a-tokoferolu jest chinon tokoferylu, który można
sprzęgać z wytworzeniem glukuronianu po uprzedniej redukcji do hydrochinonu. To jest
wydalane z żółcią lub dalej rozkładane w nerkach do kwasu a-tokoferonowego i stąd
wydalane z żółcią. Te homologi witaminy E niewybrane preferencyjnie przez wątrobowe
białka wiążące są eliminowane podczas procesu powstawania wydzielania VLDL w wątrobie
i prawdopodobnie wydalane przez żółć. Niektóre witaminy E mogą być również wydalane
przez gruczoły łojowe skóry.
Witamina E (α-tokoferol) jest przeciwutleniaczem, który, jak wykazano, działa jako zmiatacz
wolnych rodników i ma pozytywny wpływ na funkcje immunologiczne. Niedobór witaminy E
rozwija się we wczesnym okresie życia u pacjentów z niedoborem trzustki.
Absorpcja witaminy E wymaga zarówno soli żółciowych, jak i esteraz
trzustkowych. Witamina E jest włączana do chylomikronów w enterocytach jelitowych i po
uwolnieniu do krążenia dochodzi do lipolizy, co skutkuje przeniesieniem witaminy E na
lipoproteiny o dużej gęstości i inne. Białko przenoszące alfa-tokoferol w wątrobie jest
odpowiedzialne za włączenie witaminy E do lipoprotein o bardzo niskiej gęstości (VLDL),
która również dostarcza witaminę E do tkanek.
Wchłanianie witaminy E wymaga wydzielania trzustki i żółci, a niedobór może zatem wynikać
z przewlekłej cholestazy i niewydolności trzustki.
Niedobór witaminy E może wynikać z ciężkiego złego wchłaniania tłuszczu, w
konsekwencji z biegunką, niektórych postaci cholestatycznej choroby wątroby,
abetalipoproteinemii i resekcji jelit.
Witamina E jest również niezbędna do rozwoju i utrzymania prawidłowej aktywności
komórek nerwowychi mięśniowych.
65.Chemical and physiological name, biological role of vitamin K. Clinical
symptoms of vitamin K hypovitaminosis and hypervitaminosis. Nature
sources and day requirement of vitamin K. Chemical and physiological
name, biological role of vitamin F. Nature sources and day requirement of
vitamin F.
Witamina K: Jedna z dwóch naturalnie występujących rozpuszczalnych w tłuszczach witamin
(witamina K1 i witamina K2) potrzebnych do krzepnięcia krwi z powodu istotnej roli w produkcji
protrombiny (czynnika krzepnięcia). Termin witamina A może również odnosić się do
syntetycznego związku, który jest blisko związany chemicznie z naturalnymi witaminami K1 i K2 i
ma podobną aktywność biologiczną.
Witamina K jest niezbędna (jako kofaktor) dla organizmu do wytwarzania czterech czynników
krzepnięcia krwi (szczególnie krzepnięcia): szczególnie protrombiny, a także czynników VII, IX i X.
Witamina K1 jest wytwarzana przez rośliny, podczas gdy witamina K2 ma pochodzenie bakteryjne i
jest ważną formą dla ludzi. Wszystkie inne formy witaminy K są przekształcane w witaminę K2 w
organizmie. Istnieje wiele blisko spokrewnionych związków z serii witamin K2.
Niedobór witaminy K występuje rzadko, ponieważ odpowiednia podaż witaminy jest zwykle obecna
w diecie, a witamina jest syntetyzowana przez bakterie w jelicie. Niedobór witaminy K może
wystąpić po podaniu pewnych leków, które hamują wzrost bakterii syntetyzujących witaminy lub w
wyniku zaburzeń wpływających na produkcję lub przepływ żółci, która jest niezbędna do
wchłaniania witaminy K w jelitach u noworodków, brak dużych bakterii jelitowych w połączeniu z
brakiem zapasów witaminy K w organizmie może skutkować chorobą krwotoczną noworodka. Jest
to niebezpieczny stan, ponieważ może dojść do krwawienia do narządów krytycznych, takich jak
mózg. Zaburzeniu temu można zapobiec przez podawanie witaminy K dziecku wkrótce po
urodzeniu lub matce podczas porodu.
Stwierdzono, że substancja rozpuszczalna w tłuszczach obecna w zielonych warzywach
liściastych jest potrzebna do krzepnięcia krwi . Są one ogólnie określane
jako filochinony . Witamina K1 nazywana jest filochinonem. Z jego nazwy jasno wynika, że będzie
zawierać trochę chinonu. Jest to pochodna naftochinonu. Ich najważniejszym źródłem jest
escherichia coli, która występuje w jelicie grubym, skąd może być używana. Ponadto ważne jest
spożycie żywności. W rzeczywistości, witamina K bierze udział w syntezie czynnika krzepnięcia II,
znanego jako protrombina. Jest to białko osocza, które jest przekształcane w enzym trombiny
przez działanie enzymów ze zdezintegrowanych płytek i jonów wapnia.
Vitamin F =linoleic acid
Wszystkie niezbędne kwasy tłuszczowe są prostołańcuchowymi węglowodorami, a
linolowy zawiera 18 atomów węgla i dwa wiązania podwójne. Jest to wielonienasycony
kwas tłuszczowy stosowany w biosyntezie, który tworzy lipidowy składnik błon
komórkowych w organizmie.
Niezbędne kwasy tłuszczowe są niezbędne do prawidłowego wzrostu i funkcjonowania
zdrowych komórek. Są one niezbędne do syntezy lipidów tkankowych oraz do życia i
śmierci komórek serca. Te cechy sprawiają, że NNKT są ważne dla zdrowej skóry i
włosów - pomaga utrzymać połysk i siłę we włosach.
W pielęgnacji skóry kwas linolowy zapewnia
wsparcie przeciwzapalne, nawilżające i gojące. Pomaga także zwalczać trądzik, zmiękcza
skórę i utrzymuje ją elastyczną i młodzieńczą. NNKT mogą również ułatwiać penetrację
innych składników aktywnych, takich jak przeciwutleniacze, ze względu na ich zdolność do
przenikania przez barierę skóry.
Niedobory są bardziej prawdopodobne w przypadku kwasów tłuszczowych omega-3 niż
kwasów omega-6, ponieważ kwasy omega-6 są bardziej obfite w nasze źródła
żywności. Niezależnie od tego, niedobór NNKT może powodować suche włosy i skórę,
wypadanie włosów, słabe gojenie się ran i zmniejszoną regenerację komórek.
Gdzie to znaleźć
Witamina F znajduje się w różnych źródłach żywności. Linolein (omega-6) jest
powszechnie spotykany w różnych olejach, takich jak szafran, nasiona winogron, mak, olej
słonecznikowy i konopny ... żeby wymienić tylko kilka. Występuje również w migdałach,
żółtkach jaj i maśle kakaowym. Kwas alfa-linolenowy występuje również w olejach z
nasion, a także w łososiu, emu, lnie, soi, orzechach włoskich, nasionach chia i konopi.
Należy pamiętać, że NNKT są również budulcem zdrowych komórek, co czyni je istotną
częścią każdego schematu zdrowego starzenia się.
66.The blood functions, their characteristic. Biochemistry of blood
cells. Function of leucocytes.
Blood function i reszta w zeszycie
Białe krwinki lub leukocyty są siłą ruchomą lub żołnierzami ciała, ponieważ migrują do
miejsca urazu i infekcji oraz walczą z inwazyjnymi mikrobami. Bronią ciała przed drobnoustrojami
i ich toksynami, tworząc przeciwciała. Ich funkcje to: 1) Oczyszczanie: w miejscu urazu lub zakażenia neutrofile we krwi i monocytach w tkance
pochłaniają zużyte komórki ciała i martwe drobnoustroje, a zatem działają jako padlinożercy.
2) Diapedesis: Neutrofile wykazują ruch ameboidalny. Migrują w kierunku miejsca infekcji,
przeciskają się przez ściany naczyń włosowatych, aby pochłonąć i zabić mikroby.
3) Tworzenie rop: w miejscu zakażenia fagocytuje WBC atakujące mikroorganizmy i martwe
komórki. Gromadzą się one w zakażonym obszarze wraz z wydzieliną osoczową. Zmarłe leukocyty
wraz ze zniszczonymi komórkami tkankowymi, martwymi i żywymi drobnoustrojami i wydzieliną
osocza tworzą ropę.
4) Fagocytoza: Po osiągnięciu miejsca zakażenia, neutrofile i monocyty pochłaniają
drobnoustroje lub ciała obce lub uszkodzone komórki. Nazywa się to fagocytozą. Przez fagocytozę
neutrofile zabijają mikroorganizmy i chronią organizm przed infekcjami.
5) Zapalenie lub reakcja zapalna: Stan zapalny jest obrzękiem spowodowanym w miejscu
urazu. Naczynia krwionośne w tym momencie uwalniają więcej krwi, dzięki czemu stają się
czerwone i gorące. Z powodu nagromadzenia płynu tkankowego obszar pęcznieje. Neutrofile i
makrofagi migrują przez ścianę naczyń włosowatych przez diapedezę i zwalczają inwazyjne
drobnoustroje.
6) Tworzenie przeciwciał: Limfocyty wytwarzają przeciwciała, aby zabić zarazki i
zneutralizować ich toksyny (trucizny wytwarzane przez bakterie).
7) Odporność: Limfocyty wytwarzają również przeciwciała, aby zapewnić długotrwałą odporność
na niektóre choroby.
67.The blood functions, their characteristic. Biochemistry of
blood cells. Function of monocytes.
Krew jest tkanką krążącą złożoną z płynu, osocza i komórek. Komórkowymi składnikami krwi są
erytrocyty (czerwone krwinki lub krwinki czerwone), leukocyty (białe krwinki lub krwinki białe) i
trombocyty (płytki krwi). Pod względem objętości krwinki czerwone stanowią około 45% krwi
pełnej, osocze około 54,3%, a krwinki białe około 0,7%. Płytki krwi stanowią mniej niż 1%. Chociaż
składa się z komórek zawieszonych w płynie, krew jest nadal uważana za tkankę, ponieważ
technicznie jest to rodzaj macierzy zewnątrzkomórkowej.
Krew umożliwia transport komórek i cząsteczek między częściami ciała. Tlen, dwutlenek węgla i
glukoza należą do najważniejszych cząsteczek transportowanych we krwi. Komórki krwi są
niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu metabolicznego i odpornościowego.
Blood cells jak i funkcje monocytów -opisane w zeszycie
68.Respiratory function of erythrocytes. Structure and biological
role of hemoglobin. Types of hemoglobin.
Czerwone krwinki mają unikalną strukturę. Ich elastyczny kształt dysku pomaga zwiększyć stosunek
powierzchni do objętości tych niezwykle małych komórek . Umożliwia to łatwiejsze przenikanie tlenu i
dwutlenku węgla przez błonę plazmatyczną krwinek czerwonych . Czerwone krwinki zawierają ogromne
ilości białka zwanego hemoglobiną . Ta zawierająca żelazo cząsteczka wiąże tlen, ponieważ cząsteczki tlenu
przedostają się do naczyń krwionośnych w płucach. Hemoglobina jest również odpowiedzialna za
charakterystyczny czerwony kolor krwi. W przeciwieństwie do innych komórek ciała dojrzałe krwinki
czerwone nie zawierają jądra , mitochondriów ani rybosomów. Brak tych struktur komórkowych pozostawia
miejsce dla setek milionów cząsteczek hemoglobiny znalezionych w czerwonych krwinkach. Mutacja w
hemoglobiny genie może prowadzić do rozwoju komórek sierpowatych i prowadzić do zaburzenia
sierpowatą.
Wymiana gazowa jest podstawową funkcją czerwonych krwinek. Proces, w którym organizmy
wymieniają gazy między komórkami swojego ciała a środowiskiem, nazywany
jest oddychaniem . Tlen i dwutlenek węgla są transportowane przez organizm za
pośrednictwem układu sercowo-naczyniowego . Gdy serce krąży krwią, krew pozbawiona tlenu
powracająca do serca jest pompowana do płuc. Tlen jest uzyskiwany w wyniku aktywności układu
oddechowego .
W płucach tętnice płucne tworzą mniejsze naczynia krwionośne zwane tętniczkami. Arteriole
kierują przepływ krwi do naczyń włosowatych otaczających pęcherzyki płucne. Pęcherzyki to
oddechowe powierzchnie płuc. Tlen dyfunduje przez cienki śródbłonek pęcherzyków
pęcherzykowych do krwi w otaczających naczyniach włosowatych. Cząsteczki hemoglobiny w
czerwonych krwinkach uwalniają dwutlenek węgla pobrany z tkanek ciała i nasycają się
tlenem. Dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do pęcherzyków płucnych, gdzie jest wydalany przez
wydech. Bogata w tlen krew wraca do serca i pompowana do reszty ciała. Ponieważ krew dociera
do tkanek układowychtlen dyfunduje z krwi do otaczających komórek. Dwutlenek węgla powstały w
wyniku oddychania komórkowegodyfunduje z płynu śródmiąższowego otaczającego komórki ciała
do krwi. Gdy we krwi, dwutlenek węgla jest związany przez hemoglobinę i wraca do serca
poprzez cykl serca .
69.Structure and biological role of hemoglobin. Types of
hemoglobin. Pathological hemoglobin’s. Derivatives of
hemoglobin, conditions of their appearance.
Hemoglobina - struktura i funkcja
•
Hemoglobina znajduje się w krwinkach czerwonych i skutecznie przenosi tlen z płuc do
tkanek w ciele. Wspomaga także transport jonów wodorowych i dwutlenku węgla z
powrotem do płuc. Hemoglobina jest zdolna do wiązania się z tlenem (O 2 ) i gazowym
tlenkiem azotu (NO). Gdy czerwone krwinki przechodzą przez złogi naczyń włosowatych
skrzeli (w rybach), płuca lub inny rodzaj narządu oddechowego, dochodzi do dyfuzji tlenu
do erytrocytów i hemoglobina kończy się wiązaniem do NO i O 2 .
•
Dyfuzja tlenu do komórek organizmu następuje, gdy hemoglobina uwalnia swoją
zawartość w naczyniach włosowatych. Ściany kapilar są rozluźnione przez NO, aby
umożliwić ekspansję, co ułatwia transport tlenu do komórek.
•
Hemoglobina składa się z czterech podjednostek, z których każda zawiera kofaktor znany
jako grupa hemowa obejmująca centrum atomu żelaza. Głównym składnikiem wiążącym
się z tlenem jest żelazo. Stąd każda cząsteczka hemoglobiny jest zdolna do przenoszenia
czterech cząsteczek tlenu.
•
Aby skutecznie transportować tlen, korporacja między czterema podjednostkami w
cząsteczce hemoglobiny staje się obowiązkowa. W rzeczywistości wszystkie cztery
podjednostki wiążą się razem z tlenem. Gdy tlen zostaje związany z jednym miejscem
wśród czterech podjednostek, zwiększa to również prawdopodobieństwo, że inne
pozostałe miejsca zostaną związane z tlenem. Rola hemoglobiny w przenoszeniu tlenu
przez krew z płuc do tkanek jest uważana za kluczową dla przeżycia.
•
Gdy stężenie tlenu staje się niskie, hemoglobina wykazuje niskie powinowactwo do
tlenu. Ma to duży wpływ na nasze ciało i skutecznie pomogło nam w adaptacji. Niższe
stężenia i niższe powinowactwo oznaczają, że kiedy wypracowujemy, zaopatrzenie
naszego organizmu w tlen staje się mniejsze. Ponieważ hemoglobina wykazuje mniejsze
powinowactwo do tlenu, może łatwo zrzucić tlen na ludzkie tkanki. Zapewnia to dobre
zaopatrzenie w tlen w sytuacji zależnej od tlenu.
•
Hemoglobina wykazuje wyższe powinowactwo do tlenu, gdy stężenie tlenu jest wysokie, a
zatem nie będzie uwalniać tlenu, gdy nie jest wymagane. Jest to inteligentny i złożony
system ewoluujący w celu utrzymania hemoglobiny jako znaczącej cząsteczki biologicznej
przez długi okres czasu.
•
Mioglobina, również białko, służy do przechowywania tlenu w mięśniach. Powinowactwo
mioglobiny do tlenu jest nieco wyższe niż hemoglobiny, szczególnie na niższych
poziomach. Wynika to z faktu, że mioglobina ma prostsze zadanie niż hemoglobina, która
ma przechowywać i uwalniać tlen do mięśni, podczas gdy hemoglobina jest również
odpowiedzialna za przenoszenie i uwalnianie tlenu w odpowiednich miejscach.
•
Podobnie jak wszystkie inne białka, hemoglobina jest kodowana przez DNA. Mutacje i
zmiany w hemoglobinie powodują kilka chorób związanych z krwią, takich jak anemia
sierpowata, choroba, w której struktura komórki ulega zniekształceniu i nie ma zdolności
do przenoszenia dużej ilości tlenu w wymagany sposób, jak normalne komórki
krwi. Oznacza to leżącą u podstaw koncepcję związaną ze strukturą biochemii: struktura
określa funkcję.
•
Stan niedokrwistości sierpowatokrwinkowej pokazuje, dlaczego i jak rozwijają się
choroby. Gen niedokrwistości sierpowatej chroni przed malarią. W krajach dotkniętych
malarią więcej niż średnia liczba osób nosi gen anemii sierpowatej. Forma
heterozygotyczna jest najbezpieczniejsza, ponieważ zapobiega rozwojowi niedokrwistości
sierpowatokrwinkowej, jednocześnie zapobiegając malarii. Homozygotyczna postać
spowodowałaby chorobę u malarii lub anemii sierpowatej. To jest powód, dla którego są
osoby wyższe niż średnia liczba z heterozygotyczną postacią niedokrwistości
sierpowatokrwinkowej na obszarach z malarią. Jest to również powód, dla którego
choroba nadal żyje. Natura wybiera stan nośnika.
Rola:
Rola hemoglobiny jest raczej podobna do roli kierowcy ciężarówki dostawczej. Dzieje się tak,
ponieważ hemoglobina ładuje tlen, transportuje tlen, a następnie ostatecznie rozładowuje tlen.
Proces, w którym hemoglobina ładuje tlen, nazywany jest procesem asocjacji, a dzieje się to w
regionach o wysokim stężeniu tlenu - w płucach. Tutaj tlen i hemoglobina łączą tworząc
oksyhemoglobinę.
Proces, w którym hemoglobina rozładowuje tlen, nazywany jest dysocjacją i występuje w
regionach o niskim stężeniu tlenu - w tkankach. Tutaj oksyhemoglobina rozpada się z powrotem na
tlen i hemoglobinę.
Dlatego odwracalną reakcję można podsumować równaniem:
Tlen + Hemoglobina ⇌ Oxyhaemoglobin
Struktura:
Hemoglobina jest dużą cząsteczką białka złożoną wokół czterech atomów żelaza i ma strukturę
czwartorzędową. Czwartorzędowa struktura polega na tym, że dwa lub więcej łańcuchów
polipeptydowych łączy się ze względu na wiązania chemiczne, które mogą być wiązaniami
jonowymi, kowalencyjnymi lub wodorowymi.
W przypadku hemoglobiny istnieją cztery łańcuchy polipeptydowe. Każdy z tych łańcuchów
polipeptydowych zawiera grupę hemową, która jest zdolna do wiązania się z jedną cząsteczką
tlenu. Dlatego cztery cząsteczki tlenu mogą być transportowane przez każdą cząsteczkę
hemoglobiny. W każdej czerwonej komórce krwi znajduje się około 270 milionów cząsteczek
hemoglobiny, a zatem każda czerwona krwinka może przenosić około 1080 milionów cząsteczek
tlenu!
Rodzaje hemoglobiny:
W życiu człowieka istnieje siedem rodzajów cząsteczek hemoglobiny. Cztery, gdy jesteś
embrionem, jeden, gdy rozwijasz się w płód, a potem jako dorosły, masz dwa.
Embryonic Hemoglobin:
Najczęstszą postacią hemoglobiny w największym zarodku jest hemoglobina Gower I (ζ 2 ε 2 ).
Cztery łańcuchy polipeptydowe tworzące ten typ hemoglobiny to dwa łańcuchy zeta i dwa łańcuchy
epsilon.
Pozostałe trzy formy hemoglobiny są obecne na znacznie niższych poziomach i są:
•
•
•
Hemoglobina Gower II (α 2 ε 2 ) - składa się z dwóch łańcuchów alfa i dwóch łańcuchów
epsilon.
Hemoglobina Portland I (ζ 2 γ 2 ) - składa się z dwóch polipeptydów zeta i dwóch gamma.
Hemoglobina Portland II (ζ 2 β 2 ) - wykonana z dwóch łańcuchów zeta i dwóch beta
polipeptydów.
Hemoglobina płodowa:
Gdy zarodek przekształci się w płód i cztery rodzaje zarodkowych cząsteczek hemoglobiny znikną,
zostają one zastąpione przez hemoglobinę F (α 2 γ 2 )
Ten rodzaj hemoglobiny jest stosowany ze względu na to, że ma większe powinowactwo do tlenu
niż hemoglobina dorosłych. Dlatego rosnący płód jest w stanie wziąć tlen matki, który jest w jej
krwiobiegu.
Hemoglobina dla dorosłych:
Hemoglobina F pozostaje we krwi dziecka, dopóki nie osiągnie wieku około sześciu miesięcy, a
następnie prawie cała jej część zostaje zastąpiona hemoglobiną dla dorosłych.
Dwa rodzaje hemoglobiny dorosłych to:
•
Hemoglobina A (α 2 β 2 ) - ma dwa łańcuchy alfa i dwa łańcuchy beta
•
Hemoglobina A 2 (α 2 δ 2 ) - ma dwa polipeptydy alfa i dwa polipeptydy delta.
Pozostała także niewielka ilość hemoglobiny F.
Hemoglobina A jest najbardziej rozpowszechniona, ponieważ stanowi około 97% hemoglobiny u
dorosłych
Many pathological situations involve abnormal levels of hemolysis and high levels of extracellular
Hb. Below, five groups of such pathological conditions, diseases and iatrogenic conditions :
1) Various hemolytic anemias, including inherited RBC dysfunctions and deficiencies, autoimmune
tranfusion reactions and mechanical RBC disruption.
2)
2) Preeclampsia is a pregnancy disease shown to be associated with elevated levels of fetal Hb (HbF),
leaking from fetus to mother.
3)
3) Intraventricular hemorrhage and subarachnoidal bleeding results in locally high concentrations of free
Hb in cerebral cavities and these conditions are associated with severe cerebral damage and
dysfunctions.
4) 4) Chronic leg ulcers are inflammatory conditions that involve dermal and epidermal extravascularization
of RBCs and hemolysis.
5)
5) Massive amounts of cell-free Hb in the bloodstream are also found during clinical administration of
"artificial blood components", i.e. Hb-based oxygen carriers, employed for treatment of blood-loss after
trauma, etc.
Efekty patologiczne związane z reakcjami utleniającymi hemoglobiny
Próbując ocenić patologiczne efekty reakcji utleniających z udziałem zewnątrzkomórkowego Hb,
pierwszym obszarem, na który należy spojrzeć, są wpływ na lipoproteiny osocza i układ
naczyniowy, z którym Hb ma bezpośredni kontakt.
Lipoproteiny i naczynia krwionośne
Uważa się, że utlenianie lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) odgrywa ważną rolę w inicjowaniu
miażdżycy. Utlenianie LDL jest wywoływane przez pobieranie hemu przez LDL. Donoszono, że
LDL, który jest wysoce hydrofobowy, jest w stanie konkurować z hemopeksyną i albuminą o wolny
hem, z 80% hemu dodawanego do osocza natychmiast przyjmowanego przez lipoproteiny. Reakcje
utleniania LDL obejmują niskie poziomy wodoronadtlenków lipidowych lub utleniaczy, co
prowadzi do degradacji oksydacyjnej hemu i uwalniania żelaza hemowego . Uważa się, że to wolne
żelazo powoduje przyspieszone utlenianie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i innych
składników LDL.
Zwiększone uwalnianie hemu i wolnego żelaza dzięki interakcji płytki z RBC dodatkowo wzmacnia
utlenianie składników płytki, co powoduje reakcje cytotoksyczne wpływające na śródbłonek.
Połączone działanie oksydacyjne zarówno metHb, oksyferrylHb, jak i wolnego hemu zwiększa
utlenianie lipidów płytki nazębnej, podczas gdy prozapalne działanie oksyferrylu Hb wyzwala
cytotoksyczność śródbłonkową. Łącznie procesy te odgrywają znaczącą rolę w patologii związanej z
miażdżycą.
Niewydolność nerek
Oprócz reakcji utleniających obejmujących lipoproteiny i układ naczyniowy, zaburzenia czynności
nerek są główną patologią wynikającą z reakcji oksydacyjnych związanych z zewnątrzkomórkowym
Hb. Ta patologia jest wywoływana przez wychwyt dimerów Hb przez kłębuszki nerkowe. Dimery
Hb powstają z zewnątrzkomórkowego Hb z powodu dysocjacji tetramerycznego Hb w dimery przy
zmniejszonym stężeniu Hb w osoczu.
Zmniejszona masa cząsteczkowa dimerów Hb (32 kD zamiast 64-kD) ułatwia ich przenoszenie do
tkanek. Jednak absorpcja dimerów Hb jest najbardziej widoczna w nerkach, które mają usuwać
wolny Hb z krążenia.
Jak omówiono powyżej, rozległy układ przeciwutleniający RBC poważnie ogranicza reakcje
utleniające obejmujące wewnątrzkomórkowe Hb. Zdolność antyoksydacyjna osocza jest znacznie
mniejsza w stosunku do zdolności RBC. Niemniej jednak, zdolność redukująca kwasu
askorbinowego i moczanu w osoczu powoduje stosunkowo niski poziom utlenionego Hb w
osoczu. Dimery Hb ulegają translokacji do nerki, doświadczają znacznie ostrzejszego środowiska
oksydacyjnego, na co wskazują wysokie poziomy metHb w moczu, gdy obecna jest podwyższona Hb
wolna od komórek. Zwiększone utlenianie Hb w nerkach powoduje również późniejsze uwalnianie
wolnego hemu. Wolny hem w nerkach, jak również w innych narządach, indukuje oksygenazę
hemową-1, która przekształca hem w bilirubinę dzięki aktywności przeciwutleniającej. Nadmiar
hemu w nerkach oraz innych narządach i tkankach wywołuje szereg efektów cytotoksycznych.
Hydrofobowy hem w błonach komórkowych może utleniać lipidy, denaturować białka i zaburzać
integralność przyłączonego cytoszkieletu. Hem może utleniać denaturować DNA i osłabiać
aktywność enzymów cytozolowych, w tym dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej i reduktazy
glutationowej. Hem może także aktywować enzymy uszkadzające komórki, takie jak kaspazy. Heme
wpływa na funkcję mitochondriów z początkowym wzrostem oddychania, po którym następuje
zmniejszenie i ostateczne zaprzestanie konsumpcji tlenu.
Inne toksyczne efekty spowodowane reakcjami utleniającymi hemoglobiny
Podczas gdy te efekty są na ogół najbardziej widoczne w nerkach, które odgrywają główną rolę w
usuwaniu pozakomórkowego Hb z organizmu, podobne afekty obserwuje się w innych tkankach,
gdzie Hb jest przemieszczany z osocza do tkanek i wystawiony na zwiększone warunki
utleniania. Wykazano, że prozapalne działanie wolnego hemu indukuje zwiększoną regulację
cząsteczek przylegających w innych narządach, w tym jelicie, wątrobie i trzustce. Ta zwiększona
adherencja powoduje rekrutację leukocytów i zwiększoną przepuszczalność naczyń.
Efekty te są szczególnie istotne w tkankach chorych i objętych stanem zapalnym lub po urazie
niedokrwiennym, gdy w tkance obecne są inne utleniacze. Wykazano również, że działanie
prozapalne Heme indukuje zaprogramowaną martwicę makrofagów i bierze udział w krwotoku
śródmózgowym. Wykazano również, że wolny hem wytrąca ciężką malarię, a zwłaszcza malarię
mózgową. Jest to związane z zaburzeniem bariery krew-mózg i adhezją zakażonych RBC do
śródbłonka mikronaczyniowego mózgu. Źródła fizjologiczne dla hemoglobiny wolnej od komórek
W normalnych warunkach minimalna liza erytrocytów występuje przed usunięciem komórek z
obiegu. Poziom wolnego od komórek Hb w krążeniu jest zatem minimalny. Zwiększone poziomy
pozakomórkowej Hb pojawiają się, gdy szybkość lizy RBC wzrasta, a usuwanie
zewnątrzkomórkowego Hb z krążenia jest wolniejsze niż wytwarzanie dodatkowego Hb z lizy
komórek.
Chory szpik kostny może wytwarzać nieprawidłowe czerwone krwinki. Te komórki mogą mieć
nieregularny rozmiar (zbyt duży lub zbyt mały) lub kształt (sierpowaty). Niedokrwistość jest
stanem charakteryzującym się brakiem wytwarzania nowych lub zdrowych krwinek
czerwonych. Oznacza to, że nie ma wystarczającej liczby czerwonych krwinek, aby przenosić tlen do
komórek ciała. W rezultacie osoby z niedokrwistością mogą odczuwać zmęczenie, zawroty głowy,
duszność lub kołatanie serca. Przyczyny niedokrwistości obejmują nagłą lub przewlekłą utratę krwi,
niedostateczną produkcję czerwonych krwinek i zniszczenie czerwonych krwinek.
Rodzaje niedokrwistości obejmują:
Niedokrwistość aplastyczna: rzadki stan, w którym szpik kostny wytwarza
niewystarczającą liczbę nowych komórek krwi z powodu uszkodzenia komórek
macierzystych. Rozwój tego stanu jest związany z wieloma różnymi czynnikami, w tym
ciążą, narażeniem na toksyczne substancje chemiczne, działaniem niepożądanym
niektórych leków i niektórymi zakażeniami wirusowymi (HIV, zapalenie wątroby lub wirus
Epsteina-Barra).
Niedokrwistość z niedoboru żelaza: Brak żelaza w organizmie powoduje
niewystarczającą produkcję krwinek czerwonych. Przyczyny obejmują nagłą utratę krwi,
miesiączkę i niewystarczające spożycie żelaza lub wchłanianie z pożywienia.
Anemia sierpowata: To dziedziczne zaburzenie jest spowodowane mutacją w genie
hemoglobiny, która powoduje, że czerwone krwinki przybierają sierpowaty kształt.
Te nieprawidłowo ukształtowane komórki utknęły w naczyniach krwionośnych, blokując normalny
przepływ krwi.
Niedokrwistość normocytowa: stan ten wynika z braku produkcji czerwonych
krwinek. Wytwarzane komórki mają jednak normalny rozmiar i kształt. Stan ten może
wynikać z choroby nerek, dysfunkcji szpiku kostnego lub innych chorób przewlekłych.
Niedokrwistość hemolityczna: Czerwone krwinki są przedwcześnie niszczone,
zazwyczaj w wyniku zakażenia, choroby autoimmunologicznej lub raka krwi .
70.The total contents of proteins in blood plasma.The main
proteins of blood plasma. Causes and consequences of
hyperproteinemia and hypoproteinemia
Białka surowicy lub osocza są głównie syntetyzowane w wątrobie; mniejszy procent ze względu na
immunoglobuliny jest wytwarzany przez limfocyty i komórki plazmatyczne. Całkowite białko składa się z
albuminy, globulin i fibrynogenu (tylko w osoczu). Białka kontrolują ciśnienie onkotyczne, transportują
substancje (hemoglobinę, lipidy, wapń) i promują zapalenie i kaskadę dopełniacza. Zmiany całkowitego
poziomu białka wynikają głównie ze zmian stężenia albumin.
Funkcjonować
Ponieważ plazma tworzy płynną bazę krwi, funkcje wykonywane przez plazmę i krew nakładają
się. Mnogość funkcji obejmuje:
•
Koagulacja : Fibrynogen odgrywa główną rolę w krzepnięciu krwi wraz z innymi
prokoagulantami, takimi jak trombina i czynnik X.
•
Obrona : Immunoglobuliny i przeciwciała w osoczu odgrywają ważną rolę w obronie
organizmu przed bakteriami, wirusami, grzybami i pasożytami.
•
Utrzymanie ciśnienia osmotycznego : Koloidalne ciśnienie osmotyczne jest utrzymywane na
poziomie około 25 mmHg przez białka osocza, takie jak albumina.
•
Odżywianie : Transport substancji odżywczych, takich jak glukoza, aminokwasy, lipidy i
witaminy wchłaniane z przewodu pokarmowego do różnych części ciała jako źródło paliwa dla
wzrostu i rozwoju.
•
Oddychanie : Transport gazów oddechowych, tj. Przenoszenie tlenu do różnych narządów i
przenoszenie dwutlenku węgla z powrotem do płuc w celu wydalenia.
•
Wydalanie : Krew usuwa odpady azotowe wytwarzane po metabolizmie komórkowym i
transportuje je do nerek, płuc i skóry w celu wydalenia.
•
Hormony : hormony są uwalniane do krwi i transportowane do organów docelowych.
•
Regulacja równowagi kwasowo-zasadowej: białka osocza przyczyniają się do równowagi
kwasowo-zasadowej poprzez ich działanie buforujące.
•
Regulacja temperatury ciała : Jest utrzymywana dzięki równowadze między utratą ciepła a
zyskiem ciepła w ciele.
•
Rola w szybkości sedymentacji erytrocytów (ESR) : fibrynogen, reagent ostrej fazy, zwiększa
się w ostrych stanach zapalnych i przyczynia się do wzrostu ESR, który jest
wykorzystywany jako narzędzie diagnostyczne i prognostyczne.
Techniki wykrywania białek
Najszerzej stosowaną metodą pomiaru białka w surowicy jest reakcja biuretu. Zasada tej reakcji
polega na tym, że białka surowicy reagują z siarczanem miedzi w wodorotlenku sodu, tworząc
fioletowy kompleks „biuretu”. Intensywność koloru fioletowego jest proporcjonalna do stężenia
białka.
Albumina jest zwykle mierzona techniką wiązania barwników, która wykorzystuje zdolność
albuminy do tworzenia stabilnego kompleksu z zielonym barwnikiem
bromokrezolowym. Kompleks BCG-albumina absorbuje światło o innej długości fali od
niezwiązanego barwnika. Ta metoda może przeceniać albuminę przez wiązanie z innymi
białkami. Całkowitą frakcję globulin określa się na ogół przez odjęcie albuminy od białka
całkowitego.
Elektroforeza jest najczęstszym sposobem dalszego frakcjonowania białek surowicy. W tym
procesie roztwory białek w odpowiednich buforowanych rozpuszczalnikach umieszcza się na
podłożu takim jak bloki papieru lub skrobi i wystawia na działanie prądu elektrycznego. Różnice
w ich ładunku elektrycznym powodują migrację składników białkowych z różną szybkością w
kierunku anody lub katody.
Immunoelektroforeza jest stosowana do oceny wzrostu frakcji gamma. Specyficzne surowice
odpornościowe dla każdego typu immunoglobuliny stosuje się do określenia, czy wzrost jest
monoklonalny (tj. Składa się z jednego typu immunoglobuliny) lub poliklonalny (tj. Ze względu
na wzrost liczby wielu różnych immunoglobulin).
Hipoproteinemia jest stanem, w którym występuje nienormalnie niski
poziom białka we krwi . Istnieje kilka przyczyn, które powodują obrzęk, gdy poziom białka w
surowicy spada poniżej pewnego progu. [1]
Przyczyny
1.
2.
3.
4.
5.
Hipoproteinemia żywieniowa wynika z poważnego ograniczenia spożycia białka w
diecie. Przykładem hipoproteinemii żywieniowej jest Kwashiorkor , rodzaj
niedożywienia energetycznego białek dotykającego małe dzieci.
Złe wchłanianie
Choroba wątroby może również powodować hipoproteinemię poprzez zmniejszenie
syntezy białek osocza, takich jak albumina.
Choroba nerek, taka jak zespół nerczycowy, może również powodować
hipoproteinemię, ponieważ białka osocza są tracone w moczu.
Sepsa (zakażenie całego ciała) - makrofagi aktywowane w wątrobie i śledzionie
wydzielają TNF-alfado krwiobiegu, co powoduje hipoproteinemię.
Patofizjologia
Zmniejszone białko surowicy zmniejsza ciśnienie osmotyczne krwi, co prowadzi do utraty
płynu z przedziału wewnątrznaczyniowego lub naczyń krwionośnych do tkanek
śródmiąższowych, co powoduje obrzęk. Jest to określane jako hipoproteinemia.
Diagnoza
Hipoproteinemia jest często potwierdzana przez badanie poziomu albuminy w surowicy i
całkowitego poziomu białka
Hiperproteinemia to nienormalnie duże stężenie białka we krwi krążącej.
Twoja krew zawiera pewną ilość białka, które pomaga regulować różne funkcje organizmu,
zwalczać infekcje i ułatwiać reakcje chemiczne w organizmie. Dla normalnej zdrowej osoby
białko we krwi zwykle spada między 6,0 gramów na decylitr (g / dl) a 8,3 g / dl. Jednak w
przypadku poważnego stanu zdrowia poziom białka we krwi będzie niezwykle
wysoki. Wykonaj test białkowy, aby dowiedzieć się, czy istnieje poważny problem zdrowotny,
który musisz natychmiast leczyć!
Medycznie za dużo białka we krwi określa się jako hiperprotinemię.
PRZYCZYNY HIPERPROTEINII
Możliwe przyczyny wysokiego stężenia białka we krwi to:
•
Zaburzenie szpiku kostnego
•
Szpiczak mnogi
•
Amyloidoza
•
Gammopatia monoklonalna o nieokreślonym znaczeniu
•
Przewlekłe stany zapalne
•
HIV / AIDS
•
Odwodnienie (które może spowodować, że białka krwi wydają się
fałszywie podwyższone)
Dieta wysokobiałkowa nie powoduje wysokiego stężenia białka we krwi.
OBJAWY WYSOKIEGO BIAŁKA W KRWI
Albumina i globulina to dwa główne rodzaje białek surowicy obecnych we
krwi. Witaminy, minerały, lipidy i hormony są transportowane do organizmu przez
te białka. Milion rzeczy zajmuje twój umysł i sprawia, że jesteś zajęty przez cały
dzień. Aby zachować zdrowie, ważne jest jednak, aby zwracać uwagę na prawie
niepozorne zmiany cielesne. Najlepiej jest natychmiast skonsultować się z
lekarzem, w przypadku regularnych ataków:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Utrata apetytu
Biegunka
Zawroty głowy
Spadek ciśnienia krwi
Gorączka
Nudności
Drętwienie lub mrowienie w palcach u rąk lub nóg
Poważne zmęczenie
Niewyjaśniona utrata masy ciała
71.Albumins: content in blood plasma, physical and chemical
properties.Functions of albumins.
Albumines to kuliste, rozpuszczalne w wodzie białko. Prekursor, preproalbuminę, wytwarza się
w wątrobie, a następnie modyfikuje w organelli znanej jako aparat Golgiego do ostatecznej
postaci przed wyeksportowaniem do krwi. Tam pełni rolę taksówkarza , wiążącego i
przenoszącego substancje wokół ciała. Dostarcza kwasy tłuszczowe, kluczowy magazyn energii, do
naszych komórek, a także hormonów, metabolitów i leków. Jego fizyczna struktura obejmuje
duże, stabilne szczeliny, które umożliwiają transport cząsteczek o niskiej rozpuszczalności w
wodzie, izolując elementy hydrofobowe z surowicy na bazie wody, przez którą przepływa.
Albuminy są również istotne w regulacji ilości krwi przepływającej przez nasze żyły, utrzymując
coś, co nazywa się ciśnieniem onkotycznym. Jest to forma ciśnienia osmotycznego we krwi, która
wciąga wodę do osocza z otaczających ją komórek, ponieważ krew jest tak pełna związków, które
mogą spowodować zmianę potencjału osmotycznego - albumina pomaga w stabilizacji tego.
Albumina zawiera 75-80% normalnego ciśnienia koloidalnego osocza i 50% zawartości
białka. Gdy białka osocza, zwłaszcza albumina, nie utrzymują wystarczającego ciśnienia
osmotycznego koloidu w celu zrównoważenia ciśnienia hydrostatycznego, rozwija się
obrzęk. Chociaż głównie w przestrzeni wewnątrznaczyniowej, albumina pełni ważną
funkcję w transporcie przez tkanki śródmiąższowe i limfatyczne.
Albumina transportuje różne substancje, w tym bilirubinę, kwasy tłuszczowe, metale,
jony, hormony i leki egzogenne. Jedną z konsekwencji hipoalbuminemii jest to, że leki,
które zwykle wiążą się z białkami, są wolne w osoczu, co pozwala na wyższe poziomy
leku, szybszy metabolizm wątrobowy lub oba.
Wartości w surowicy odniesienia wahają się od 3,5-4,5 g / dL, o całkowitej zawartości
ciała 300-500 g. Synteza zachodzi tylko w komórkach wątroby w tempie około 15 g / d u
osoby zdrowej, ale szybkość może się znacznie różnić w zależności od różnych typów
stresu fizjologicznego. Okres półtrwania albuminy wynosi około 21 dni, z szybkością
degradacji około 4% dziennie.
Hipoalbuminemia jest częstym problemem wśród osób z ostrymi i przewlekłymi
chorobami. W momencie przyjęcia do szpitala 20% pacjentów miało
hipoalbuminemię. Hipoalbuminemia może być spowodowana różnymi stanami, w
tym zespołem nerczycowym , marskością wątroby, niewydolnością serca i
niedożywieniem; jednak większość przypadków hipoalbuminemii jest spowodowana
ostrymi i przewlekłymi reakcjami zapalnymi.
Albumina stanowi ponad połowę całkowitego białka obecnego w surowicy. Około 30 do 40%
całkowitej puli albuminy w organizmie znajduje się w przedziale wewnątrznaczyniowym. Pozostała
część jest pozanaczyniowa i znajduje się w przestrzeniach śródmiąższowych, głównie mięśni i
skóry. Albumina występuje także w niewielkich ilościach w różnych płynach tkankowych, takich
jak pot, łzy, sok żołądkowy i żółć.
Albumina nie dyfunduje swobodnie przez nienaruszony śródbłonek naczyniowy. Zatem jest to
główne białko zapewniające krytyczne osmotyczne lub onkotyczne ciśnienie koloidu, które reguluje
przepływ wody i dyfuzyjnych substancji rozpuszczonych przez naczynia włosowate. Albumina
odpowiada za 70% koloidalnego ciśnienia osmotycznego. Wywiera większą siłę osmotyczną, niż
można to wyjaśnić wyłącznie na podstawie liczby cząsteczek rozpuszczonych w osoczu, iz tego
powodu nie można go całkowicie zastąpić obojętnymi substancjami, takimi jak dekstran. Powodem
jest to, że albumina ma ładunek ujemny przy normalnym pH krwi i przyciąga i zatrzymuje kationy,
zwłaszcza Na + w przedziale naczyniowym. Nazywa się to efektem Gibbsa-Donnana . Albumina
wiąże również niewielką liczbę Cl -jony, które zwiększają jej ładunek ujemny i zdolność do
zatrzymywania jonów Na + wewnątrz naczyń włosowatych. Ta zwiększona siła osmotyczna
powoduje, że ciśnienie osmotyczne koloidu jest o 50% większe niż w przypadku samego stężenia
białka.
Albumina służy do transportu bilirubiny, hormonów, metali, witamin i leków. Ma ważną rolę w
metabolizmie tłuszczów poprzez wiązanie kwasów tłuszczowych i utrzymywanie ich w
rozpuszczalnej postaci w osoczu. Jest to jeden z powodów, dla których hiperlipemia występuje w
sytuacjach klinicznych hipoalbuminemii. Wiązanie hormonów przez albuminę reguluje ilość
wolnego hormonu dostępnego w dowolnym momencie. Ze względu na ładunek ujemny albumina
jest również w stanie dostarczyć niektóre aniony potrzebne do zrównoważenia kationów plazmy.
Albumina jest syntetyzowana w wątrobie. Szybkość syntezy jest stała u normalnych osobników w
dawce 150 do 250 mg / kg / dobę, co powoduje wytwarzanie 10 do 18 g albuminy dziennie u
mężczyzny o masie ciała 70 kg. Wątroba wytwarza albuminę w mniej niż połowie jej
pojemności. Główne czynniki wpływające na syntezę albuminy obejmują odżywianie białek i
aminokwasów, koloidalne ciśnienie osmotyczne, działanie niektórych hormonów i stany
chorobowe. Post lub dieta z niedoborem białka powodują zmniejszenie syntezy albuminy, dopóki
utrzymywany jest stan niedoboru. U normalnego osobnika wątroba zwiększa syntezę albuminy w
odpowiedzi na zwiększoną dostępność aminokwasów dostarczanych przez krew wrotną po każdym
posiłku zawierającym białko. Spadek pozanaczyniowego ciśnienia koloidalnego służy jako bodziec
do syntezy albuminy i uważa się, że działa w wątrobie. Hormon tarczycy, kortykosteroidy, hormon
wzrostu i insulina mogą zwiększać syntezę albuminy.
Główne miejsce degradacji albuminy nie jest znane. Albumina wydaje się być katabolizowana w
miejscach, które są zdolne do szybkiego równoważenia się z krwią. Jest rozkładany na
aminokwasy, które są wykorzystywane do potrzeb energetycznych komórki lub wydzielane do puli
zewnątrzkomórkowych aminokwasów.
72.Globulins: content in blood plasma, physical and chemical
properties.Functions of globulins
Globuliny
Początkowo globuliny brzmią jak coś, czego można by się spodziewać po tobie w
nawiedzonym domu. Ale są dalekie od tego. Jak się nauczysz, w rzeczywistości nie są
przerażające i bardzo korzystne dla naszych ciał. Globuliny są białkami we krwi, które
pomagają chronić organizm.
Nie wszystkie globuliny są jednak podobne! Istnieją trzy główne rodzaje globulin, które
wytwarzane są w różnych częściach ciała, aby pełnić różne funkcje. Przyjrzyjmy się teraz
różnym rodzajom globulin.
Typy
Alfa
Alfa globuliny są białkami krwi wytwarzanymi w wątrobie, które pełnią kilka funkcji w
organizmie. Istnieją dwa rodzaje alfa-globulin, alfa-1 i alfa-2. Różnią się one nieznacznie
strukturą, ale pełnią te same funkcje w ciele. Ich funkcje obejmują przenoszenie
hormonów, cholesterolu i miedzi przez krwiobieg i działanie jako enzym dla pewnych
reakcji chemicznych w organizmie. Alfa globuliny działają również, aby pomóc lub
zapobiec działaniom innych enzymów, takich jak te, które powodują zlepianie się krwi.
Beta
Beta globuliny są białkami krwi. Istnieją globuliny beta-1 i beta-2. Są one bardzo
podobne do alfa globulin, ponieważ są również wytwarzane w wątrobie i mają podobną
strukturę. W rzeczywistości struktura jest tak podobna, że beta globuliny mają podobne
funkcje w organizmie. W krwiobiegu przenoszą lipidy, hormony i cholesterol. Beta
globuliny pomagają również komórkom odpornościowym w uzyskaniu odpowiedzi
immunologicznej na atakujące bakterie, wirusy i pasożyty.
Gamma
Gamma globuliny są białkami krwi wytwarzanymi przez limfocyty i komórki
plazmatyczne układu odpornościowego, gdy potrzebna jest odpowiedź
immunologiczna. Prawie wszystkie globuliny gamma są znane jako immunoglobuliny ,
zwane również przeciwciałami , które są globulinami, które pomagają w odpowiedzi
immunologicznej i odporności. Istnieją trzy główne typy immunoglobulin: IgM, IgG i
IgA. Te immunoglobuliny są wytwarzane w różnych ilościach, gdy są potrzebne do
odpowiedzi immunologicznej na bakterie, wirusy i toksyny.
IgM jest największą z immunoglobulin i wytwarzaną po raz pierwszy, gdy konkretna
bakteria, wirus lub inny antygen zaatakuje organizm. Ma to zasadnicze znaczenie w
rozpoczęciu odpowiedzi immunologicznej w walce z atakującymi bakteriami i
wirusami. IgM jest wytwarzany przez komórki plazmatyczne w śledzionie i węzłach
chłonnych i krąży w krwi i płynach limfatycznych.
IgG jest najliczniejszą z immunoglobulin. Jest wytwarzany również przez komórki
plazmy. Funkcje IgG pomagają układowi odpornościowemu zidentyfikować inwazyjne
bakterie, wirusy i grzyby.
Pomagają również w kaskadzie kroków potrzebnych do pełnej reakcji
immunologicznej. Gdy toksyny dostają się do organizmu, IgG wiąże się z nimi, aby
pomóc zneutralizować toksyny, więc nie mają tak toksycznego wpływu na organizm. Ta
szczególna immunoglobulina znajduje się w każdym płynie w organizmie, co świadczy o
jej znaczeniu.
IgA jest immunoglobuliną, która jest stale produkowana, aby chronić drogi oddechowe i
pokarmowe. Jest także wytwarzany przez komórki plazmatyczne, ale to komórki
plazmatyczne w błonach śluzowych wytwarzają IgA.
IgA występuje głównie w błonach śluzowych dróg oddechowych i pokarmowych, a także
w łzach i ślinie. Znajduje się tylko w małych ilościach we krwi. Ta immunoglobulina
pomaga układowi immunologicznemu zapobiegać przywieraniu bakterii do powierzchni
ciała i przedostawaniu się do krwiobiegu. Pomaga także neutralizować toksyny i
identyfikować inwazyjne bakterie.
Elektroforeza
Wzór wyników elektroforezy białek w surowicy zależy od frakcji dwóch głównych typów
białek: albuminy i globulin. Albumina, główny składnik białkowy surowicy, jest wytwarzana
przez wątrobę w normalnych warunkach fizjologicznych. Globuliny zawierają znacznie
mniejszą część całkowitej zawartości białka w surowicy.
73.Сontent of cholesterol in blood, biological role of cholesterol.
Cholesterol to rodzaj tłuszczu, który jest częścią wszystkich komórek zwierzęcych. Jest
niezbędny w wielu procesach metabolicznych organizmu, w tym w wytwarzaniu
hormonów, żółci i witaminy D. Nie ma jednak potrzeby spożywania pokarmów bogatych
w cholesterol. Ciało jest bardzo dobre w produkcji własnego cholesterolu - nie musisz mu
pomagać.
Cholesterol jest ważny
Cholesterol jest wytwarzany przez wątrobę, a także wytwarzany przez większość
komórek w organizmie. Krążą we krwi małe „kurierzy” zwane
lipoproteinami. Potrzebujemy niewielkiej ilości cholesterolu we krwi, ponieważ organizm
używa go do:
•
budować strukturę błon komórkowych
•
wytwarzaj hormony, takie jak estrogen, testosteron i hormony nadnerczy
•
Pomóż swojemu metabolizmowi wydajnie pracować, na przykład cholesterol jest
niezbędny dla organizmu do produkcji witaminy D
•
wytwarzają kwasy żółciowe, które pomagają organizmowi trawić tłuszcz i
absorbować ważne składniki odżywcze.
Jak cholesterol porusza się po ciele
Cholesterol jest białą, nierozpuszczalną i woskową substancją. Jest przenoszony wokół
ciała przez dwa kluczowe systemy transportu we krwi, które obejmują:
•
Cholesterol lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) - przenosi większość cholesterolu
dostarczanego do komórek. Nazywany jest „złym” cholesterolem, ponieważ gdy
jego poziom w krwiobiegu jest wysoki, może zapchać tętnice.
•
Cholesterol o wysokiej gęstości lipoprotein (HDL) - nazywany jest „dobrym”
cholesterolem, ponieważ pomaga usunąć nadmiar cholesterolu z komórek, w tym
komórek w tętnicach.
Bezpieczny poziom cholesterolu we krwi
Władze zdrowia zalecają, aby poziom cholesterolu nie był wyższy niż 5,5 mmol na litr, jeśli nie
występują inne czynniki ryzyka. Jeśli istnieją inne czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego, takie
jak palenie tytoniu i wysokie ciśnienie krwi lub istniejąca wcześniej choroba sercowo-naczyniowa
(serca), wówczas celem dla poziomów LDL będzie mniej niż 2 mmol / l. Około połowa dorosłych
Australijczyków ma poziom cholesterolu we krwi powyżej 5 mmol / l. To sprawia, że wysoki
poziom cholesterolu we krwi stanowi poważny problem zdrowotny w Australii.
Skutki wysokiego poziomu cholesterolu
Wątroba jest głównym ośrodkiem przetwarzania cholesterolu i tłuszczu w diecie. Kiedy jemy
tłuszcze zwierzęce, wątroba transportuje tłuszcz wraz z cholesterolem w postaci lipoprotein do
naszego krwiobiegu.
Zbyt dużo cholesterolu krążącego w LDL w naszym krwiobiegu prowadzi do powstawania złogów
tłuszczowych w tętnicach. Powoduje to, że naczynia się zawężają i mogą w końcu zostać
zablokowane. Może to prowadzić do chorób serca i udaru mózgu.
Cholesterol i inne lipidy krążą w krwiobiegu w kilku różnych postaciach. Spośród nich największą
uwagę zwraca lipoproteina o niskiej gęstości - lepiej znana jako LDL lub „zły” cholesterol. Ale
lipoproteiny mają różne kształty i rozmiary, a każdy rodzaj ma swoje własne zadania. Zmieniają się
także z jednej postaci w drugą. Oto pięć głównych typów:
•
Chylomikrony są bardzo dużymi cząstkami, które zawierają głównie triglicerydy (kwasy
tłuszczowe z pożywienia). Są wytwarzane w układzie trawiennym, a więc są pod wpływem
tego, co jesz.
•
Cząsteczki lipoprotein o bardzo niskiej gęstości (VLDL) przenoszą także triglicerydy do
tkanek. Ale są robione przez wątrobę. Gdy komórki organizmu wydobywają kwasy
tłuszczowe z VLDL, cząstki zamieniają się w lipoproteiny o średniej gęstości i, wraz z
dalszą ekstrakcją, w cząstki LDL.
•
Tworzą się cząstki lipoprotein o średniej gęstości (IDL), ponieważ VLDL oddają swoje
kwasy tłuszczowe. Niektóre są szybko usuwane przez wątrobę, a niektóre zmieniają się w
lipoproteiny o niskiej gęstości.
•
Cząsteczki lipoprotein o niskiej gęstości (LDL) są jeszcze bogatsze w czysty cholesterol,
ponieważ większość trójglicerydów, które niosą, zniknęła. LDL jest znany jako „zły”
cholesterol, ponieważ dostarcza cholesterol do tkanek i jest silnie związany z
nagromadzeniem płytki zatykającej tętnice.
•
Cząstki lipoprotein o dużej gęstości (HDL) nazywane są „dobrym” cholesterolem,
ponieważ usuwają cholesterol z krążenia i ze ścian tętnic i zwracają go do wątroby w celu
wydalenia.
74.LDL and HDL as the principal transport forms of cholesterol. The
principle of percentage ratio determination of LDL and HDL in
blood serum, usage of this index in atherosclerosis pathogenesis.
Aby zrozumieć chorobę wieńcową i sposób tworzenia się płytek w naszych
tętnicach (miażdżyca), musimy zrozumieć, że skupienie się tylko na cholesterolu jest
nadmiernym uproszczeniem.
Ponieważ cholesterol jest substancją tłuszczową, nie może mieszać się z wodą i dlatego
nie może samodzielnie podróżować we krwi. Rozwiązaniem tego problemu organizmu
jest związanie cząsteczek tłuszczu z lipoproteinami, które działają jako pojazdy
transportowe przewożące różne rodzaje tłuszczów, takie jak cholesterol, triglicerydy
(TG) i fosfolipidy.
Ważne jest, aby zrozumieć, że to lipoproteiny oddziałują ze ścianą tętnicy i inicjują rozwój
miażdżycy. Cholesterol jest tylko jednym z wielu składników lipoprotein.
Stosunek cholesterolu trójgliceryd / HDL
Przez lata pomiary stężenia cholesterolu we krwi były wykorzystywane do oceny ryzyka
chorób serca.
Jesteśmy intensywnie edukowani na temat roli cholesterolu LDL (LDL-C) , powszechnie
nazywanego złym cholesterolem i cholesterolem HDL (HDL-C) , często nazywanym
dobrym cholesterolem.
Z wielu różnych powodów obniżenie stężenia LDL-C stało się głównym celem
zapobiegania chorobom układu krążenia. Istnieją istotne dowody sugerujące związek
między LDL-C a ryzykiem choroby wieńcowej serca.
Specjaliści medyczni zazwyczaj zalecają środki dotyczące stylu życia, w których niższe
stężenie LDL-C i statyny (leki obniżające poziom cholesterolu) są używane przez miliony
ludzi na całym świecie wyłącznie w celu obniżenia liczby LDL-C.
Jednakże, aby zrozumieć chorobę wieńcową i sposób tworzenia się płytek w naszych
tętnicach (miażdżyca), musimy zrozumieć, że skupienie się tylko na cholesterolu jest
nadmiernym uproszczeniem.
Ponieważ cholesterol jest substancją tłuszczową, nie może mieszać się z wodą i dlatego
nie może samodzielnie podróżować we krwi. Rozwiązaniem tego problemu organizmu
jest związanie cząsteczek tłuszczu z lipoproteinami, które działają jako pojazdy
transportowe przewożące różne rodzaje tłuszczów, takie jak cholesterol, triglicerydy
(TG) i fosfolipidy.
Ważne jest, aby zrozumieć, że to lipoproteiny oddziałują ze ścianą tętnicy i inicjują rozwój
miażdżycy. Cholesterol jest tylko jednym z wielu składników lipoprotein.
Panel lipidowy
Standardowy panel lipidowy obejmuje cholesterol całkowity, LDL-C, HDL-C i TG. Chociaż
LDL-C zazwyczaj przyciąga uwagę, dowody sugerują, że inne aspekty profilu lipidowego
mogą nie być mniej ważne. Na przykład, cholesterol nie-HDL jest silnym markerem
ryzyka, być może ważniejszym niż LDL-C.
Samo poleganie na LDL-C może być mylące . Na przykład osoby z otyłością, zespołem
metabolicznym lub cukrzycowymi zaburzeniami lipidowymi często mają podwyższone
stężenie TG, niskie stężenie HDL-C i normalne lub zbliżone do normalnego stężenia LDLC. Osoby te wytwarzają lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości (VLDL) i lipoproteiny o
średniej gęstości (IDL), które mogą zwiększać ryzyko miażdżycy.
Wiele badań wykazało, że stosunek cholesterolu triglicerydowego / HDL (stosunek TG /
HDL-C) silnie koreluje z zapadalnością i zakresem choroby wieńcowej. Ten związek jest
prawdziwy zarówno dla mężczyzn, jak i kobiet .
Jedno z badań wykazało, że stosunek TG / HDL-C powyżej 4 był najpotężniejszym
niezależnym predyktorem rozwoju choroby wieńcowej.
Wraz ze wzrostem występowania nadwagi, otyłości i zespołu metabolicznego ten
stosunek może stać się jeszcze ważniejszy, ponieważ wysokie TG i niskie stężenie HDL-C
są często związane z tymi zaburzeniami.
75.Transport forms of blood lipids:
chylomicrons;
low density lipoproteins;
high density lipoproteins;
very low density lipoproteins: biological role, structure and composition.
Cholesterol, lipoproteiny i wątroba
Lipidy są transportowane w obiegu zapakowane w lipoproteiny . Kliniczne znaczenie
poziomów lipidów we krwi polega na tym, że nieprawidłowe poziomy lipidów w
niektórych lipoproteinach wiążą się ze zwiększonym ryzykiem miażdżycy . Miażdżyca
tętnic jest chorobą sercowo-naczyniową, w której lipidy i komórki zapalne gromadzą
się w płytkach w ścianach naczyń krwionośnych. W rezultacie ściany naczyń są
zwężone i mogą tworzyć się skrzepy, utrudniając przepływ krwi i dostarczanie tlenu
oraz powodując uszkodzenie tkanki. Choroba serca występuje, ponieważ tętnice
wieńcowe zaopatrujące serce są głównym miejscem, w którym tworzą się blaszki
miażdżycowe.
Wątroba ma kluczowe znaczenie dla regulacji poziomu cholesterolu w organizmie. Nie
tylko syntetyzuje cholesterol na eksport do innych komórek, ale także usuwa
cholesterol z organizmu, przekształcając go w sole żółciowe i umieszczając go w żółci,
gdzie można go usunąć w kale. Ponadto wątroba syntetyzuje różne lipoproteiny
zaangażowane w transport cholesterolu i innych lipidów w organizmie.
Synteza cholesterolu w wątrobie podlega regulacji negatywnego sprzężenia
zwrotnego . Zwiększony poziom cholesterolu w hepatocytach prowadzi do
zmniejszenia aktywności reduktazy HMG-CoA , enzymu ograniczającego szybkość
syntezy cholesterolu.
Rodzaje lipoprotein
Lipoproteiny to cząsteczki zawierające triacyloglicerol (TAG), cholesterol, fosfolipidy i
białka amfipatyczne zwane apolipoproteinami . (Możesz odświeżyć pamięć o
strukturze lipoprotein, odwiedzając stronę internetową Lipoproteiny z
jesieni). Lipoproteiny można różnicować na podstawie ich gęstości, ale także rodzajów
apolipoprotein, które zawierają. Stopień lipidów w lipoproteinie wpływa na jej gęstość
- im niższa gęstość lipoproteiny, tym więcej zawiera lipidów w stosunku do
białka. Cztery główne typy lipoprotein to chylomikrony , lipoproteiny o bardzo
niskiej gęstości ( VLDL ), lipoproteiny o niskiej gęstości( LDL ) i lipoproteiny o
dużej gęstości ( HDL ).
•
Chylomikrony i VLDL dostarczają TAG do komórek w organizmie. Dwa
rodzaje lipoprotein są bogate w triglicerydy: chylomikrony i VLDL. Chylomikrony
są syntetyzowane przez enterocyty z lipidów absorbowanych w jelicie
cienkim. VLDL jest syntetyzowany w wątrobie. Zadaniem tych lipoprotein jest
dostarczanie bogatego w energię triacyloglicerolu (TAG) do komórek w
organizmie (różowy szlak). TAG jest usuwany z chylomikronów i VLDL poprzez
działanie lipazy lipoproteinowej, enzym znajdujący się na powierzchni
komórek śródbłonka. Enzym ten trawi TAG do kwasów tłuszczowych i
monoglicerydów, które mogą następnie dyfundować do utlenionej komórki lub,
w przypadku komórki tłuszczowej, do ponownej syntezy do TAG i przechowywać
w komórce.
•
•
LDL dostarcza cholesterol do komórek w organizmie. Ponieważ cząstki
VLDL są pozbawione triacyloglicerolu, stają się bardziej gęste. Cząstki te są
przebudowywane w wątrobie i przekształcane w LDL. Zadaniem LDL jest
dostarczanie cholesterolu do komórek, gdzie jest on stosowany w błonach, lub
do syntezy hormonów steroidowych (niebieski szlak). Komórki pobierają
cholesterol przez endocytozę za pośrednictwem receptora . LDL wiąże się
ze specyficznym receptorem LDL i ulega internalizacji w pęcherzyku
endocytarnym. Receptory są zawracane na powierzchnię komórki, podczas gdy
hydroliza w endolizosomie uwalnia cholesterol do użycia w komórce.
•
•
HDL bierze udział w odwrotnym transporcie cholesterolu. Nadmiar
cholesterolu jest usuwany z organizmu przez wątrobę, która wydziela
cholesterol w żółci lub przekształca go w sole żółciowe. Wątroba usuwa LDL i
inne lipoproteiny z krążenia przez endocytozę za pośrednictwem
receptorów. Ponadto nadmiar cholesterolu z komórek jest przywracany do
wątroby przez HDL w procesie znanym jako odwrotny transport
cholesterolu (zielona ścieżka). HDL (lub tak naprawdę prekursor HDL) jest
syntetyzowany i wydzielany przez wątrobę i jelito cienkie. Podróżuje w obiegu,
gdzie gromadzi cholesterol, tworząc dojrzały HDL, który następnie oddaje
cholesterol do wątroby poprzez różne szlaki.
Zaburzenia i leczenie narkotyków
Związek między cholesterolem a chorobami serca rozpoznano w badaniu osób
z rodzinną hipercholesterolemią . Osoby z tym zaburzeniem mają kilkakrotnie
wyższy poziom krążącego LDL z powodu defektu w działaniu ich receptorów LDL. Bez
funkcjonujących receptorów LDL LDL nie jest usuwany z krążenia. Ponadto, ponieważ
cholesterol nie może skutecznie przedostać się do komórek, nie ma negatywnego
sprzężenia zwrotnego syntezy cholesterolu w wątrobie. Osoby z rodzinną
hipercholesterolemią mogą mieć udary i zawały serca począwszy od lat trzydziestych.
Częściej w populacji ogólnej występuje dyslipidemia, który jest terminem
używanym, gdy poziomy lipidów są poza normalnym zakresem. W typowym profilu
lipidowym określa się poziomy cholesterolu całkowitego, cholesterolu LDL,
cholesterolu HDL i triglicerydów na czczo. Wysoki poziom cholesterolu LDL (tak zwany
„zły cholesterol”) znacznie zwiększa ryzyko miażdżycy, ponieważ cząsteczki LDL
przyczyniają się do powstawania blaszek miażdżycowych. Niski poziom cholesterolu
HDL (tak zwany „dobry cholesterol”) jest niezależnym czynnikiem ryzyka, ponieważ
odwrotny transport cholesterolu zapobiega tworzeniu się płytki nazębnej lub może
nawet powodować cofanie się płytek po ich utworzeniu. HDL może również
mieć właściwości przeciwzapalne, które pomagają zmniejszyć ryzyko
miażdżycy. Poziomy triglicerydów na czczo są używane do oszacowania
poziomu VLDL. Wysokie poziomy triglicerydów są również związane ze
zwiększonym ryzykiem miażdżycy, chociaż mechanizm nie jest całkowicie
jasny.
Najważniejsze leki do leczenia dyslipidemii są zdecydowanie statynami. W wielu
badaniach klinicznych wykazano, że statyny zmniejszają zdarzenia sercowonaczyniowe i śmiertelność.
•
Statyny
Leki te hamują reduktazę HMG-CoA , enzym ograniczający szybkość syntezy
cholesterolu. Mają one głównie hamować reduktazę HMG-CoA w
wątrobie. Hamowanie syntezy cholesterolu dodatkowo zmniejsza krążący LDL,
ponieważ obniżony poziom cholesterolu w hepatocycie powoduje zwiększenie
ekspresji receptorów LDL.
•
Inhibitory
PCSK9 PCSK9 * to wydzielane białko, które wiąże się z receptorami LDL i
kieruje je do rozpadu. Inhibitory PCSK9 są lekami z przeciwciałami
monoklonalnymi, które wiążą się z PCSK9 i blokują jego zdolność do
powodowania degradacji receptora LDL. Obniżają poziom cholesterolu LDL,
ponieważ dzięki zwiększonej liczbie receptorów LDL można usunąć z krążenia
więcej LDL.
Dwa leki hamujące PCSK9 zostały zatwierdzone w 2015 r .: alirocumab (nazwa
handlowa: Praluent) i evolocumab (nazwa handlowa: Repatha). Ponieważ są to
leki z przeciwciałami monoklonalnymi, muszą być podawane przez
wstrzyknięcie. Leki te zostały zatwierdzone jako leczenie drugiego rzutu u
pacjentów, którzy nie tolerują statyn, lub którzy nie są w stanie uzyskać
skutecznego obniżenia poziomu cholesterolu LDL za pomocą samej statyny. W
badaniach klinicznych leki te były w stanie znacznie obniżyć poziom cholesterolu
LDL. W dwóch dużych randomizowanych kontrolowanych badaniach klinicznych
wykazano, że leczenie inhibitorami PCSK9 może obniżyć zdarzenia sercowonaczyniowe, takie jak atak serca i udar. Z powodu ich wysokich kosztów i
wymogu podawania przez zastrzyki
* PCSK9 oznacza proprotein convertase subtilisin / kexin type 9.
•
Ezetymib
Ezetymib hamuje wchłanianie cholesterolu w jelicie cienkim. Zmniejsza to
wchłanianie cholesterolu w diecie, ale także sprzyja wydalaniu cholesterolu,
ponieważ cholesterol żółciowy odpowiada za część cholesterolu, który
przechodzi przez jelito cienkie. Ezetymib skutecznie obniża poziom cholesterolu
LDL, a w połączeniu ze statyną może zapewnić taki sam poziom obniżenia
poziomu cholesterolu przy niższej dawce statyn.
76.Liver’s functions.
Role of liver in:
carbohydrate metabolism;
lipid metabolism;
protein metabolism
Funkcje metaboliczne wątroby
Hepatocyty są nadmiarami metabolicznymi w organizmie. Odgrywają one kluczową rolę w syntezie
cząsteczek, które są wykorzystywane gdzie indziej do wspierania homeostazy, przekształcania
cząsteczek jednego typu w inny i regulowania bilansów energetycznych. Jeśli wziąłeś udział w
kursie biochemii, prawdopodobnie większość tej klasy spędziłeś na badaniu szlaków
metabolicznych wątroby. Ryzykując potępienie przez słabe pochwały, główne funkcje metaboliczne
wątroby można podsumować w kilku głównych kategoriach:
Metabolizm węglowodanów
Dla wszystkich zwierząt bardzo ważne jest utrzymanie stężenia glukozy we krwi w wąskim,
normalnym zakresie. Utrzymanie normalnego poziomu glukozy we krwi zarówno w krótkich
(godzinach), jak i długich (dni do tygodni) okresach jest jedną ze szczególnie ważnych funkcji
wątroby.
Hepatocyty przechowują wiele różnych szlaków metabolicznych i wykorzystują dziesiątki
enzymów, które są alternatywnie włączane lub wyłączane w zależności od tego, czy poziom
glukozy we krwi wzrasta lub spada poza normalny zakres. Dwa ważne przykłady tych umiejętności
to:
•
Nadmiar glukozy przedostającej się do krwi po posiłku jest szybko wchłaniany przez
wątrobę i sekwestrowany jako duży polimer, glikogen (proces
zwany glikogenezą ). Później, gdy stężenie glukozy we krwi zaczyna spadać, wątroba
aktywuje inne szlaki, które prowadzą do depolimeryzacji glikogenu ( glikogenolizy ) i
wywozu glukozy z powrotem do krwi w celu transportu do wszystkich innych tkanek.
•
Kiedy rezerwy glikogenu wątrobowego ulegają ekshauzie, jak ma to miejsce, gdy zwierzę
nie jadło przez kilka godzin, czy hepatocyty poddają się? Nie! Rozpoznają problem i
aktywują dodatkowe grupy enzymów, które rozpoczynają syntezę glukozy z takich rzeczy
jak aminokwasy i węglowodany nieheksozowe ( glukoneogeneza ). Zdolność wątroby do
syntezy tej „nowej” glukozy ma ogromne znaczenie dla drapieżników, które przynajmniej na
wolności mają diety praktycznie pozbawione skrobi.
Metabolizm tłuszczu
Niewiele aspektów metabolizmu lipidów jest unikalnych dla wątroby, ale wiele z nich jest
wykonywanych głównie przez wątrobę. Główne przykłady roli wątroby w metabolizmie tłuszczów
obejmują:
•
Wątroba jest niezwykle aktywna w utlenianiu triglicerydów w celu wytwarzania
energii. Wątroba rozkłada o wiele więcej kwasów tłuszczowych, których potrzebują
hepatocyty, i eksportuje duże ilości acetooctanu do krwi, gdzie może być wychwytywany i
łatwo metabolizowany przez inne tkanki.
•
Większość lipoprotein jest syntetyzowana w wątrobie.
•
Wątroba jest głównym miejscem konwersji nadmiaru węglowodanów i białek w kwasy
tłuszczowe i trójglicerydy, które następnie są eksportowane i przechowywane w tkance
tłuszczowej.
•
Wątroba syntetyzuje duże ilości cholesterolu i fosfolipidów. Niektóre z nich są pakowane w
lipoproteiny i udostępniane reszcie ciała. Pozostała część jest wydalana z żółcią jako
cholesterol lub po przekształceniu w kwasy żółciowe.
Metabolizm białek
Najbardziej krytycznymi aspektami metabolizmu białek występującymi w wątrobie są:
•
Deaminacja i transaminacja aminokwasów, a następnie konwersja nieazotowej części tych
cząsteczek na glukozę lub lipidy. Kilka enzymów stosowanych w tych szlakach (na przykład
aminotransferazy alaninowe i asparaginianowe) są powszechnie testowane w surowicy w
celu oceny uszkodzenia wątroby.
•
Usuwanie amoniaku z organizmu przez syntezę mocznika. Amoniak jest bardzo toksyczny i
jeśli nie zostanie szybko i skutecznie usunięty z krążenia, spowoduje chorobę
ośrodkowego układu nerwowego. Częstą przyczyną takiej encefalopatii wątrobowej u psów
i kotów są wady rozwojowe dopływu krwi do wątroby zwane bocznikowymi przeciekami.
•
Synteza aminokwasów nieistotnych.
•
Hepatocyty są odpowiedzialne za syntezę większości białek osocza. Albumina, główne
białko osocza, jest syntetyzowana prawie wyłącznie przez wątrobę. Ponadto wątroba
syntetyzuje wiele czynników krzepnięcia niezbędnych do krzepnięcia krwi.
Jakie są funkcje wątroby?
Wątroba reguluje większość poziomów chemicznych we krwi i wydala produkt zwany żółcią. Żółć
pomaga rozkładać tłuszcze, przygotowując je do dalszego trawienia i wchłaniania. Cała krew
opuszczająca żołądek i jelita przechodzi przez wątrobę. Wątroba przetwarza tę krew i rozkłada,
równoważy i tworzy składniki odżywcze, z których korzysta organizm. Metabolizował także leki
we krwi w postaci, które są łatwiejsze do wykorzystania przez organizm. W wątrobie
zidentyfikowano wiele funkcji życiowych. Niektóre z bardziej znanych funkcji obejmują:
•
Produkcja żółci, która pomaga odprowadzać odpady i rozkładać tłuszcze w jelicie cienkim
podczas trawienia
•
Produkcja niektórych białek do osocza krwi
•
Produkcja cholesterolu i specjalnych białek, które pomagają przenosić tłuszcze przez
organizm
•
Przechowuj i uwalniaj glukozę w razie potrzeby
•
Przetwarzanie hemoglobiny w celu wykorzystania jej zawartości żelaza (żelazo
przechowuje żelazo)
•
Konwersja szkodliwego amoniaku do mocznika (mocznik jest jednym z produktów
końcowych metabolizmu białek, który jest wydalany z moczem)
•
Czyszczenie krwi narkotyków i innych szkodliwych substancji
•
Regulowanie krzepnięcia krwi
•
Odporność na infekcje poprzez wytwarzanie czynników immunologicznych i usuwanie
bakterii z krwiobiegu
•
Klirens bilirubiny (w przypadku nagromadzenia się bilirubiny skóra i oczy żółkną)
Kiedy wątroba rozbija szkodliwe substancje, są one wydalane do żółci lub
krwi. Produkty uboczne żółci wchodzą do jelita i ostatecznie opuszczają ciało w
kale. Produkty uboczne krwi są filtrowane przez nerki i opuszczają ciało w postaci
moczu.
77.Liver’s functions. Role of liver in regulation of vitamin metabolism and
water-salts balance.
Wątroba działa jako miejsce przechowywania niektórych witamin, minerałów i
glukozy. Stanowią one ważne źródło energii dla organizmu, które wątroba przekształca w
glikogen w celu bardziej efektywnego przechowywania (patrz „metabolizm”). Wątroba
przechowuje witaminy i minerały w czasach, kiedy mogą nie mieć diety. Może przechowywać
wystarczającą ilość witaminy A i witaminy B12 przez cztery lata i wystarczającą ilość witaminy
D przez cztery miesiące.
Witaminy
Witaminy to grupa związków organicznych, które działają jako katalizatory w różnych
reakcjach chemicznych. Witaminy wywołują te reakcje i przyspieszają. Związek staje się
klasyfikowany jako witamina, gdy jego brak powoduje chorobę.
Wbrew powszechnemu przekonaniu witaminy nie dostarczają bezpośrednio energii. Jako
katalizatory potrzebne są witaminy do uwalniania energii z białka, tłuszczu i
węglowodanów. Są one niezbędne do prawidłowego wzrostu i rozwoju, a szczególnie ważne
dla zdrowego funkcjonowania czerwonych krwinek, hormonów, materiałów genetycznych i
układu nerwowego.
W wątrobie przechowywane są witaminy A, D, E, K i B12. Pierwsze cztery z nich są
rozpuszczalne w tłuszczach. Oznacza to, że żółć wydzielana podczas trawienia jest
niezbędna do ich wchłonięcia, aby organizm mógł z nich korzystać. Jeśli produkcja żółci jest
zagrożona przez uszkodzenie wątroby, może to mieć wpływ na prawidłowe wchłanianie tych
witamin.
Podczas przyjmowania multiwitamin ważne jest, aby nie przekraczać zalecanych dawek
witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Jeśli tak się stanie, może to spowodować
uszkodzenie wątroby.
Minerały
Wątroba przechowuje także żelazo i miedź. Miedź jest niezbędnym ogniwem w wielu różnych
reakcjach chemicznych organizmu oraz w tworzeniu białka w wątrobie. Odgrywa również rolę
w wykorzystaniu zapasów żelaza w organizmie, kiedy tylko są potrzebne.
Strona: Wątroba i metabolizm
Słowo metabolizm wywodzi się z greckiego słowa „zmienić”. W odniesieniu do wątroby odnosi
się do przetwarzania pokarmu trawionego przez żołądek i jelito w związku z jego wieloma
zastosowaniami przez organizm.
Dostajemy naszą energię i budujemy nasze komórki i tkanki, wykorzystując energię
wydzielaną z rozpadu trzech głównych klas składników odżywczych.
Są to węglowodany (cukier prosty i złożony), lipidy (różne tłuszcze i oleje) oraz białka (duże
cząsteczki występujące w tkankach roślinnych i zwierzęcych złożonych z
aminokwasów). Wątroba odgrywa zasadniczą rolę w rozkładaniu wszystkich tych składników
odżywczych i przekształcaniu ich w substancje niezbędne dla organizmu. Ten proces nazywa
się metabolizmem.
78.Liver’s functions. Role of liver in secretion of bile. The decomposition
of hemoglobin in tissues, bile pigments formation.
Wydzielanie żółci jest jedną z głównych funkcji wątroby, która służy dwóm
głównym celom:
(1) wydalaniu metabolitów wątrobowych - w tym bilirubiny, cholesterolu, leków
i toksyn - oraz
(2) (2) ułatwianiu wchłaniania lipidów i tłuszczu w jelitach rozpuszczalne
witaminy. Niedawno stwierdzono, że dzięki interakcji z mikrobiomem
jelitowym kwasy żółciowe mają ważne funkcje sygnalizacyjne. Poprzez
aktywację receptorów kwasy żółciowe regulują metabolizm lipidów, glukozy i
energii. Zmiany w wydzielaniu żółci mogą również przyczyniać się do kamicy
żółciowej i jej potencjalnych powikłań, takich jak zapalenie pęcherzyka
żółciowego i kamica żółciowa. Z drugiej strony, niedrożność przepływu żółci
powoduje zmiany krzepnięcia, układu odpornościowego i wszystkich funkcji
narządów.
Wątroba spełnia swoją funkcję wydalniczą poprzez wytwarzanie żółci, bogatego w lipidy roztworu
zaprojektowanego w celu ułatwienia eliminacji hydrofobowych substancji rozpuszczonych. Żółć
składa się z roztworu micelarnego, w którym kwasy żółciowe, produkty hepatocytów wytwarzane
przez metabolizm cholesterolu, tworzą mieszane micele z fosfatydylocholiną. Te mieszane micele
rozpuszczają cząsteczki, które w przeciwnym razie miałyby minimalną rozpuszczalność w wodzie,
takie jak sam cholesterol i różne ksenobiotyki. Oprócz roli w dostarczaniu hydrofobowych
produktów odpadowych, żółć odgrywa również ważną rolę w trawieniu i wchłanianiu lipidów
spożywanych w diecie. Kwasy żółciowe tworzą mieszane micele z produktami trawienia lipidów,
zwiększając szybkość, z jaką mogą one dyfundować w wodnym środowisku światła przewodu
pokarmowego. Podczas gdy kwasy żółciowe nie są niezbędne do wchłaniania większości kwasów
tłuszczowych, które mają znaczną rozpuszczalność w wodzie, znacznie zwiększają wydajność tego
procesu.Kinds of jaundice, short description.
Z drugiej strony nierozpuszczalne lipidy dietetyczne, takie jak nasycone długołańcuchowe kwasy
tłuszczowe i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, są prawie całkowicie zależne od rozpuszczania
micelarnego w celu absorpcji. U pacjentów cierpiących na cholestazę mogą wystąpić niedobory
witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Kwasy żółciowe wpływają również na populacje bakteryjne
w jelitach, zarówno będąc (w postaci micelarnej) bezpośrednio przeciwbakteryjnie, jak i wywołując
ekspresję genów, które chronią przed przerostem bakterii. takie jak nasycone długołańcuchowe
kwasy tłuszczowe i witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, są prawie całkowicie zależne od
rozpuszczania micelarnego w celu absorpcji
Wydzielanie żółci w wątrobie jest napędzane głównie przez aktywny, zależny od ATP wypływ
sprzężonych kwasów żółciowych z hepatocytu do kanalika. U niektórych zwierząt istnieje również
zmienny składnik niezależnego od kwasu żółciowego przepływu żółci, chociaż substancje
rozpuszczone, które napędzają to wydzielanie, nie są w pełni zrozumiałe. Ale u ludzi przepływ
kanalików żółciowych jest prawie całkowicie zależny od wydzielania kwasów żółciowych. Tak
więc w tej części rozważymy, w jaki sposób syntetyzowane są kwasy żółciowe, a następnie
modyfikacje ich struktury, które promują ich rolę jako biologicznych detergentów.
79.Kinds of jaundice, short description.
Żółtaczka lub żółtaczka to pomarańczowo-żółte zabarwienie tkanek ciała, które
najlepiej widać na skórze i spojówkach; jest to spowodowane obecnością
nadmiaru bilirubiny w osoczu krwi i płynach tkankowych. W zależności od
przyczyny zwiększonego poziomu bilirubiny w osoczu żółtaczka może być
sklasyfikowana jako
1) przed wątrobą ,
2) wątroba
3) po wątrobie
Żółtaczka przed hepafią. Ten typ żółtaczki jest spowodowany podwyższonym poziomem
nieskoniugowanej bilirubiny w osoczu. Wynika to z nadmiernego rozpadu czerwonych krwinek, co
prowadzi do zwiększonej produkcji nieskoniugowanej bilirubiny; nazywa się to równieżżółtaczką
hemolityczną. Ponieważ wątroba nie jest w stanie wydalić do żółci, cała osiągnięta bilirubina,
poziom bilirubiny w osoczu wzrasta, a wyniki żółtaczki. Ten typ żółtaczki był w przeszłości
nazywany żółtaczką acholuryczną, ponieważ nieskoniugowana bilirubina, związana z białkami
osocza, nie jest wydalana z moczem pomimo wysokiego poziomu w osoczu; mocz jest również bez
soli żółciowych. Żółtaczka przedwczesna jest również obserwowana u noworodków (żółtaczka
fizjologiczna), zwłaszcza u wcześniaków, ponieważ enzym UDP-glukuronylotransferaza jest
niedostateczny. Ponadto stosunkowo dużo bilirubiny jest wytwarzane u noworodków z powodu
nadmiernego rozpadu czerwonych krwinek.
Żółtaczka wątrobowa . Zwykle obserwuje się to w wirusowym zapaleniu wątroby. Kilka
wirusów jest odpowiedzialnych za wirusowe zapalenie wątroby i obejmuje wirusy zapalenia
wątroby typu A, B, C i D. Komórki wątroby są uszkodzone: zapalenie powoduje niedrożność
kanalików żółciowych z powodu obrzęku wokół nich. Ta cholestaza powoduje cofanie się żółci do
krwi przez kanaliki żółciowe. Krew zawiera nienormalnie podwyższoną ilość bilirubiny sprzężonej
i nieskoniugowanej oraz soli żółciowych, które są wydalane z moczem.
Po żółtaczce wątrobowej. Wynika to z cholestazy pozawątrobowej z powodu
niedrożności dróg żółciowych poza wątrobą. W ten sposób żółć nie może dotrzeć do jelita
cienkiego i dlatego drogi żółciowe na zewnątrz jak i wewnątrz wątroby są rozszerzone z
żółcią. Prowadzi to do uszkodzenia wątroby i żółci wraca do krwi. Skojarzona bilirubina i poziomy
soli żółciowych we krwi są w ten sposób znacznie zwiększone i oba są wydalane z moczem. Testy
czynności wątroby będą się różnić w zależności od stopnia niedrożności, tj. Kompletne lub
niekompletne. Jeśli niedrożność jest zakończona, stolce stają się blade lub zabarwione gliną, a mocz
nie ma żadnej stercobiliny. Wchłanianie tłuszczu i witamin rozpuszczalnych w tłuszczach również
cierpi z powodu braku soli żółciowych. Nadmiar soli żółciowych w osoczu powoduje ciężki świąd.
Żółtaczka hemolityczna charakteryzuje się
1.
Zwiększenie głównie nieskoniugowanej bilirubiny w surowicy krwi.
2.
Zwiększone wydalanie urobilinogenu z moczem.
3.
Ciemnobrązowy kolor kału ze względu na wysoką zawartość stercobilinogenu.
Żółtaczka wątrobowa charakteryzuje się
1. Zwiększony poziom sprzężonej i nieskoniugowanej bilirubiny w surowicy.
2. Ciemny zabarwienie moczu z powodu nadmiernego wydalania bilirubiny i
urobilinogenu.
3.Pale , kolorowe gliniane stolce z powodu braku stercobilinogenu.
4. Zwiększona aktywność aminotransferaz alaninowych i asparaginianowych.
Żółtaczka obturacyjna (p ost hepatic ) charakteryzuje się
1. Zwiększone stężenie głównie bilirubiny sprzężonej w surowicy.
2. Ciemny zabarwienie moczu z powodu podwyższonego wydalania bilirubiny i kału w
postaci gliny z powodu braku stercobilinogenu.
80.Kidney functions in organism.
Niektóre z podstawowych działań nerek obejmują:
•
Wydalanie odpadów : Jest wiele rzeczy, których organizm nie chce mieć w
sobie. Nerki odfiltrowują toksyny, nadmiar soli i mocznik , odpady azotowe
powstałe w wyniku metabolizmu komórkowego. Mocznik jest syntetyzowany w
wątrobie i transportowany przez krew do nerek w celu usunięcia.
•
Równoważenie poziomu wody : ponieważ nerki odgrywają kluczową rolę w
rozkładzie chemicznym moczu, reagują na zmiany poziomu wody w organizmie
przez cały dzień. Wraz ze spadkiem poboru wody nerki odpowiednio dostosowują
się i pozostawiają wodę w organizmie, zamiast pomagać w wydalaniu.
•
Regulacja ciśnienia krwi : nerki potrzebują stałego ciśnienia, aby przefiltrować
krew. Gdy spadnie zbyt nisko, nerki zwiększają ciśnienie. Jednym ze sposobów jest
wytwarzanie białka zwężającego naczynia krwionośne ( angiotensyna ), który
również sygnalizuje organizmowi zatrzymanie sodu i wody. Zarówno zwężenie, jak i
zatrzymanie pomagają przywrócić normalne ciśnienie krwi.
•
Regulacja czerwonych krwinek : Kiedy nerki nie otrzymują wystarczającej ilości
tlenu, wysyłają wezwanie pomocy w postaci erytropoetyny , hormonu, który
stymuluje szpik kostny do produkcji większej ilości czerwonych krwinek
przenoszących tlen.
•
Regulacja kwasu : gdy komórki metabolizują się, wytwarzają kwasy. Pokarmy,
które spożywamy, mogą albo zwiększyć kwas w naszym organizmie, albo go
zneutralizować. Jeśli organizm ma prawidłowo funkcjonować, musi zachować
zdrową równowagę tych substancji chemicznych. Nerki też to robią.
81.Mechanism of urine formation (filtration, reabsorbtion, secretion).
Funkcje nerek w organizmie
Nerka - organ para, który jest odpowiedzialny za wydalanie produktów końcowych
metabolizmu i za homeostazę. Regulują metabolizm wody i minerałów, równowagę kwasowozasadową, wydalanie azotowych żużli , ciśnienie osmotyczne. Regulują także ciśnienie tętnicze
i erytropoezę .
Nefron - jest strukturalną i funkcjonalną jednostką nerki.
Mocz - płyn z różnymi związkami organicznymi i nieorganicznymi, które muszą być
wydalane (nadmiar wody, produkty przemiany azotu, ksenobiotyki , produkty rozkładu białka,
hormony, witaminy i ich pochodne). Większość z nich występuje w moczu w większej ilości niż w
osoczu krwi. Tak więc tworzenie moczu - nie jest procesem pasywnym (tylko filtracja i dyfuzja).
W oparciu o procesy tworzenia moczu 3 leżały procesy: filtracja, reabsorpcja i wydzielanie.
Filtracja kłębuszkowa . Woda i cząsteczki o niskiej masie trafiają do moczu dzięki
następującym mocom: ciśnienie hydrostatyczne we krwi wkłębuszkach(blisko70
mmHg), ciśnienie onkotyczne białek osocza krwi (blisko30 mmHg) i ciśnienie
hydrostatyczne ultrafiltratu plazmy w kapsułce kłębuszkowej (blisko20 mmHg). W normalnych
warunkach, jak widzisz, skuteczne jest ciśnienie filtracji20 mm Hg.
Ciśnienie hydrostatyczne zależy od korelacji między otwarciem a. afference i a. efekt .
Pierwotny mocz powstały w wyniku filtracji (około 200 Lna dzień). Między wszystkimi
substancjami osocza krwi tylko białka nie występują w pierwotnym moczu. Większość tych substancji
podlega ponownej absorpcji . Tylko mocznik, kwas moczowy, kreatynina i inne produkty końcowe
różnych szlaków metabolicznych nie ulegają reabsorpcji .
Do oceny filtracji użytego klirensu (klirens dla pewnej substancji - jest to ilość osocza krwi
w ml , która jest czyszczona z tej substancji po 1 minucie przechodzenia przez nerkę).
Leki, które stymulują krążenie krwi w nerkach ( teofilina ), również stymulują
filtrację. Procesy zapalne tkanki nerkowej (zapalenie nerek) zmniejszają filtrację
i wystąpiła azotaemia (nagromadzenie mocznika, kwasu moczowego, kreatyniny i innych
metabolicznych produktów końcowych).
Reabsorbcja . Około długości kanalików nerkowych 100 km. Zatem wszystkie substancje
ważne dla naszego organizmu są ponownie wchłaniane podczas przepuszczania tych
kanalików. Nabłonek reabsorbujący kanaliki nerkowe na dzień179 l Z wody, 1 kgz NaCl , 500
gNaHCO 3 ,250 g glukozy, 100 gramów wolnych aminokwasów.
Wszystkie substancje można podzielić na 3 grupy:
1. Aktywnie reabsorbowane substancje.
2. Substancje, które są absorbowane w niewielkiej ilości.
3. Substancje nieabsorbowane.
Do pierwszej grupy należą Na
+
, Cl - , Mg
2+
, Ca
2+
, H 2 O, glukoza i inne cukry proste ,
aminokwasy, nieorganiczne fosforany, wodorowęglany , białka o niskim ciężarze, itd.
Na + wchłania się ponownie przez aktywny transport do komórki nabłonkowej, a następnie do macierzy zewnątrzkomórkowej . Cl - i HCO 3 - po Na + według elektroobojętności zasady, woda - w
zależności od gradientu osmotycznego.
Substancje przechodzą z macierzy zewnątrzkomórkowej do naczyń krwionośnych. Mg
2+
i
Ca 2+ są ponownie wchłaniane za pomocą specjalnych transportowych ATPaz . Glukoza i aminokwasy
wykorzystują energię gradientu Na
+
i nośniki specjalne. Białka są ponownie wchłaniane
przez endocytozę .
Mocznik i kwas moczowy to niewielkie substancje wchłaniające .
Kreatyna , mannitol , inulina i niektóre inne substancje nie ulegają wchłanianiu .
Pętla Henle odgrywa ważną rolę w procesie reabsobcji . Jego potomne i ascendentne części
tworzą system anty-strumieniowy, który ma dużą zdolność do koncentracji i rozcieńczania
moczu. Płyn przechodzi z proksymalnej części kanalików nerkowych do zstępującej części pętli
Henle'a , gdzie stężenie osmotycznych substancji aktywnych jest wyższe niż w korze
nerkowej. Stężenie to jest spowodowane aktywnością grubej ascendentnej części pętli Henle'a , która
nie jest penetrowana przez wodę i które komórki transportują Na + i Cl - do międzywęzła .
Ściana zstępującej części jest penetrowana dla wody i tutaj woda przechodzi
dointerstitium przez gradient osmotyczny, ale osmotyczne substancje aktywne pozostają w
kanaliku. Część wznosząca nadal reabsorbuje sól hipertonicznie , nawet pod nieobecność aldosteronu ,
tak że płyn przedostający się do kanalika dystalnego nadal ma znacznie niższą osmolalność niż płyn
śródmiąższowy.
Niektóre substancje (K
+
, amoniak i inne) są wydzielane do moczu w dystalnej części
kanalików. K + zmienia się na Na + przez aktywność Na + - K + ATPaza .
Specyfika procesów biochemicznych w nerkach.
Nerki mają bardzo wysoki poziom procesów metabolicznych. Używają około 10%
wszystkich O 2 , które były używane w organizmie. W ciągu 24 godzin przez podanie nerki 700-900
L Z krwi. Węglowodany są głównym paliwem dla nerek. Glikolizy ,ketolysis , tlenowe utlenianie
i fosforylacja są bardzo intensywnie w nerkach. W rezultacie powstało wiele ATP.
Metabolizm białek występuje również w nerkach na wysokim
poziomie. Zwłaszcza deaminaza glutaminy jest bardzo aktywna i tworzy się dużo wolnego
amoniaku. W nerkach następuje pierwsza reakcja syntezy kreatyn .
Nerkowych wiele różnych enzymów: LDG (1, 2, 3, 5), AspAT , AlAT . Specyficzna dla
nerek jest alaninowa peptydaza alaninowa, trzecia izoforma .
Wykorzystanie glukozy w korze mózgowej i rdzeniu różni się od siebie. Dominującym
typem glikolizy w korze jest sposób tlenowy, w wyniku czego powstaje CO
2
. W rdzeniu dominuje
typ beztlenowy i glukoza przekształcona w mleczan.
Dwa źródła przyczyniają się do powstawania amoniaku w nerkach: amoniak we krwi (jest to
około jedna trzecia wydalanego amoniaku), a amoniak tworzy się w nerkach. Głównym źródłem
produkcji amoniaku w nerkach jest glutamina, najobficiej występujący aminokwas w osoczu, ale
n i e w i e l k a i l o ś ć m o ż e p o c h o d z i ć z m e t a b o l i z m u i n n y c h a m i n o k w a s ó w, t a k i c h
jak asparagina , alanina i histydyna . Amoniak jest wydzielany do rurowego światła na całej
długości nefronu . Wydzielanie występuje zarówno podczas normalnej równowagi kwasowozasadowej, jak i podczas przewlekłej kwasicy. Kwasicy metabolicznej towarzyszy adaptacyjny wzrost
produkcji amoniaku w nerkach z odpowiednim wzrostem wydalania amonu z moczem.
Kora nerkowa, taka jak wątroba, wydaje się być wyjątkowa, ponieważ posiada potencjał
enzymatyczny zarówno dla syntezy glukozy z prekursorów węglowodanów ( glukoneogenezy ), jak i
degradacji glukozy przez szlak glikolityczny . Glukoneogeneza jest ważna, gdy podaż glukozy w
diecie nie spełnia wymagań metabolicznych. W tych warunkach glukoza jest wymagana przez
centralny układ nerwowy, czerwone krwinki i ewentualnie inne tkanki, które nie mogą uzyskać
wszystkich swoich potrzeb energetycznych z utleniania kwasów tłuszczowych lub ciał
ketonowych . Także glukoneogenezamoże być ważny w usuwaniu nadmiernych ilości prekursorów
glukozy z krwi (na przykład kwas mleczanowy po ciężkich ćwiczeniach). Chociaż szlaki biosyntezy są
podobne, istnieje kilka ważnych różnic w czynnikach, które regulują glukoneogenezę w dwóch
narządach. 1) W wątrobie wykorzystuje się głównie pirogronian , mleczan i alaninę . Kora nerkowa
wykorzystuje pirogronian , mleczan, cytrynian, α- ketoglutaran , glicynę i glutaminę. 2) Aktywność
jonów wodorowych ma niewielki wpływ na glukoneogenezę wątrobową , ale ma znaczący wpływ
na glukoneogenezę nerek. Tak więc, gdy obniżone jest pH płynu wewnątrzkomórkowego (kwasica
metaboliczna, kwasica oddechowa lub niedobór potasu), wskaźniki glukoneogenezy w skrawkach
kory nerkowej są znacznie zwiększone. Zdolność nerki do przekształcania pewnych kwasów
organicznych w glukozę, substancję neutralną, jest przykładem mechanizmu niewydzielania w
nerkach do regulacji pH.
82.Physical and chemical characteristics and components of urine: a)
volume, physical and chemical properties of urine; b) inorganic components of
urine; c) organic components of urine.
Charakterystyka fizyczna
Właściwości fizyczne, które można zastosować do moczu, obejmują kolor, zmętnienie
(przezroczystość), zapach (zapach), pH (kwasowość - zasadowość) i gęstość. Wiele z
tych cech jest godnych uwagi i można je zidentyfikować tylko dzięki wizji, ale niektóre
wymagają badań laboratoryjnych.
•
Kolor: Zazwyczaj żółto-bursztynowy, ale zmienia się w zależności od aktualnej diety
i stężenia moczu. Picie większej ilości wody zazwyczaj powoduje zmniejszenie
stężenia moczu, a zatem powoduje, że ma jaśniejszy kolor. Ciemny mocz może
wskazywać na odwodnienie. Czerwony mocz wskazuje krwinki czerwone w moczu,
znak uszkodzenia nerek i choroby.
•
Zapach: zapach moczu może dostarczyć informacji zdrowotnych. Na przykład mocz
cukrzyków może mieć słodki lub owocowy zapach ze względu na obecność
ketonów (cząsteczek organicznych o określonej strukturze) lub glukozy. Zazwyczaj
świeży mocz ma łagodny zapach, ale starzejący się mocz ma silniejszy zapach
podobny do amoniaku.
•
PH normalnego moczu mieści się zazwyczaj w przedziale 4,6 - 8, a typowa średnia
wynosi około 6,0. Wiele zmian występuje z powodu diety. Na przykład dieta
wysokobiałkowa prowadzi do bardziej kwaśnego moczu, ale diety wegetariańskie
generalnie powodują bardziej zasadowy mocz (oba w typowym zakresie 4,6 - 8).
•
Gęstość: Gęstość jest również znana jako „ciężar właściwy”. Jest to stosunek masy
objętości substancji w stosunku do masy tej samej objętości wody
destylowanej. Gęstość normalnego moczu wynosi od 0,001 do 0,035.
•
Zmętnienie: Zmętnienie próbki moczu ocenia się subiektywnie i podaje jako
przezroczyste, lekko mętne, mętne, nieprzezroczyste lub kłaczkowate. Zwykle
świeży mocz jest klarowny lub bardzo słabo mętny. Nadmiar zmętnienia wynika z
obecności zawieszonych cząstek w moczu, których przyczynę można zwykle
określić na podstawie wyników mikroskopowego badania osadu
moczu. Najczęstsze przyczyny nieprawidłowego zmętnienia to: zwiększona liczba
komórek, infekcje dróg moczowych lub zatory.
Skład chemiczny moczu
Normalny mocz składa się z wody, mocznika, soli i pigmentów.
Mocz jest wodnym roztworem zawierającym więcej niż 95% wody, z minimalną ilością tych
pozostałych składników, w kolejności malejącego stężenia:
•
Mocznik 9,3 g / l.
•
Chlorek 1,87 g / l.
•
Sód 1,17 g / l.
•
Potas 0,750 g / l.
•
Kreatynina 0,670 g / l.
•
Inne rozpuszczone jony, związki nieorganiczne i organiczne (białka, hormony,
metabolity).
Mocz jest jałowy, dopóki nie dotrze do cewki moczowej, gdzie komórki nabłonkowe
wyścielające cewkę moczową są skolonizowane przez fakultatywnie beztlenowe pałeczki
gram-ujemne i ziarniaki. Mocznik jest zasadniczo przetworzoną formą amoniaku, która jest
nietoksyczna dla ssaków, w przeciwieństwie do amoniaku, który może być wysoce
toksyczny. Jest przetwarzany z amoniaku i dwutlenku węgla w wątrobie.
Właściwości fizyczne i chemiczne moczu.
Ilość moczu (diures) u zdrowych ludzi wynosi 1000-2000 ml dziennie. Czas dnia jest 3-4
razy większy niż noc.
Normalny kolor moczu jest żółty (jak siano lub bursztyn), co wynika z obecności
urochromu (pochodnej urobiliny lub urobilinogenu). Inne substancje barwiące to uroerytryna
(pochodna melaniny), uroporfiryny, ryboflawina i inne. Kolor zależy od stężenia moczu.
Mocz jest przezroczysty. Ta cecha zależy od ilości różnych soli (szczawianów, moczanów,
fosforanów), ilości obecnych komórek epitelium i leukocytów.
Gęstość moczu zależy od stężenia substancji rozpuszczalnych. Granice zmienności
wynoszą od 1002 do 1035 g / l. Około 60-65 g twardych substancji jest wydalanych z moczem
dziennie.
W normalnych warunkach mocz ma kwaśną lub słabą reakcję kwasową (pH =
5,3-6,8). Zależy to od obecności NaH 2 PO 4 i KH 2PO 4 .
Organiczne związki moczu.
Białka. Zdrowi ludzie wydalają 30 mg białek dziennie. Z reguły są to białka o niskiej
wadze.
Mocznik. Jest to główna część związków organicznych w moczu. Azot mocznika stanowi
około 80-90% całego azotu w moczu. 20-35 g mocznika jest wydalane dziennie w normalnych
warunkach.
Kwas moczowy. Około 0,6-1,0 g kwasu moczowego jest wydalane dziennie w postaci
różnych soli (moczanów), głównie w postaci soli sodowej. Jego ilość zależy od żywności.
Kreatyna i kreatyna. Około 1-2 g kreatyniny jest wydalane dziennie, co zależało od masy
mięśni. To jest stała dla każdej osoby. Mężczyźni wydalają 18–32 mg kreatyniny na 1 kg masy ciała
na dobę, kobiety - 10–25 mg. Kreatyna jest substancją niewchłanialną, więc ten test wykorzystano do
oceny filtracji nerkowej.
Aminokwasy. Codziennie zdrowa osoba wydala 2-3 g aminokwasów (wolne aminokwasy i
różne peptydy o niskiej masie cząsteczkowej). W moczu można również znaleźć produkty
metabolizmu aminokwasów.
Kilka substancji. Kwas hipurowy (benzoiloglicyna) jest wydalany w ilości 0,6-1,5 g
dziennie. Wskaźnik ten wzrasta po zjedzeniu dużej ilości jagód i owoców oraz w przypadku rozpadu
białka w jelitach.
Indikan (sól potasowa kwasu indoksylosiarkowego). Ekskawacja wskaźnika na dzień
wynosi około 10-25 g. Zwiększenie poziomu wskaźnika w moczu jest spowodowane
nieuzasadnieniem białek próchniczych w jelitach i chorobami przewlekłymi, którym towarzyszy
intensywne rozkładanie białek (na przykład gruźlicy).
Kwasy organiczne. Mrówkowy, octowy, masłowy, β-oksybutrynowy, acetooctowy i
niektóre inne kwasy organiczne występują w moczu w niewielkiej ilości.
Witaminy. Prawie wszystkie witaminy mogą być wydalane przez nerki, zwłaszcza
rozpuszczalne w wodzie. Około 20-30 mg wit C, 0,1-0,3 mg wit B 1 , 0,5-0,8 mg wit B 2 i niektóre
produkty metabolizmu witaminy . Dane te można wykorzystać do oceny zaopatrzenia naszego
organizmu w witaminy.
Hormony. Hormony i ich pochodne są zawsze obecne w moczu. Ich ilość zależy od stanu
funkcjonalnego gruczołów dokrewnych i wątroby. Stosowany jest bardzo szeroki test - oznaczanie
17-ketosteroidów w moczu. Dla zdrowego człowieka wskaźnik ten wynosi 15-25 g dziennie.
Urobilin. Występuje w niewielkiej ilości, nadaje moczowi żółty kolor.
Bilirubina. W normalnych warunkach obecnych w tak małej ilości, że nie można ich
znaleźć za pomocą rutynowych metod badań.
Glukoza. W normalnych warunkach obecnych w tak małej ilości, że nie można ich znaleźć
za pomocą rutynowych metod badań.
Galaktoza. Obecne w moczu noworodka, gdy trawienie mleka lub przemiana glalaktozy w
glukozę w wątrobie są naruszone.
Fruktoza. Występuje bardzo rzadko w moczu po zjedzeniu dużej ilości owoców, jagód i
miodu. We wszystkich innych przypadkach wskazuje na zaburzenia wątroby, cukrzycę.
Pentosy. Pentosy są wydalane po spożyciu dużej ilości owoców, soków owocowych,
cukrzycy i cukrzycy steroidowej, niektórych zatruć.
Ciała ketonowe. W normalnych warunkach mocz zawiera 20-50 mg ciał ketonowych i tej
ilości nie można znaleźć rutynowymi metodami badań klinicznych.
Porfiry. Mocz zdrowych ludzi zawiera kilka porfirów typu I (do 300 kg dziennie).
Nieorganiczne związki moczu.
Mocz zdrowych ludzi zawiera 15-25 g związków nieorganicznych.
NaCl. Na dzień w pobliżu 8-16 g NaCl wydalanego z moczem. Ta ilość zależy od ilości
NaCl w żywności.
Potas. Dwadzieścia cztery godziny moczu zawiera 2-5 g K, co zależy od ilości roślin w
pożywieniu.
Różne leki mogą zmieniać wydalanie Na i K. Na przykład salicylany i kortykosteroidy
utrzymują Na i wzmacniają wydalanie K.
Wapń. Dwadzieścia cztery godziny moczu zawiera 0,1-0,3 g, co zależy od zawartości
wapnia we krwi.
Magnez. Zawartość magnezu w moczu wynosi 0,03-0,18 g. Tak mała ilość wapnia i
magnezu w moczu może być wyjaśniona przez złą rozpuszczalność ich soli w wodzie.
Żelazo. Ilość żelaza w moczu wynosi około 1 mg dziennie.
Fosfor. W moczu obecne są jednopodstawione fosforany potasu i sodu. Ich ilość zależy od
pH krwi. W przypadku kwasica dwu podstawione fosforany (N 2 HPO 4 ) poddaje się reakcji z H + i
jeden podstawione fosforany (NaH 2 PO 4 ) utworzone. W przypadku zasadowicy jeden podstawiony
fosforan reaguje z zasadami i powstają dwu-podstawione fosforany. Tak więc w obu przypadkach
zwiększa się ilość fosforanów w moczu.
Siarka. Ilość siarki w moczu w ciągu 24 godzin wynosi 2-3 g dziennie (w postaci SO 4 2- ).
Amoniak. Amoniak jest wydalany z siarczanami amonu i parami substancji. Sole
amonowe stanowią 3-6% całego azotu w moczu. Ich ilość zależy od charakteru pokarmu i pH krwi.
83.Pathological components of urine, which appear due to different
metabolic disorders in organism
Patologiczne składniki moczu, spowodowane różnymi zaburzeniami metabolicznymi w
organizmie.
Glukozuria. Występuje w dwóch przypadkach - gdy poziom glukozy we krwi jest większy
niż próg nerkowy (8-10 mmol / l), tak zwana glukozuria nadnerczowa (cukrzyca), a gdy nerka nie
może ponownie wchłonąć nawet normalnej ilości glukozy, tak zwana glukozuria nerkowa
( niewydolność nerek).
Ketonuria. Z powodu niektórych chorób i stanów patologicznych (cukrzyca, rozgwiazda,
ciężkie osłabienie serca, gdy ilość tłuszczu w pożywieniu przekracza ilość węglowodanów) poziom
ciał ketonowych wzrasta w dużej ilości (do 20-50 g dziennie). Jest to wskaźnik głębokich zaburzeń
metabolicznych, zwłaszcza w metabolizmie węglowodanów.
Bilirubinuria. Występuje w przypadku wątrobowych miąższowych procesów zapalnych lub
w przypadku niedrożności przewodu pęcherzyka żółciowego. Mocz ma kolor ciemnego
niedźwiedzia. Po pewnym czasie pozostaje żółto-zielony (bilirubina utleniona do biliwerdyny).
Urobilinuria. Zwiększenie ilości urobiliny jest spowodowane hemolitycznym lub
pozajelitowym zapaleniem wątroby, gdy rozkład mezobilinogenu w wątrobie jest obniżony.
Creatinuria. Ilość kreatyny w moczu zwiększa się z powodu różnych procesów
patologicznych w mięśniach, takich jak miopatia i miopatria, głód, hipowitaminoza E, choroba
popromienna, nadczynność tarczycy. Występuje również u małych dzieci i kobiet po porodzie.
Indikanuria. Zwiększenie poziomu wskaźnika w moczu wynika z nasilenia próchnicy
białek w jelitach, osłabienia perystaltycznego stanu jelita (atonii, zaparcia) i chorób przewlekłych,
którym towarzyszy intensywne rozkładanie białek (na przykład gruźlicy).
Fenyloketonuria. Wrodzony niedobór hydroksylazy fenyloalaninowej w wątrobie
uniemożliwia przekształcenie fenyloalaliny w tyrozynę. Ilość fenyloalaniny w naszym organizmie
wzrasta ponad 10 razy, a ten aminokwas jest wykorzystywany przez inny szlak z tworzeniem
fenylomasłowego i fenylooctanowego. Substancje te nie mogą być wykorzystywane i gromadzone we
krwi i tkankach. Wzrost mózgu zostaje zatrzymany. Z moczem wydalany jest dużo fenylomasłowy i
fenylooctan. Świeży mocz z FeCl
3
daje oliwkowo-zielony kolor. Ten test jest szeroko
rozpowszechniony w domach położniczych, ponieważ specjalna dieta może zapobiec problemom ze
zdrowiem dziecka.
Przyczyny zmian zawartości normalnych składników w moczu.
Mocznik. Zmniejszenie mocznika w moczu spowodowane jest niedoborem białka w diecie,
zaburzeniami czynności wątroby (zwłaszcza marskością wątroby, zatruciem fosforem), kwasicą
(amoniakiem stosowanym do neutralizacji kwasów), procesami zapalnymi lub destrukcyjnymi w
nerkach (zapalenie nerek, gdy mocznik jest nie wydalony i pojawiła się mocznica). Zwiększenie
mocznika w moczu jest spowodowane nadmiarem białek w diecie i różnymi chorobami, którym
towarzyszy intensywny rozkład białek (cukrzyca, nowotwory złośliwe, choroby zakaźne z gorączką).
Kreatyna. Ilość kreatyniny w moczu zmniejsza się w przypadku zaburzeń filtracji
kłębuszkowej (ilość krwi wzrasta w tym samym czasie). Zwiększenie stężenia kreatyniny w moczu
wynika z intensywnej pracy mięśni, intensywnego rozkładu białek, nadmiaru kreatyniny w diecie
(mięso).
Aminokwasy. Zwiększenie poziomu aminokwasów następuje w przypadku intensywnego
rozkładu białek tkanek (uraz, oparzenia, choroba popromienna itp.). Wskazuje również na zaburzenia
czynności wątroby, zwłaszcza na depresję białek i tworzenie mocznika.
Kwasy moczowe. Zmniejsza się stężenie kwasu moczowego w moczu, gdy dieta zawiera
głównie węglowodany bez puryn. Mięso, kawior, tkanki gruczołowe, w których występuje wiele
nukleoprotein, mogą powodować wzrost poziomu kwasu moczowego w moczu. Leukozy, dna
moczanowa, burny, choroba popromienna, stosowanie aspiryny i kortykosteroidów również mogą być
przyczyną hiperurykurii.
Enzymy. Różne enzymy mogą być obecne w moczu w zależności od zaburzeń funkcji
narządów, a te daty mogą być wykorzystane do dokładnej diagnostyki tematu.
Związki nieorganiczne. Stężenie związków nieorganicznych zależy od ich ilości w diecie
(szczególnie dla sodu, potasu), od charakteru diety (rośliny zawierają dużo potasu, a poziom tego jonu
w moczu wzrasta, gdy dieta składa się głównie z roślin; mięso i inne białka mogą być przyczyną
zwiększenia soli amoniaku w moczu), od pH krwi (w przypadku zasadowicy lub poziomu
kwasicy
fosforanów w moczu wzrasta), z niektórych chorób i stadiów fizjologicznych (w czasie
ciąży iw przypadku przytarczyc poziom wapnia w moczu zmniejsza się).
Ogólny azot. Ogólny azot - to suma wszystkich związków zawierających azot. Blisko
80-90% ogólnego azotu należy do mocznika. Inne części - kwas moczowy, kreatynina i
aminokwasy. Tak więc poziom ogólnego azotu zależy od poziomu tych substancji.
Nierówności funkcji nerek.
Białkomocz. Białkomocz może być pochodzenia nerkowego i pozagałkowego. Białkomocz
nerkowy jest spowodowany uszkodzeniami nefronów, gdy białka osocza krwi mogą przechodzić przez
błony kłębuszkowe. W tym przypadku albuminy i globuliny są obecne w moczu. Dodatkowe
białkomocz nerki jest wynikiem uszkodzeń dróg moczowych i prostaty.
Krwiomocz. Ten patologiczny składnik jest spowodowany uszkodzeniami nerek lub dróg
moczowych. W większości przypadków nerczyca towarzyszy krwiomocz. Czasami krwiomocz jest
wskaźnikiem pourazowego uszkodzenia nerek.
Glukozuria. W większości przypadków glukozuria jest objawem cukrzycy, gdy poziom
glukozy we krwi przekracza próg nerkowy (8-10 mmol / l). Ale czasami glukoza może być obecna w
moczu, nawet jej poziom we krwi jest normalny. Jest to tak zwana „glukozuria nerkowa”, która jest
spowodowana zaburzeniami reabsorpcji glukozy w kanalikach.
Pyuria. W normalnym moczu leukocyty są obecne w bardzo małej ilości. Z powodu
różnych procesów zapalnych dróg moczowych, pęcherza moczowego, gruczołu krokowego, również z
powodu nerki, ilość leukocytów w moczu zwiększa się i ta sytuacja jest nazywana „pirurią”.
Kreatyna. Zmniejszenie ilości kreatyny w moczu jest wskaźnikiem niewydolności nerek.
Metody oznaczania białek, glukozy, ciał ketonowych, krwi i pigmentów żółciowych w
moczu. Znaczenie kliniczne.
Białka można wykryć w moczu po denaturacji (podczas ogrzewania, ponieważ białka w
wysokiej temperaturze ulegają denaturacji i pozostają widoczne, a po interakcjach z kwasami
mineralnymi - sedymentacja z kwasem sulfosalicylowym).
Glukozę można wykryć jakościowo za pomocą niektórych reakcji redukcyjnych (reakcje
Fellinga lub
Tromera, specjalny papier wskaźnikowy „Glucotest”) i ilościowo za pomocą metody
Althauzena.
Ciała ketonowe można wykryć w moczu jakościowo (testy prawne i testy Herhardta) i
ilościowo w reakcji z nitropirydem sodu, kwasem octowym i amoniakiem.
Krew w moczu może być wykrywana jakościowo za pomocą testu benzydynowego.
Testy Fushe, Gmelin, Rosin, Florance i Rosenbah służą do jakościowego wykrywania
pigmentów żółciowych w moczu.
Organiczne związki moczu.
Białka. Zdrowi ludzie wydalają 30 mg białek dziennie. Z reguły są to białka o niskiej
wadze.
Mocznik. Jest to główna część związków organicznych w moczu. Azot mocznika stanowi
około 80-90% całego azotu w moczu. 20-35 g mocznika jest wydalane dziennie w normalnych
warunkach.
Kwas moczowy. Około 0,6-1,0 g kwasu moczowego jest wydalane dziennie w postaci
różnych soli (moczanów), głównie w postaci soli sodowej. Jego ilość zależy od żywności.
Kreatyna i kreatyna. Około 1-2 g kreatyniny jest wydalane dziennie, co zależało od masy
mięśni. To jest stała dla każdej osoby. Mężczyźni wydalają 18–32 mg kreatyniny na 1 kg masy ciała na
dobę, kobiety - 10–25 mg. Kreatyna jest substancją niewchłanialną, więc ten test wykorzystano do
oceny filtracji nerkowej.
Aminokwasy. Codziennie zdrowa osoba wydala 2-3 g aminokwasów (wolne aminokwasy i
różne peptydy o niskiej masie cząsteczkowej). W moczu można również znaleźć produkty
metabolizmu aminokwasów.
Kilka substancji. Kwas hipurowy (benzoiloglicyna) jest wydalany w ilości 0,6-1,5 g
dziennie. Wskaźnik ten wzrasta po zjedzeniu dużej ilości jagód i owoców oraz w przypadku rozpadu
białka w jelitach.
Indikan (sól potasowa kwasu indoksylosiarkowego). Ekskawacja wskaźnika na dzień
wynosi około 10-25 g. Zwiększenie poziomu wskaźnika w moczu jest spowodowane
nieuzasadnieniem białek próchniczych w jelitach i chorobami przewlekłymi, którym towarzyszy
intensywne rozkładanie białek (na przykład gruźlicy).
Kwasy organiczne. Mrówkowy, octowy, masłowy, β-oksybutrynowy, acetooctowy i
niektóre inne kwasy organiczne występują w moczu w niewielkiej ilości.
Witaminy. Prawie wszystkie witaminy mogą być wydalane przez nerki, zwłaszcza
rozpuszczalne w wodzie. Około 20-30 mg wit C, 0,1-0,3 mg wit B
1
, 0,5-0,8 mg wit B
2
i niektóre
produkty metabolizmu witaminy . Dane te można wykorzystać do oceny zaopatrzenia naszego
organizmu w witaminy.
Hormony. Hormony i ich pochodne są zawsze obecne w moczu. Ich ilość zależy od stanu
funkcjonalnego gruczołów dokrewnych i wątroby. Stosowany jest bardzo szeroki test - oznaczanie 17ketosteroidów w moczu. Dla zdrowego człowieka wskaźnik ten wynosi 15-25 g dziennie.
Urobilin. Występuje w niewielkiej ilości, nadaje moczowi żółty kolor.
Bilirubina. W normalnych warunkach obecnych w tak małej ilości, że nie można ich
znaleźć za pomocą rutynowych metod badań.
Glukoza. W normalnych warunkach obecnych w tak małej ilości, że nie można ich znaleźć
za pomocą rutynowych metod badań.
Galaktoza. Obecne w moczu noworodka, gdy trawienie mleka lub przemiana glalaktozy w
glukozę w wątrobie są naruszone.
Fruktoza. Występuje bardzo rzadko w moczu po zjedzeniu dużej ilości owoców, jagód i
miodu. We wszystkich innych przypadkach wskazuje na zaburzenia wątroby, cukrzycę.
Pentosy. Pentosy są wydalane po spożyciu dużej ilości owoców, soków owocowych,
cukrzycy i cukrzycy steroidowej, niektórych zatruć.
Ciała ketonowe. W normalnych warunkach mocz zawiera 20-50 mg ciał ketonowych i tej
ilości nie można znaleźć rutynowymi metodami badań klinicznych.
Porfiry. Mocz zdrowych ludzi zawiera kilka porfirów typu I (do 300 kg dziennie).
84.General description of connective tissue. Structure and functions of
collagen. Elastin–main protein of elastic fibrils, structure and biological role.
Tkanka łączna (TK) jest rodzajem tkanki biologicznej, która wspiera, łączy lub oddziela różne
typy tkanek i narządów ciała. Jest to jedna z czterech ogólnych klas tkanek biologicznych pozostałe to tkanki nabłonkowe, mięśniowe i nerwowe.
Struktura i funkcje kolagenu .
Kolagen jest grupa naturalnie występujących białek znajdujących się w zwierzętach ,
zwłaszcza w ciele i tkanki łącznej z kręgowców .
Jest głównym składnikiem tkanki łącznej i jest najobficiej występującym białkiem u
ssaków, stanowiąc około 25% do 35% zawartości białka w całym ciele. Kolagen, w postaci
wydłużonych włókienek , występuje głównie w tkankach włóknistych, takich jak ścięgno, więzadło
i skóra, a także obficie w rogówce, chrząstce, kościach, naczyniach krwionośnych, jelitach i krążku
międzykręgowym. Fibroblastów jest najczęstszą komórka, która tworzy kolagen. W tkance
mięśniowej służy jako główny składnik endomysium . Kolagen stanowi jeden do dwóch procent
tkanki mięśniowej i odpowiada za 6% masy silnych, ścięgien. żelatyna, który jest stosowany w
żywności i przemyśle, to kolagen, który został nieodwracalnie zhydrolizowany . Kolagen składa się
z potrójnej helisy, która zazwyczaj składa się z dwóch identycznych łańcuchów (α1) i dodatkowego
łańcucha, który różni się nieznacznie swoim składem chemicznym (α2).
Skład aminokwasowy kolagenu jest nietypowy dla białek, szczególnie w odniesieniu do
wysokiej zawartości hydroksyproliny . Najczęstszymi motywami w sekwencji aminokwasowej
kolagenu są glicyna - prolina -X i glicyna-X-hydroksyprolina, gdzie X jest dowolnym
aminokwasem innym niż glicyna, prolina lub hydroksyprolina.
Elastyna jest białkiem w tkance łącznej, która jest elastyczna i pozwala wielu tkankom w
ciele na powrót do kształtu po rozciągnięciu lub skurczu. Elastyna pomaga skórze powrócić do
pierwotnej pozycji, gdy zostanie szturchnięta lub ściśnięta. Elastyna jest również ważną tkanką
przenoszącą obciążenia w ciałach kręgowców i jest stosowana w miejscach, w których wymagana
jest energia mechaniczna. U ludzi elastyna jest kodowana przez gen ELN .
Funkcjonować
Ten gen koduje białko, które jest jednym z dwóch składników włókien
elastycznych. Kodowane białko jest bogate w hydrofoboweaminokwasy, takie
jak glicyna i prolina , które tworzą ruchome regiony hydrofobowe ograniczone wiązaniami
poprzecznymi między resztami lizyny . Dla tego genu znaleziono wiele wariantów
transkrypcyjnych kodujących różne izoformy. Inną nazwą elastyny jest
tropoelastyna. Charakterystyka zaburzenia jest zgodna z napędzanym entropią
mechanizmem sprężystego odrzutu. Stwierdzono, że zaburzenie konformacyjne jest
konstytutywną cechą struktury i funkcji elastyny.
Znaczenie kliniczne
Delecje i mutacje w tym genie są związane z nadzawałowym zwężeniem zastawki
aortalnej ( SVAS ) i autosomalnym dominującym cutax laxa . Inne wady związane z elastyną
obejmują zespół Marfana a Rozedma płuc spowodowane alfa 1 -antytrypsynyniedoboru.
Kompozycja
Elastyczne włókno składa się z białka fibryliny i elastyny wykonanych z
prostych aminokwasów, takich jak glicyna , walina ,alanina i prolina . Całkowita elastyna
waha się od 58 do 75% masy suchej odtłuszczonej tętnicy w normalnych tętnicach
psów. [6]Porównanie między świeżymi i strawionymi tkankami pokazuje, że przy 35%
odkształceniu co najmniej 48% obciążenia tętnicy jest przenoszone przez elastynę, a co
najmniej 43% zmiany sztywności tkanki tętniczej wynika ze zmiany w sztywności
elastyny. Elastynę wytwarza się przez połączenie wielu rozpuszczalnych cząsteczek
białka tropoelastyny w reakcji katalizowanej przezoksydaza lizylowa , aby utworzyć
masywną nierozpuszczalną, trwałą sieć usieciowaną . Aminokwasem odpowiedzialnym za te
sieciowania jest lizyna .