Brzina hemijske reakcije određuje se količinom supstance koja je reagovala u jedinici vremena u jedinici zapremine.

Ako se pri konstantnoj zapremini i temperaturi koncentracija jednog od reaktanata smanji od od 1 prije od 2 na određeno vreme od t 1 prije t 2 , tada je brzina hemijske reakcije:

v= -- (c 2 - c 1 ) / (t 2 - t 1 )=∆ c/∆ t,

Znak “-” na desnoj strani jednačine znači: kako se reakcija odvija (t 2 - t 1 ) > 0 koncentracija reaktanata se smanjuje (od 2 - od 1< 0) , a budući da brzina reakcije ne može biti negativna, jednadžbi prethodi znak "-".

Koncentracija se izražava u mol / l, a brzina - mol / (l s).

Brzina hemijske reakcije zavisi od:

1. Od prirode supstanci koje reaguju;
2. Od uslova u kojima se odvija (koncentracija, temperatura, prisustvo katalizatora).

Priroda hemijskih reagensa ima ključni uticaj na brzinu reakcije. (Na primjer, vodonik reagira s fluorom već na sobnoj temperaturi i vrlo snažno, a kada je u interakciji s jodom, reakcija se mora provesti uz značajno zagrijavanje).

Kvantitativni odnos između brzine reakcije i molarne koncentracije reaktanata opisan je osnovnim zakonom kemijske kinetike - zakon delujućih masa.

Zakon glumačkih masa: brzina kemijske reakcije na konstantnoj temperaturi proporcionalna je proizvodu koncentracija reaktanata.

aa + bB +… → cc + dd +….

U skladu sa zakonom, brzina hemijske reakcije može se predstaviti u sledećem obliku:

v= k[A] vA [B] vB ,

gdje k - koeficijent neovisan o koncentraciji naziva se konstanta brzine reakcije,

v A I v B - konstantni brojevi - indikatori reda brzine reakcije po reaktantima ALI I IN.

Suma v A + v B = v pozvao totalni (opći) red reakcija.

Treba napomenuti da su indikatori reda brzine reakcije v A I v B o reagensi nikada nisu jednaki stehiometrijskim koeficijentima a I b(izuzetak može biti samo u jednom slučaju - ako je reakcija elementarni čin).

Za složene reakcije indeksi reda reakcije nisu jednaki stehiometrijskim koeficijentima i određuju se samo eksperimentalno.

Ova zavisnost važi za gasove i tečnosti (homogene sisteme). Za heterogenu reakciju (uz učešće čvrstih supstanci), brzina reakcije zavisi i od veličine kontaktne površine između reagujućih supstanci. Svako povećanje površine rezultira povećanjem brzine reakcije.

Utjecaj katalizatora na brzinu kemijske reakcije.

katalizator - supstanca koja mijenja brzinu kemijske reakcije, ali ostaje nepromijenjena nakon što se kemijska reakcija završi.

Učinak katalizatora na brzinu reakcije se naziva kataliza. Kada su reaktanti i katalizator u istom agregacijskom stanju, onda govorimo o homogenoj katalizi. U heterogenoj katalizi, reaktanti i katalizator su u različitim agregacijskim stanjima (obično je katalizator u čvrstom stanju, a reaktanti su u tekućem ili plinovitom stanju).

Mehanizam djelovanja katalizatora (pojednostavljeno).

U toku katalizirane kemijske reakcije dolazi do stvaranja međuproizvoda (formiranje veze između katalizatora i reaktanta).

A + B \u003d AB,

Reakcija bez katalizatora je vrlo spora, a uz dodatak katalizatora TO, o reagira s jednom od početnih supstanci (na primjer, sa ALI), formirajući vrlo krhak i reaktivan međuprodukt AK:

A + K = AK,

Ovaj intermedijarni spoj reagira s drugim početnim materijalom IN, formirajući konačni proizvod AB i katalizator izlazi u svom originalnom obliku:

AK + B = AB + K.

Katalizator može učestvovati u reakciji beskonačan broj puta. Međutim, treba uzeti u obzir da u reakcijama mogu biti prisutni spojevi koji smanjuju aktivnost katalizatora. Takve supstance se nazivaju katalitičkih otrova, i sam proces trovanja.

homogena kataliza.

2 SO 2 + O 2 = 2 SO 3 (1 ),

(A + B = AB),

katalizator - NO.

O 2 + 2NO \u003d 2NO 2 (2),

(IN + TO = VC),

2NO 2 + 2SO 2 \u003d 2SO 3 + 2NO (3),

(VC + A = AB + K).

heterogena kataliza.

U heterogenoj katalizi, reaktanti se adsorbiraju na površini katalizatora (heterogena je, a ovdje se nalaze aktivni centri, pod čijim utjecajem se slabi veza između atoma reaktanata, molekula se deformira, a ponekad čak i raspada ).

2 SO 2 + O 2 = 2 SO 3,

Katalizator V 2 O 5 , Pt.

SO 2 + V 2 O 5 \u003d SO 3 + 2VO 2,

2VO 2 + ½ O 2 \u003d V 2 O 5.

Katalizator karakterizira selektivnost djelovanja (određeni katalizator za određenu reakciju). Izbor optimalnih katalizatora je hitan problem za mnoge industrije: preradu plina, kreking ugljikovodika, naftnu industriju, proizvodnju polimera, gume itd.

Katalizatori također igraju važnu ulogu u živoj prirodi, oni se samo zovu enzimi.

Proteini su građevinski materijal. Neke bakterije i sve biljke su u stanju sintetizirati sve aminokiseline od kojih su izgrađeni proteini, koristeći za to anorganske tvari: dušik i ugljen-dioksid zrak, vodonik dobiven cijepanjem vode (zbog svjetlosne energije), neorganske tvari tla. Životinje su u procesu evolucije izgubile sposobnost da sintetiziraju deset posebno složenih aminokiselina, koje se nazivaju esencijalnim. Dobijaju ih gotove sa biljnom i životinjskom hranom. Takve aminokiseline nalaze se u proteinima mliječnih proizvoda (mlijeko, sir, svježi sir), u jajima, ribi, mesu, kao i u soji, pasulju i nekim drugim biljkama. U probavnom traktu, proteini se razlažu na aminokiseline, koje se apsorbiraju u krvotok i ulaze u stanice. U ćelijama se od gotovih aminokiselina grade sopstveni proteini koji su karakteristični za dati organizam. Proteini su bitna komponenta svih ćelijskih struktura i to je njihova važna strukturna uloga.

Enzimski proteini. U svakoj živoj ćeliji, hiljade bioloških hemijske reakcije. U toku ovih reakcija dolazi do cijepanja i oksidacije nutrijenata koji dolaze izvana. Energiju hranjivih tvari dobivenih oksidacijom i produkte njihovog razgradnje stanica koristi za sintetizaciju različitih organskih spojeva koji su joj potrebni. Brz nastanak ovakvih reakcija osiguravaju biološki katalizatori, odnosno akceleratori reakcija - enzimi. Poznato je više od hiljadu različitih enzima. Svi su bijeli.

Svaki enzim daje jednu reakciju ili nekoliko reakcija istog tipa. Na primjer, masti u probavnom traktu (kao i unutar ćelija) razgrađuju se posebnim enzimom koji ne djeluje na polisaharide (škrob, glikogen) niti na proteine. Zauzvrat, enzim koji razgrađuje samo škrob ili glikogen ne djeluje na masti. Svaki molekul enzima je sposoban da izvrši od nekoliko hiljada do nekoliko miliona identičnih operacija u minuti. Tokom ovih reakcija, enzim se ne troši. Kombinira se sa supstancama koje reaguju, ubrzava njihovu transformaciju i ostavlja reakciju nepromijenjenom.

Enzimi najbolje rade samo pri optimalnoj temperaturi (na primjer, kod ljudi i toplokrvnih životinja na 37°C) i određenoj koncentraciji vodikovih iona u okolišu.

Proces cijepanja ili sinteze bilo koje tvari u ćeliji, po pravilu, dijeli se na niz kemijskih operacija. Svaku operaciju izvodi poseban enzim. Grupa takvih enzima čini neku vrstu biohemijskog cevovoda.

regulatorni proteini. Poznato je da se posebni regulatori fizioloških procesa - hormoni - proizvode u specijalizovanim ćelijama životinja i biljaka. Dio hormona (ali ne svih) životinja i ljudi su proteini. Dakle, proteinski hormon inzulin (hormon pankreasa) aktivira hvatanje molekula glukoze od strane ćelija i njihovo razgradnju ili skladištenje unutar ćelije. Ako nema dovoljno inzulina, glukoza se nakuplja u krvi u višku. Ćelije bez pomoći insulina nisu u stanju da ga zarobe – one gladuju. To je razlog za razvoj dijabetesa – bolesti uzrokovane nedostatkom inzulina u tijelu.

Hormoni obavljaju esencijalnu funkciju u tijelu kontrolirajući aktivnost enzima. Dakle, inzulin aktivira enzim u stanicama jetre koji sintetizira drugu organsku tvar iz glukoze - glikogen, i niz drugih enzima.

Proteini su sredstva zaštite. Kada bakterije ili virusi uđu u krv životinja i ljudi, tijelo reagira tako što proizvodi posebne zaštitne proteine ​​- antitijela. Ovi proteini se vezuju za proteine ​​patogena koji su strani organizmu, što potiskuje njihovu vitalnu aktivnost. Za svaki strani protein - antigen, tijelo proizvodi posebne "anti-proteine" - antitijela.

ILJA ILJIČ MEČNIKOV (1845-1916) - ruski biolog, jedan od osnivača komparativne patologije, evolucione embriologije. Otkrio je fenomen fagocitoze. Stvorio je ćelijsku teoriju imuniteta. Dobitnik Nobelove nagrade.

Antitijela imaju zadivljujuću osobinu: među hiljadama različitih proteina prepoznaju samo svoj antigen i samo s njim reaguju. Ovaj mehanizam otpornosti na patogene naziva se imunitet. Osim antitijela otopljenih u krvi, na površini posebnih stanica postoje antitijela koja prepoznaju i hvataju strane ćelije. To je ćelijski imunitet, koji u većini slučajeva osigurava uništavanje novonastalih stanica raka.

Kako bi se spriječile bolesti, ljudima i životinjama se ubrizgavaju oslabljene ili ubijene bakterije ili virusi (cjepiva) koji ne uzrokuju bolest, ali uzrokuju da posebne tjelesne stanice proizvode antitijela protiv ovih patogena. Ako nakon nekog vremena u takav organizam uđe neoslabljena bakterija ili virus koji izaziva bolest, oni nailaze na snažnu zaštitnu barijeru antitijela. Milioni ljudskih života spašeni su vakcinacijom protiv malih boginja, bjesnila, dječje paralize, žute groznice i drugih bolesti.

Proteini su izvor energije. Proteini mogu poslužiti kao izvor energije za ćeliju. Uz nedostatak ugljikohidrata ili masti, molekule aminokiselina se oksidiraju. Energija koja se oslobađa u ovom procesu koristi se za podršku vitalnim procesima u tijelu.

1. Opišite strukturu proteinskih molekula u vezi s njihovim funkcijama u ćeliji.
2. Objasnite zašto reakcije koje kataliziraju enzimi zavise od pH i temperature.
3. Objasnite biološki značaj vakcinacije.

Objasnite zašto se proteolitički enzimi i deoksiribonukleaza koriste za liječenje gnojnih rana:

a) Koje reakcije ovi enzimi kataliziraju?

b) Kako će se promijeniti viskozitet gnojnog sadržaja ako zavisi od koncentracije makromolekula u njegovom sastavu

c) Da li je moguće koristiti pepsin, kao i kolagenazu i hijaluronidazu za čišćenje rana od gnoja.

ali) Proteolitički enzimi razgrađuju peptidne veze koje formiraju određene aminokiseline. Proteolitički enzimi uključuju pepsin, tripsin, himotripsin.

Pepsin, kimotripsin, tripsin su endopeptidaze, odnosno djeluju na peptidne veze udaljene od krajeva peptidnog lanca.

Deoksiribonukleaza (DNK-aza) i ribonukleaza (RNase) soka pankreasa su uključene u razgradnju nukleinske kiseline. Oni su endonukleaze i hidroliziraju makromolekule u oligonukleotide.

b) Budući da viskoznost gnojnog sadržaja ovisi o koncentraciji makromolekula u njegovom sastavu, to znači da će pod djelovanjem proteolitičkih enzima i DNaze doći do smanjenja viskoznosti.

u) Pepsin se ne koristi za liječenje gnojnih rana, budući da je optimalna pH vrijednost pepsina 1,0-2,5, što odgovara pH želuca, pa se pepsin koristi u enzimskoj zamjenskoj terapiji ahimije, hipo- i anacidnog gastritisa.

Proteolytic Enzymes(tripsin, kimotripsin) koristi se za lokalno liječenje gnojnih rana u cilju cijepanja proteina mrtvih stanica, uklanjanja krvnih ugrušaka ili viskoznih sekreta kod upalnih bolesti respiratornog trakta (pH ~7,0).

Enzimski preparati RNAse i DNase koriste se kao antivirusni lijekovi u liječenju adenovirusnog konjunktivitisa.

Hijaluronidaza ne može se koristiti za čišćenje rana od gnoja. Uništava polisaharidne lance. Iz ekstracelularnog prostora, glikozaminoglikani mehanizmom endocitoze ulaze u ćeliju i zatvaraju se u endocitne vezikule, koje se potom spajaju sa lizosomima. Lizozomalne hidrolaze obezbeđuju postepeno potpuno cepanje glikozaminoglikana do monomera. Kao rezultat toga, mikroorganizmi ulaze u međućelijsku tvar, a zatim u tkiva tijela, što dovodi do gnojne infekcije. Hijaluronidaza se koristi za resorpciju ožiljaka subkutano i intramuskularno.

Kolagenaza se koristi u medicinskoj praksi za liječenje opekotina u hirurgiji i za liječenje gnojnih očnih bolesti u oftalmologiji. Postoje dvije vrste kolagenaza: 1. Kolagenaza tkiva je uključena u katabolizam kolagena. 2. Bakterijsku kolagenazu sintetiziraju neki mikroorganizmi. Cepa peptidni lanac kolagena na više od 200 mesta. Uništavaju se barijere vezivnog tkiva u ljudskom tijelu, što osigurava invaziju mikroorganizma i doprinosi nastanku i razvoju plinske gangrene. Sam patogen ne sadrži kolagen i stoga na njega ne utiče kolagenaza.

1. Optimalni uslovi za delovanje amilaze, enzima koji razgrađuje skrob: pH 6,8, 37°C. Kako će se promijeniti aktivnost enzima ako je pH inkubacionog medija 5,0? Kako će se promeniti aktivnost enzima ako je temperatura inkubacionog medijuma 30°C?Objasnite odgovor.Koji je razlog za promenu aktivnosti enzima sa promenama pH i temperature? Kojoj klasi i podklasi enzima pripada amilaza?

odgovor: Amilaza je enzim iz klase hidrolaze, podklase glikozidaze.

Pri pH medijuma za inkubaciju = 5,0, aktivnost amilaze će se smanjiti. Na temperaturi inkubacionog medijuma = 30, aktivnost amilaze će se smanjiti. To će se dogoditi jer enzimi pokazuju najveću aktivnost pri pH i temperaturi koja je striktno definirana za svaki enzim (optimum). Kada se ovi uvjeti promijene, aktivnost enzima opada ili potpuno prestaje. Promjene u aktivnosti enzima s promjenama temperature povezane su s denaturacijom proteina (enzimi su proteini ), i sa pH pomacima, sa efektom i stepenom jonizacije kiselih i alkalnih grupa. Sa oštrim pomacima od optimalnog pH medija, enzimi prolaze kroz konformacijske promjene, što dovodi do gubitka aktivnosti zbog denaturacije ili promjene naboja molekula.

2.Kada se konzumira veliki broj u sirovom bjelancu može se razviti hipovitaminoza biotina (vitamina H) - Swiftova bolest, praćena specifičnim dermatitisom. Hipovitaminoza se zasniva na stvaranju u gastrointestinalnom traktu nerastvorljivog kompleksa proteina jajeta avidina sa biotinom. Zašto kuvana jaja ne izazivaju takav efekat? Koji koenzim sadrži vitamin H? U kojoj vrsti reakcija učestvuje ovaj koenzim?

odgovor: Kada se prokuva, bjelanjak se izlaže visokim temperaturama i denaturira, tako da ne može formirati nerastvorljiv kompleks sa biotinom.

Vitamin H je dio koenzima biocitin. Biocitin je koenzim ligaza uključen u reakcije spajanja 2 supstrata kovalentnim povezivanjem (sinteza).

3. Michaelisova konstanta srčane lipaze je red veličine niža od one u masnom tkivu. U kom tkivu će prevladati hidroliza masti u postapsorpcijskom periodu (više od 4 sata nakon obroka), kada je njihova koncentracija u krvi niska? Objasnite odgovor. Kojoj klasi i podklasi pripada enzim lipaza?

odgovor: Lipaza je hidrolaza, hidrolaza esterskih veza.

Michaelisova konstanta srčane lipaze je za red veličine manja od one lipaze masnog tkiva, što znači da lipaza srca ima veći afinitet prema supstratu (mašću), tj. razgradit će masti čak i pri njihovoj niskoj koncentraciji u krvi. Dakle, u postapsorptivnom periodu, kada je sadržaj masti u krvi nizak, preovlađuje njihova hidroliza u srčanom mišiću.

4. Konstanta Michaelishexokinaze mozga je značajno manja od ovog indikatora u hepatocitima. U kom organu će reakcija koju kataliziraju ovi enzimi prevladavati u postapsorpcijskom periodu (više od 4 sata nakon obroka), kada je koncentracija glukoze u krvi niska? Objasnite odgovor. Kojoj klasi i podklasi pripada heksokinaza? Po čemu se izoforme heksokinaze razlikuju?

odgovor: Heksokinaza - transferaza, fosfotransferaza. Kod ljudi postoje 4 izoforme heksokinaze, sintetiziraju se u različitim organima i imaju različite Michaelisove konstante.

Jer Budući da je Michaelisova konstanta heksokinaze mozga manja od Km hepatocita (tj. afinitet heksokinaze mozga za glukozu je veći od hepatocitne heksokinaze), tada u postapsorpcijskom periodu (kada je glukoza u krvi niska), reakcija je katalizirana heksokinaza mozga će prevladati.

5. Metanol u svom čistom obliku nije toksičan za tijelo, ali gutanje može dovesti do smrti. Objasnite razlog. Jedan od tretmana za trovanje metanolom je davanje etanola pacijentu. Objasnite zašto je ovaj tretman efikasan? Navedite enzim koji katalizuje metabolizam ovih alkohola. Kojoj klasi i podklasi enzima pripada? Objasniti pojam supstratne specifičnosti enzima. Koji pokazatelj karakterizira specifičnost supstrata i enzima?

odgovor: Kada se uzima oralno, metanol (u svom čistom obliku nije toksičan za tijelo) enzim alkohol dehidrogenaza pretvara u formaldehid, spoj otrovan za ljude.

Jedan od tretmana je da se osobi da popije etanol. ADH, koji razgrađuje alkohole u organizmu, ima veći afinitet prema etanolu nego prema metanolu, pa kada etanol uđe u krvotok, ADH će početi da ga razgrađuje, a metanol će se izlučiti iz organizma u čistom obliku.

Alkohol dehidrogenaza - oksidoreduktaza, anaerobna dehidrogenaza.

Specifičnost supstrata je sposobnost enzima da stupi u interakciju sa jednim ili više supstrata sa sličnom strukturom i vrstom veza.

Specifičnost supstrata i enzima karakteriše Michaelisova konstanta.

6. U ispitivanju želučanog soka gel filtracijom izolovan je neaktivni oblik pepsina molekulske težine 42 kDa. Nakon što je enzimu dodata hlorovodonična kiselina, molekulska težina se smanjila na 35 kDa i enzim je postao aktivan. Objasnite svoje nalaze. Koja je vrsta regulacije aktivnosti tipična za ovaj enzim? Koje je biološko značenje formiranja neaktivnog oblika ovog enzima? Kojoj klasi i podklasi enzima pripada pepsin?

odgovor: Pepsin je hidrolaza, peptidaza.

Kada se HCl doda neaktivnom obliku pepsina (proenzim), specifični inhibitor se cijepa od proenzima i proenzim prelazi u aktivni oblik - aktivni pepsin. Ova metoda regulacije je djelomična proteoliza, zbog čega se mijenja konformacijska struktura enzima.

7. Lipaza u masnom tkivu može biti u 2 oblika sa različitim aktivnostima: u obliku jednostavnog proteina i fosfoproteina. Objasnite kako dolazi do prijelaza iz jednog oblika u drugi i zašto je taj prijelaz praćen promjenom aktivnosti enzima. Koju vrstu reakcije katalizira lipaza? Imenujte podklasu ovog enzima.

odgovor: Lipaza je hidrolaza, hidrolaza esterskih veza. Lipaza katalizira hidrolizu esterskih veza u molekulima masti.

Prelazak lipaze iz neaktivnog oblika (jednostavnog proteina) u aktivni oblik (fosfoprotein) se događa fosforilacijom. Fosfatna grupa je vezana za molekul enzima, konformaciona struktura proteina se menja, aktivni centar se otvara ili formira, usled čega enzim postaje aktivan.

8. Kofein je kompetitivni inhibitor fosfodiesteraze, enzima koji razgrađuje cAMP. Kako će unos kofeina uticati na aktivnost protein kinaze A? Koju reakciju katalizira protein kinaza A? Koji je značaj ove reakcije?

odgovor: Unos kofeina će povećati aktivnost protein kinaze A.

Fosfodiesteraza razgrađuje cAMP, a kofein inhibira ovaj proces. Nerazdvojeni cAMP je aktivator protein kinaze A i obezbeđuje njenu povećanu aktivnost.

Protein kinaza A aktivira i inaktivira enzime fosforilacijom.

9. Aspartatkarbamoiltransferaza (12 protomera), nakon izlaganja od 4 minute na 60°C, gubi osjetljivost na alosterični inhibitor CTP-a uz održavanje enzimske aktivnosti. U tom slučaju dolazi do disocijacije enzima na zasebne protomere. Koje karakteristike strukture i funkcioniranja alosteričnih enzima potvrđuju iznesene podatke?

odgovor: Alosterični proteini imaju posebnu strukturu: sastoje se od nekoliko protomera, u kojima se nalazi ne samo aktivni centar enzima, već i regulatorni (alosterični). stoga, kada je izložen alosteričkom inhibitoru, samo alosterični centar stupa u interakciju, dok održava funkcije aktivnog centra.

10. Utvrđeno je da je acetilsalicilna kiselina (protuupalno sredstvo) inhibitor ciklooksigenaze, enzima uključenog u sintezu eikozanoida, biološki aktivnih supstanci koje regulišu razvoj upalnog odgovora. Objasniti mehanizam inhibicije enzima pod utjecajem lijeka, ako je poznato da kao rezultat inhibicije nastaje salicilna kiselina, a stvaranje eikosanoida se obnavlja tek nakon sinteze novih molekula enzima.

odgovor: Acetilsacicilna kiselina dodaje acetilnu grupu serinskom ostatku u aktivnom centru enzima, čime mijenja njegovu strukturu i inhibira njegovo djelovanje. Dakle, ova reakcija je ireverzibilna, a obnova funkcija enzima moguća je samo kroz sintezu novih molekula ciklooksigenaze.

11. Za liječenje mijastenije gravis (mišićne slabosti), koja je praćena kršenjem neuromuskularne regulacije uz učešće acetilholina, koristi se lijek prozerin. Šta je osnova za upotrebu ovog lijeka? Okarakterizirati kompetitivnu inhibiciju aktivnosti enzima.

odgovor: Prozerin je lijek iz grupe antiholinesteraza. Mehanizam djelovanja lijeka je da se veže za anionske i esterazne centre molekule acetilholinesteraze, što ih reverzibilno štiti od acetilholina, uslijed čega se zaustavlja njegova enzimska hidroliza, akumulira se acetilkolin i povećava kolinergička transmisija.

Kompetitivna inhibicija se odnosi na reverzibilno smanjenje brzine enzimske reakcije uzrokovane inhibitorom koji se vezuje za aktivno mjesto enzima i sprječava stvaranje kompleksa enzim-supstrat. Ova vrsta inhibicije se primećuje kada je inhibitor strukturni analog supstrata, što dovodi do nadmetanja između supstrata i molekula inhibitora za mesto u aktivnom mestu enzima. U ovom slučaju, ili supstrat ili inhibitor stupaju u interakciju sa enzimom, formirajući komplekse enzim-supstrat (ES) ili enzim-inhibitor (EI). Kada se formira kompleks enzima i inhibitora (EI), proizvod reakcije se ne formira.

12. Sukcinilholin, analog acetilholina, koristi se u kirurgiji kao relaksant mišića. Zašto se njegova upotreba ne preporučuje pacijentima sa smanjenom funkcijom jetre koja sintetiše proteine? Recite nam nešto o procesu inaktivacije anestetičkog lijeka i enzima koji katalizuje ovaj proces.

odgovor: inaktivacija sukcinilholina u tijelu se provodi hidrolizom pod djelovanjem enzima pseudoholinesteraze. Ovaj enzim se proizvodi u jetri i, kao i svi drugi, proteinske je prirode. Stoga, ako je poremećena funkcija jetre koja sintetiše proteine, biće poremećeno izlučivanje relaksansa mišića iz organizma.

13. Kada je malonska kiselina, strukturni analog sukcinata, dodana suspenziji mitohondrija, došlo je do naglog smanjenja unosa kisika od strane stanica. Dodatak citrata nije uticao na potrošnju kiseonika, dok je dodatak fumarata imao stimulativni efekat. Objasnite rezultate eksperimenta. Koji proces u mitohondrijima uključuje sukcinat i fumarat? Koja je uloga ovog procesa?

odgovor: Sukcinat i fumarat su uključeni u Krebsov ciklus. Malonska kiselina je strukturni analog sukcinata, inhibitor sukcinat dehidrogenaze. Kada se doda malonska kiselina, ne dolazi do reakcije dehidrogenacije sukcinata, ne nastaje produkt reakcije (fumarat), stoga se krši Krebsov ciklus, ne stvaraju se redukcijski ekvivalenti, ne odvija se proces respiracije tkiva - ćelije se ne apsorbuje kiseonik. citrat se koristi u reakciji koja prethodi dehidrogenaciji sukcinata.Kada je dodat fumarat, obnavlja se Krebsov ciklus i nastavlja se apsorpcija kisika u stanicama. CK je konačni put metabolizma, izvor reducirajućih ekvivalenata za CPE i ATP sintezu (proizvodnja energije).

14. Kod malignih tumora prevladava anaerobni tip metabolizma ugljikohidrata i akumulira se mliječna kiselina. Poznato je da se interkonverzije piruvata i laktata, koje katalizira laktat dehidrogenaza (LDH), brzo odvijaju u miokardu. Stoga će sastav LDH izoenzima tumorskih ćelija i kardiomiocita biti sličan. Koji izoenzimi laktat dehidrogenaze dominiraju u tumorskim ćelijama? Kako se ovo može koristiti u dijagnostici? Opišite poziciju LDH u klasifikatoru enzima .

odgovor: U tumorskim ćelijama će dominirati iste izoforme LDH kao i u kardiomiocitima - LDH1 i 2, kao i LDH3. Analiza izoenzimskog sastava LDH koristi se kod različitih patologija (srce, jetra, mišići, tumori), jer. različiti organi sadrže različite izoforme LDH. LDH - oksidoreduktaza.

15. Primjena tripsina s lokalnom izloženošću temelji se na sposobnosti razgradnje nekrotičnih tkiva i fibrinoznih formacija, tankih viskoznih sekreta, eksudata, krvnih ugrušaka. U odnosu na zdrava tkiva, enzim je neaktivan i siguran. Objasni zašto. Kojoj klasi i podklasi enzima pripada tripsin? Zašto se ovaj enzim koristi za liječenje i liječenje gnojno-nekrotičnih rana?

odgovor: Tripsin pripada klasi hidrolaza, podklasi peptidaza. Ovaj enzim katalizira hidrolizu peptidnih veza, tk. nekrotična tkiva imaju proteinsku strukturu, tada će tripsin doprinijeti njihovom razgradnji, ali ne utiče na zdrava tkiva, jer se imobilizirani oblik ovog enzima koristi za medicinsku upotrebu.

16. Poznato je da kao rezultat rada sistema mikrosomalne hidroksilacije (MSH), neki potencijalno toksični ksenobiotici postaju hidrofilni. Objasnite zašto hidroksilacija dovodi do smanjenja toksičnosti lipofilnih ksenobiotika. Kojoj klasi pripadaju MSH enzimi? Koji je princip rada MSG sistema za transport elektrona?

odgovor: Mikrosomalni sistem glatkog endoplazmatskog retikuluma luči enzime monooksigenaze. Od toga, 1 oksidaza s mješovitim funkcijama i 2 enzima koji osiguravaju procese konjugacije su pretežno uključeni u mehanizme metabolizma ksenobiotika.

Oksidaze kataliziraju reakcije C-hidroksilacije ksenobiotika. Kao rezultat, ksenobiotici dobivaju reaktivne grupe OH, COOH, koje osiguravaju ulazak u reakcije konjugacije s stvaranjem niskotoksičnih spojeva koji se lako izlučuju iz tijela urinom, žuči i izmetom.

2. Klasa oksidoreduktaze

3.A. Vezivanje u aktivnom centru citokroma P450 i supstance RH (ksenobiotik), aktivira redukciju gvožđa u hemu – vezuje se prvi elektron.

B. Promjena valencije željeza povećava afinitet kompleksa za molekul kisika

C. Pojava molekule O2 u centru koagulacije citoroma P450 ubrzava pojavu drugog elektrona i formiranje kompleksa: P450-Fe(II+)+O2-RH

E. Modifikovana supstanca R-OH se odvaja od enzima i izlučuje iz organizma.

17. Objasnite zašto je pri određivanju aktivnosti laktat dehidrogenaze materijal za ispitivanje krvni serum bez znakova hemolize, a pri određivanju aktivnosti pankreasne lipaze može se koristiti hemolitički serum? Navedite položaj ovih enzima u klasifikatoru

odgovor: hemoliza eritrocita u uzorku krvi (zbog visokog sadržaja LDH u krvnim stanicama), stoga hemolitički serum nije pogodan za određivanje aktivnosti LDH, zbog činjenice da LDH može izaći iz uništenih eritrocita i poremetiti rezultat analize. U patologiji gušterače opaža se povećanje aktivnosti lipaze, što je povezano s oštećenjem njegovih stanica i oslobađanjem enzima u krv, tako da njegova aktivnost ne ovisi o tome koristi li se krv sa znakovima hemolize ili ne.

LDH- klasa-oksidigoreduktaza, (podklasa-oksidaza)

Pankreasna lipaza: Klasa hidrolaze

18. DNaza je lizozomalni enzim koji inhibira reprodukciju virusa koji sadrže DNK. Utvrđeno je da virusi pinocitozom ulaze u ćelije i tako se izoluju u pinocitnim vezikulama koje se spajaju sa lizosomima. Zašto DNaza, čak i u veoma velikim količinama, ne oštećuje molekule DNK ćelije? Kojoj klasi enzima pripada DNaza?

odgovor: Dnaza ne oštećuje DNK ćelije, budući da je ovaj enzim zarobljen ćelijskim membranama i izolovan iz nuklearnih struktura u endosomima unutar ćelija. .

Klasa: hidrolaze

19. Objasnite zašto s povećanjem permeabilnosti membrana hepatocita u krvnoj plazmi, aktivnost alanin aminotransferaze (ALT) raste u većoj mjeri, uprkos činjenici da je ukupna aktivnost aspartat aminotransferaze u ćelijama jetre veća u odnosu na aktivnost ALT. Koju vrstu reakcije ovi enzimi kataliziraju i kako se koriste u dijagnostici bolesti?

odgovor: Kod akutnog hepatitisa dolazi do citolize hepatocita i smanjenja funkcije jetre koja sintetiše proteine. ALT je intracelularni enzim i sadržan je u hepatocitima, odnosno oslobađa se u krvotok tokom citolize.

Vrsta rješenja: prijenos funkcionalnih grupa s jedne podloge na drugu

Ananin aminotransferaza (ALT ili AlAT) i aspartat aminotransferaza (AST ili AsAT) su kombinovane u jednu grupu enzima - aminotransferaze.

Enzimi imaju selektivnu tkivnu specijalizaciju, pa krvni test na ALT ukazuje na stanje jetre, krvni na AST je pokazatelj stanja srčanog mišića - miokarda. Povećan sadržaj ovih enzima u krvnoj plazmi signalizira oštećenje tkiva jetre ili miokarda. Smrt i uništavanje ćelija u ovim organima je praćeno oslobađanjem enzima u krv.

U dijagnostici se često koristi i koeficijent Ritisa - omjer AsAT / AlAT, određen u jednom testu krvi. Normalna vrijednost ovog koeficijenta je 1,3. Infektivni hepatitis uzrokuje njegovo smanjenje. Kod infarkta miokarda, Ritis indeks je povećan

Prema rezultatima analize ALT, povećanje ALT je znak tako ozbiljnih bolesti kao što su:

virusni hepatitis

toksičnost jetre

ciroza jetre

hronični alkoholizam

rak jetre

toksični učinak lijekova (antibiotika, itd.) na jetru.

• Otkazivanje Srca

  miokarditis

  pankreatitis

  infarkt miokarda

  ozljede i nekroze skeletnih mišića

  opsežni srčani udari

  Otkazivanje Srca

• AST krvni test može pokazati povećanje AST u krvi ako tijelo ima bolest kao što su:

infarkt miokarda

virusni, toksični, alkoholni hepatitis

angina pektoris

akutni pankreatitis

rak jetre

akutna reumatska bolest srca

Otkazivanje Srca

• 20. Poznato je da urea u koncentraciji od 2 mmol/l smanjuje aktivnost laktat dehidrogenaze (LDH) I i II za 20%, a LDH IV i V potpuno gube svoju aktivnost. Kako se ova činjenica može iskoristiti za dijagnosticiranje infarkta miokarda i hepatitisa (bolesti praćene citolizom i nekrozom) u laboratoriju koji može odrediti samo ukupnu aktivnost enzima? Koju vrstu reakcije katalizira LDH? Koji vitamin je neophodan za "rad" enzima?

• odgovor: ako dođe do blagog smanjenja LDH..onda je smanjena aktivnost 1 i 2. dakle srce ....ako je aktivnost LDH jako smanjena..onda je ovo jetra

  U reakcijama glikolize

  Za "rad" enzima potreban je vitamin B6.

• 21. Proteini hrane se vare (hidroliziraju) enzimom pepsina želučanog soka. Navedite klasu i podklasu enzima kojoj pripada pepsin. Navedite optimalni pH pepsina. Zašto je poremećena probava proteina u želucu kod pacijenata sa hipoacidnim gastritisom? Koji proteini će se brže probaviti u gastrointestinalnom traktu denaturirani ili nativni. Zašto? Poznato je da se pepsin sintetizira u stanicama želuca u neaktivnom obliku i postaje aktivan samo u šupljini organa. Opišite mehanizam regulacije aktivnosti ovog enzima.

  odgovor:

  Pepsin pripada klasi hidrolaza, podklasi peptidaza. Optimalni pH za pepsin je 1,5-2. Kod pacijenata je poremećena probava proteina u želucu zbog niske kiselosti želudačnog soka (ovo je hipoacidni gastritis). Denaturirani proteini se brže probavljaju enzimima gastrointestinalnog trakta u poređenju sa domaćim (čak i ako je kiselost smanjena). Žlijezde želuca proizvode pepsin u neaktivnom obliku, on postaje aktivan kada je izložen klorovodičnoj kiselini. Pepsin djeluje samo u kiseloj sredini želuca i postaje neaktivan kada uđe u alkalnu sredinu duodenuma. MEHANIZAM: Pretvaranje pepsinogena u pepsin nastaje kao rezultat cijepanja nekoliko peptida iz N-terminalnog područja pepsinogena, od kojih jedan ima ulogu inhibitora. Proces aktivacije odvija se u nekoliko faza i katalizira ga hlorovodonična kiselina želudačnog soka i sam pepsin (autokataliza). Pepsin osigurava dezagregaciju proteina prije njihove hidrolize i olakšava je. Kao katalizator, ima aktivnost proteaze i peptidaze.

• 22. Student je primio uzorak krvi od pacijenta za određivanje aktivnosti serumske holinesteraze (PCE). Za analizu je sastavio inkubacionu smjesu koja je uključivala enzimski supstrat, krvni serum, pufer za održavanje pH (8,4) i indikator fenol crvenog. Nakon vremena inkubacije, reakciona smjesa je požutjela. Zašto? Koju reakciju katalizuje ovaj enzim (imenujte supstrat i produkte)? Kojoj klasi i podklasi enzima pripada? Pokazalo se da je aktivnost enzima, koju je student izračunao, 80 µmol/ml∙h (norma je 160-340 µmol/ml∙h). Zašto je učenik izrazio aktivnost enzima u jedinicama koncentracije? Šta bi mogao biti razlog za smanjenje aktivnosti PChE? odgovor: holinesteraza - klasa hidrolaza, podklasa - hidrolaza estarskih veza. Supstrati - estri holina sa sirćetnom, propionskom ili maslačnom kiselinom. Proizvodi - holin i sirćetna kiselina. Kao rezultat reakcije, pH medija se pomiče na kiselu stranu, što se bilježi pomoću indikatora (fenol crveno), te stoga postaje žuto. Smanjenje aktivnosti povezano je sa alosteričnom inhibicijom, tj. obrazovanje

veliki broj proizvoda, koji su, zapravo, promijenili okruženje. A što se tiče mjernih jedinica... Preko njih je lakše pratiti aktivnost enzima

23. Čovjek pripada homoiotermnim živim organizmima. U medicini se u nekim slučajevima za liječenje koriste ekstremne temperature. Konkretno, hipotermični uslovi se koriste u dugotrajnim operacijama, posebno na mozgu i srcu, hipertermični uslovi se koriste u svrhu koagulacije tkiva. Objasnite legitimnost ovih pristupa sa stanovišta biohemičara-enzimologa. Kakva je ovisnost brzine enzimskih reakcija o temperaturi?

odgovor: Postoji direktna veza između temperature i brzine reakcije (što je viša temperatura, to je veća brzina reakcije i obrnuto). Ćelije mozga i srca su vrlo osjetljive na hipoksiju, a operacije na odgovarajućim organima mogu zahtijevati, iako kratke, ali zaustaviti dotok krvi u jedan ili drugi dio organa. Da bi se spriječila ćelijska smrt od hipoksije, stvaraju se hipotermični uvjeti kako bi se usporili metabolički procesi, tj. enzimski procesi (ovo vam omogućava da smanjite potrošnju kisika u stanicama i smanjite stvaranje toksina).

Prilikom operacija, integritet tkiva je u određenoj mjeri narušen, pa je brzina koagulacije vrlo važna. Koagulacija tkiva je enzimski proces, stoga je njegova brzina direktno proporcionalna temperaturi, za drugu se stvaraju hipertermični uslovi.

(stvarni esej)

24. Proučavanjem brzine reakcije konverzije dipeptida pod dejstvom peptidaze tankog creva dobijeni su sledeći rezultati: maksimalna aktivnost enzima bila je 40 µmol/min ∙ mg, Km 0,01 mmol/l. Pri kojoj koncentraciji supstrata će brzina reakcije biti 10 µmol/min ∙ mg? Dajte definiciju maksimalne brzine reakcije, Michaelisovu konstantu i navedite odnos između vrijednosti Km i afiniteta enzima prema supstratu. Hoće li se maksimalna brzina reakcije promijeniti ako se u reakcijsku smjesu doda kompetitivni inhibitor enzima?

• odgovor:

  Michaelisova konstanta (koncentracija supstrata pri kojoj je brzina reakcije 1/2 maksimuma).

  karakterizira afinitet enzima prema supstratu manje vrijednosti, veći je afinitet). Je konstantna vrijednost

  Maksimalna brzina reakcije: visoka koncentracija supstrata i niska brzina reakcije KS.

• Vm= 40 µmol/min ∙ mg Km= 10 mk mol/l U= 10 µmol/min ∙ mg S-?

• Ne zašto?)

  25. Student je proučavao uticaj različitih koncentracija ATP i ADP na brzinu reakcije izocitrat dehidrogenaze, posmatrajući optimalni pH i temperaturu inkubacionog medijuma. Šta mislite koje rezultate bi student mogao postići? Objasniti mehanizam uticaja ovih nukleotida na aktivnost enzima. Kakav zaključak o strukturnim karakteristikama enzima se može izvesti? Opišite poziciju enzima u klasifikatoru

  odgovor: Reakcija izocitrat-dehidrogenaza se alosterično aktivira od strane ADP, sa povećanjem koncentracije ATP-a, brzina se smanjuje.Enzim se alosterično aktivira ADP i Ca ++, budući da na svakom ima alosterična mesta vezivanja za ADP i Ca ++ podjedinica.

• Izocitrat dehidrogenaza, oligomerni enzim, sastoji se od 8 podjedinica. Vezivanje izocitrata na prvu podjedinicu uzrokuje kooperativnu promjenu u konformaciji ostalih, povećavajući brzinu vezivanja supstrata. Enzim se alosterički aktivira ADP i Ca2+, koji se vezuju za enzim na različitim alosterskim mjestima. U prisustvu ADP-a, konformacija svih podjedinica se mijenja na način da se vezivanje izocitrata događa mnogo brže. Dakle, pri koncentraciji izocitrata koja postoji u mitohondrijskom matriksu, male promjene u koncentraciji ADP mogu uzrokovati značajnu promjenu brzine reakcije. Povećanje aktivnosti izocitrat dehidrogenaze smanjuje koncentraciju citrata, što zauzvrat smanjuje inhibiciju citrat sintaze produktom reakcije. Sa povećanjem koncentracije NADH, aktivnost enzima se smanjuje.

  26. Hijaluronidaza se široko koristi u medicini zajedno s lijekovima za lokalnu anesteziju. Supstrat enzima hijaluronske kiseline je komponenta intercelularnog matriksa. Koju vrstu reakcije katalizuje ovaj enzim? Koja je svrha korištenja enzima u anesteticima?

  odgovor: Hijaluronidaza je enzim (tačnije, grupa enzima) sposoban da razgradi hijaluronsku kiselinu na oligomere (fragmente male molekularne težine) (slika 1). U ljudskom tijelu identificirano je nekoliko tipova hijaluronidaze, kako u citoplazmi stanica tako iu ekstracelularnom matriksu. Usklađen rad ovih enzima doprinosi održavanju optimalne ravnoteže HA u vezivnom tkivu. Hijaluronidaze se ne sintetiziraju samo u ljudskom tijelu - ovo je zaista univerzalni enzim. Većina funkcija koje hijaluronidaze obavljaju povezane su s njihovom sposobnošću da povećaju propusnost tkiva smanjenjem viskoziteta ekstracelularnog matriksa. Hijaluronidaza je komponenta otrovnog sekreta nekih životinja, jer se smanjenjem viskoznosti međućelijskog matriksa tkiva i povećanjem propusnosti kapilara olakšava širenje toksina s mjesta ugriza. Isti efekat, "provirivao" u prirodi, aktivno se koristi u medicini, kada se hijaluronidaza ubrizgava u tkiva zajedno s lijekovima, na primjer, lokalnim anesteticima, olakšavajući njihovu distribuciju u tkivima tokom infiltracione anestezije.

  Tip I. Hijaluronidaze tipa testisa (hijaluronat-endo-β-N-acetilheksosaminidaza, EC 3.2.1.35) Tip Ia. Odgovarajuća hijaluronidaza testisa. Sadrži se u testisima i spermi sisara, ribljem mlijeku. Tip Ib. Lizozomalna hijaluronidaza. Sadrži u lizozomima ćelija različitih tkiva (jetra, sinovijalno tkivo itd.), kao iu nekim fiziološkim tečnostima (krvni serum, sinovijalna tečnost itd.) Tip Ic. Submandibularna hijaluronidaza. Sadrži u pljuvački i pljuvačnim žlezdama sisara, u pčelinjem i zmijskom otrovu.

  27. Student je dobio uzorke krvi za određivanje aktivnosti kisele i alkalne fosfataze. Za analizu je sastavio 2 inkubacione smjese, koje su uključivale enzimske supstrate, krvni serum i pufer (pH 5). Analizirajte ispravnost sastava smjese za inkubaciju za svaki enzim. Šta mislite koju grešku je učenik napravio? Rezultati aktivnosti kojeg enzima će biti netačni? Kako pH utiče na aktivnost enzima? Koju vrstu reakcije kataliziraju odabrani enzimi?

  odgovor: Optimalni pH kisele fosfataze leži u kiseloj sredini (pH 5,0-5,5), a za alkalnu fosfatazu je 8,6-10,1. U ovoj kiseloj mješavini, aktivnost alkalne fosfataze će biti smanjena. Uticaj promjena pH sredine na molekul enzima je da utiče na stanje i stepen jonizacije kiselih i baznih grupa. Sa oštrim pomacima od optimalnog pH medija, enzimi mogu proći kroz konformacijske promjene, što dovodi do gubitka aktivnosti zbog denaturacije ili promjene naboja molekula enzima. Tip reakcije je hidroliza estera fosforne kiseline. Mnogo je alkalne fosfataze u jetri, CF - u prostati.

  28. Student je dobio uzorke krvi za određivanje aktivnosti kisele i alkalne fosfataze. Za analizu je sastavio 2 inkubacione smjese, koje su uključivale enzimske supstrate, krvni serum i pufer (pH 9). Analizirajte ispravnost sastava smjese za inkubaciju za svaki enzim. Šta mislite koju grešku je učenik napravio? Rezultati aktivnosti kojeg enzima će biti netačni? Kako pH utiče na aktivnost enzima? Koju vrstu reakcije kataliziraju odabrani enzimi?

• odgovor: Alkalna fosfataza je enzim koji pripada grupi hidrolaza i katalizuje reakciju cijepanja fosforne kiseline iz njenih organskih jedinjenja, djeluje u alkalnom pH = 9, od 4 do 6. Učenik je napravio sljedeću grešku: uzeo je pH medij u kojima bi bila aktivna samo alkalna fosfataza. Rezultati aktivnosti kisele fosfataze će biti netačni

• 29. Preparati festal, mezim, pankreatin i dr. imaju široku primjenu u enzimskoj zamjenskoj terapiji gastrointestinalnih bolesti, praćenih smanjenjem aktivnosti probavnog soka. Koje enzime sadrže ovi preparati? Kojoj klasi i podklasi enzima pripadaju?

• odgovor: Ovi preparati su enzimski preparati. Oni nadoknađuju insuficijenciju egzokrine funkcije gušterače i pomažu u poboljšanju probave. U sastavu su preparata (pankreatin) - enzimi amilaza, lipaza i proteaza olakšavaju probavu ugljikohidrata, masti i proteina, što doprinosi njihovoj potpunijoj apsorpciji u gornjim crijevima. Enzimi pripadaju klasi hidrolaza. Podklase: -amilaza - glikozidaze -lipaze - esteraze Proteaze - peptidaze. Preparati za pankreas stimulišu lučenje sopstvenih enzima pankreasa kada su oni manjkavi.

• 30. Uz nedostatak vitamina B6, koji je uključen u sintezu hema, razvija se anemija. U dijagnostičke svrhe, u ovom slučaju, utvrđuje se aktivnost aminotransferaze krvnog seruma. Zašto? Kako se rezultati testa mogu promijeniti kod ovih pacijenata? Koju reakciju kataliziraju aminotransferaze? Zašto se aktivnost intracelularnih enzima normalno određuje u krvnoj plazmi?

  odgovor: Uz nedostatak vitamina B6 u serumu/plazmi, utvrdit će se aktivnost alanin aminotransferaze. Vit.B6 je uključen u sintezu hema. Budući da je hem prostetička grupa hemoglobina (neproteinska), a hemoglobin protein, aminotransferaze su uključene u prijenos njegovih amino grupa, a ako se snizi sadržaj vitamina B6, posljedično će biti smanjen i sadržaj hemoglobina i anemija će se razviti. Uz nedostatak vit. B6 serum/plazma ALT aktivnost će biti smanjena. Ovaj enzim katalizira prijenos funkcionalnih grupa (u ovom slučaju peptida). U krvnoj plazmi se normalno određuje aktivnost intracelularnih enzima kako bi se utvrdilo da li je enzim normalno sadržan ili je njegov sadržaj povećan, budući da intracelularni enzimi obavljaju svoju funkciju unutar stanica i njihov sadržaj u plazmi je mali, ali uz patološke promjene povećava.

  31. Laboratorijom se može utvrditi aktivnost različitih izoformi kreatin kinaze, laktat dehidrogenaze, kao i pseudoholinesteraze, alanin (aspartat) aminotransferaze, kisele fosfataze, alkalne fosfataze, gama-glutamil transpeptidaze. Određivanje aktivnosti kojih od sljedećih enzima i njihovih izoformi se mogu koristiti za dijagnosticiranje bolesti miokarda? Objasnite odgovor. Koju vrstu reakcije kataliziraju odabrani enzimi? Zašto je za rješavanje problema lokalizacije patološkog procesa potrebno odrediti aktivnost pojedinih izoforma, a ne ukupnu aktivnost enzima?

  odgovor: LDH 1 i 2 dominiraju u srcu i kortikalnim in-ve bubrezima. Istovremeno povećanje CPK (MB) može ukazivati ​​na patologiju miokarda. Za očekivati ​​je povećanje ALT i AST, jer. također se oslobađaju u krv kada je miokard oštećen. AST dominira u srcu. De Ritisov omjer će se povećati (>2 po stopi od 0,91-1,75). CPK katalizira prijenos fosfatnih grupa, LDH - razgradnju laktata, AST i ALT - prijenos amino grupa aspartata i alanina (pretvaranje a-amino kiselina u keto kiseline). Zato što su različite izoforme odgovorne za različite patologije različitih organa (na primjer: LDH-1 je znak patologije srca, a LDH-5 je znak patologije jetre ... ..).

  32. Laboratorija ima mogućnost utvrđivanja aktivnosti različitih izoformi kreatin kinaze, laktat dehidrogenaze, pseudoholinesteraze, alanin (aspartat) aminotransferaze, kisele fosfataze, alkalne fosfataze, gama-glutamil transpeptidaze. Dodijeliti biohemijski (enzimološki) pregled pacijentu sa sumnjom na oboljenje jetre praćeno citolizom. Kojoj klasi pripadaju enzimi odabrani za dijagnostiku?

  odgovor: Povećanje nivoa AST u serumu, LDH-1 i CPK-MB ukazuje na patološki proces u miokardu. ALT se može neznatno promijeniti, tk. AST dominira u srcu. CPK katalizira prijenos fosfatnih grupa, LDH katalizuje hidrolitičko cijepanje laktata, AST i ALT katalizuju prijenos amino grupa aspartata i alanina, respektivno.LDH-5 je lokaliziran u skeletnim mišićima i jetri. ALT se nalazi u jetri. Arginaza, histidaza - takođe u jetri. Povećanje nivoa ovih enzima u serumu ukazuje na patologiju jetre. Aktivnost PChE će se smanjiti - jer. sekretorni protein f-I jetre će se smanjiti. Nivo AST se često povećava 20-50 puta kod oboljenja jetre praćenih nekrozom. LDH katalizira hidrolitičko cijepanje laktata, arginaza hidrolizuje arginin u ornitin i ureu, a histidazna hidroliza histidina. PCE - cijepa acetilholin, ALT - prijenos amino grupe alanina.

  33. U krvi bolesnika povećana je aktivnost aspartat aminotransferaze i laktat dehidrogenaze I. Da li u ovom slučaju treba očekivati ​​promjene u aktivnosti alanin aminotransferaze i pseudoholinesteraze? Objasnite odgovor. Koje reakcije kataliziraju ovi enzimi?

  odgovor:

  Pošto su AST i LDH 1 povišeni, to ukazuje na patologiju srčanog mišića (npr. infarkt miokarda). Laboratorijska dijagnoza infarkta miokarda zasniva se na biohemijskim pretragama krvi. Analiza aktivnosti aspartat aminotransferaze AST, laktat dehidrogenaze LDH i njenih izoenzima, CPK kreatin fosfokinaze i njenog MB izoenzima je od dijagnostičkog značaja. Infarkt miokarda je nekroza (odumiranje) dijela srčanog mišića, uslijed čega se enzimi ALT i AST oslobađaju u krv. Tako se tokom infarkta miokarda povećavaju i ALT i AST nivoi u krvi, ali je AST više povišen (ALT preovlađuje u jetri, a AST u miokardu. Dakle, kod infarkta miokarda aktivnost AST u krvi raste 8-10 puta , dok samo ALT - 1,5-2 puta). Kod infarkta miokarda do kraja prvog dana bolesti bilježi se nagli pad aktivnosti kolinesteraze, što je posljedica šoka, što dovodi do teškog oštećenja jetre. Katalizuju reakcije transaminacije: ALANIN AMinoTRANSFERAZA - katalizuje prijenos amino grupe sa alanina na α-ketoglutarnu kiselinu (sa stvaranjem pirogrožđane i glutaminske kiseline). ASPARTAMINOTRANSFERAZA - katalizuje transfer amino grupe sa asparaginske kiseline na α - ketoglutarnu kiselinu (L-aspartat + α-ketoglutarat AST oksaloacetat + glutamat) Redoks reakcija: LDH 1 katalizuje reverzibilnu reakciju redukcije uz učešće pirugrožđane kiseline NAD-H2 Hidroliza: pseudoholinesteraza - katalizuje hidrolizu acetilholina i butirilholina

• 34. U krvi bolesnika naglo je povećana aktivnost laktat dehidrogenaze I i II, kao i aktivnost kreatin kinaze. Ima li razloga za očekivati ​​promjene u aktivnosti aminotransferaza? Kako će se promijeniti vrijednost de Ritisovog koeficijenta? Aktivnost koje izoforme kreatin kinaze će biti povećana? Objasnite odgovor. Koje vrste reakcija kataliziraju ovi enzimi?

• odgovor: 1. Da, aktivnost aspartat aminotransferaze (AST) će se značajno povećati, dok će se aktivnost alanin aminotransferaze (ALT) umjereno povećati.

  2. De Ritisov koeficijent će se povećati, biće veći od 1.

  3. Kreatin kinaza MB, budući da je ovaj enzim specifičan i osjetljiv indikator oštećenja miokarda. (Povećanje aktivnosti LDH 1 i 2 ukazuje na patologiju srca.)

• 35. Pacijent ima serumsku aspartat aminotransferazu 80 U/l. Povećana aktivnost kreatin fosfokinaze (MB) i laktat dehidrogenaze I. Gdje je po vašem mišljenju lokaliziran patološki proces? Treba li očekivati ​​promjene u aktivnosti alanin aminotransferaze? Koje reakcije kataliziraju ovi enzimi?

• odgovor:

  1. U srcu.

  2. Da, kod patologija srca postoji umjereno povećanje ALT aktivnosti.

  3. Aspartat aminotransferaza (AST) katalizira prijenos amino grupe iz asparaginske kiseline (aminokiseline) u alfa-ketoglutarnu kiselinu (keto kiselina).Alanin aminotransferaza (ALT) katalizira reverzibilni prijenos amino grupe (NH2) iz amino kiseline (alanin) u α-ketoglutarat, što dovodi do stvaranja glutamata i pirogrožđane kiseline.

  kreatin fosfokinaza (MB) katalizira prijenos fosfata iz kreatin fosfata u adenozin difosfat.

  laktat dehidrogenaza katalizira konverziju laktata u piruvat, sa stvaranjem NADH+.

• 36. Alanin aminotransferaza u serumu pacijenta je 75 U/l. Povećana aktivnost arginaze, histidaze i laktat dehidrogenaze V. Gdje je po vašem mišljenju lokaliziran patološki proces? Kako se može promijeniti aktivnost aspartat aminotransferaze i pseudoholinesteraze? Kojoj klasi pripadaju svi sljedeći enzimi?

  Odgovori.

  Kod akutnog hepatitisa dolazi do citolize hepatocita i smanjenja funkcije jetre koja sintetiše proteine, stoga: u ovom slučaju treba koristiti ALT i laktat dehidrogenazu (V) kao markere jetrenih enzima, također je moguće propisati testove za promjene u nivou aktivnosti arginaze i histidaze. Svi ovi enzimi su intracelularni i sadržani su u hepatocitima, odnosno ući će u krvotok tokom citolize. U ovom slučaju, pseudokolinesterazu treba koristiti kao sekretorni enzim, čija će razina aktivnosti u krvi biti smanjena zbog smanjenja funkcije jetre koja sintetiše proteine.

  Klasa: transferaze

  pseudoholinesteraze, nivo aktivnosti u krvi će biti smanjen zbog smanjenja funkcije jetre koja sintetiše proteine. AST je također smanjen

  37. Dodijelite biohemijski (enzimološki) pregled pacijentu kod kojeg sumnjate na smanjenje ekskretorne funkcije pankreasa zbog njegove upale. Navedite vrstu katalizirane reakcije enzima odabranih za dijagnostiku. Objasnite zašto se inhibitori tripsina koriste u kompleksnoj terapiji takve bolesti?

  Odgovori.

  Biohemijski test krvi na pankreatitis se provodi radi otkrivanja nivoa glukoze, holesterola, amilaze (češće kod akutnog pankreatitisa), globulina. Povećanje ili smanjenje ovih pokazatelja u krvi može liječnike uputiti na pravi put i na vrijeme pomoći pacijentu. Glukoza je glavni pokazatelj metabolizma ugljikohidrata. Njegov nivo može biti snižen kod nekih endokrinih bolesti. Često se kod pankreatitisa opaža povećanje sadržaja glukoze. Kod odraslih, norma glukoze u krvi je 3,89 - 5,83 (3,5-5,9) mmol / l Holesterin - povećanje razine kolesterola signalizira razvoj dijabetes melitusa, kronične bolesti bubrega i smanjenje funkcije štitnjače. Važno je znati da holesterol postaje manji od normalnog kod akutnog pankreatitisa i oboljenja jetre. Norme ukupnog holesterola u krvi - 3,0-6,0 mmol / l Globulini - nivo α2-globulina u pankreatitisu se uvek smanjuje. Amilaza - razina amilaze pankreasa u krvi se povećava 10 puta ili više iznad normalne kod akutnog pankreatitisa ili pogoršanja kroničnog pankreatitisa. Oštar porast nivoa amilaze pankreasa može biti povezan sa upalom pankreasa, zbog začepljenja kanala pankreasa cistom, tumorom, kamenom, adhezijama. Norma amilaze u krvi je 28-100 U / l. Analiza urina za pankreatitis - otkrivanje amilaze u urinu također ukazuje na pankreatitis (uglavnom akutni pankreatitis). Analiza fecesa omogućava vam da procijenite funkciju izlučivanja gušterače. Izmet masne konzistencije, mikroskopska analiza otkriva prisustvo neprobavljenih vlakana, povećan sadržaj neutralne masti, masnih kiselina. Markeri oštećenja jetre uključuju bilirubin, ALT, GGT i alkalnu fosfatazu!

  Kod upale gušterače enzimi koje luči žlijezda ne oslobađaju se u duodenum, već se aktiviraju u samoj žlijezdi i počinju je uništavati (samoprobava). U skladu s tim, kako bi se to spriječilo, propisuju se inhibitori enzima pankreasa, uključujući tripsin.

  38. Dodijeliti biohemijski (enzimološki) pregled pacijentu sa sumnjom na akutni hepatitis, koji je praćen citolizom hepatocita. Kako će se promijeniti nivo markera i sekretornih enzima jetre? Imenujte klasu i podklasu enzima odabranih za dijagnostiku.

  Odgovori.

  Bx testovi za ALT i AST, de Ritis koeficijent.

  Provjerite povećanje aktivnosti brojnih serumskih enzima: aldolaze, aspartat aminotransferaze i posebno alanin aminotransferaze (značajno iznad 40 jedinica)

  Stopa ALT u krvi je 0,1-0,68 µmol/l.h. Različiti nivoi povećane aktivnosti ALT-a se otkrivaju kod akutnog hepatitisa, ciroze jetre i pri uzimanju hepatotoksičnih lijekova (otrovi, neki antibiotici).

  Odnos aktivnosti AST/ALT se naziva de Ritis koeficijent. Normalna vrijednost de Ritisovog koeficijenta je 1,3. U slučaju oštećenja jetre, vrijednost de Ritisovog koeficijenta smanjuje.

  Oštar porast aktivnosti ALT za 5-10 puta ili više, aktivnost AST se povećava.

  Klasa- Transferaze. podklasa -

• 39. Muškarac je bio u kontaktu sa pacijentom sa virusnim hepatitisom (bolest jetre praćena citolizom). Dodijelite biokemijski pregled, uz pomoć kojeg je moguće identificirati znakove kršenja strukture i funkcije jetre u slučaju infekcije.

  Odgovori.

  Određivanje nivoa alanin aminotransferaze ("jetrenih" ALT enzima) i aspartat aminotransferaze (AST) u krvi. ALT i AST su enzimi koji se nalaze unutar hepatocita i oslobađaju se kada su ćelije oštećene. Pregled za određivanje razine AST i ALT u krvi omogućava vam da odredite stupanj aktivnosti uzrokovane virusom upalnih procesa u jetri.

  Norma ALT u krvi je 0,1-0,68 µmol / l.h

  Norma AST 0,1-0,45 µmol\l.h.

• 40. Dodijeliti biohemijski (enzimološki) pregled pacijentu sa sumnjom na infarkt miokarda (bolest teče razvojem nekroze). 2Koje su moguće promjene u enzimskoj aktivnosti? 3 Imenujte klasu i podklasu enzima odabranih za dijagnozu.

  odgovor:

  1. Određuje se aktivnost enzima čiji se nivo u krvi značajno povećava kao rezultat njihovog oslobađanja iz žarišta nekroze, povećava se sadržaj mioglobina, čiji je indikator informativan u prvim satima i s atipičnim kliničku sliku, kada je praktično nemoguće postaviti dijagnozu na osnovu simptoma. Normalan sadržaj mioglobina u krvnom serumu je:

  Kod muškaraca, 22-66 mcg/l,

  Kod žena - 21-49 mcg / l

  Povećanje koncentracije mioglobina u krvi i njegov izgled u mokraći (mioglobinurija) bilježi se tijekom destruktivnih procesa u prugasto-prugastim mišićima, a posebno u miokardu.

  Analiza aktivnosti aspartat aminotransferaze AST, laktat dehidrogenaze LDH i njenih izoenzima (LDH 1-5), CPK kreatin fosfokinaze i njenog MB izoenzima je od dijagnostičkog značaja.

  2. Povećanje AST, K-DRitis, LDH.

  3.Klasa - transferaze.

  41. Dodijeliti biohemijski (enzimološki) pregled pacijentu sa sumnjom na oboljenje jetre povezano s kršenjem funkcije izlučivanja. Koje su moguće promjene u enzimskoj aktivnosti? Imenujte klasu i podklasu enzima odabranih za dijagnostiku.

• odgovor: Potrebno je provjeriti nivo alkalne fosfataze kod pacijenta. Ako je njegova razina povišena, onda pacijent ima patologiju izlučne funkcije jetre. Ako je nivo normalan, nema patologije. Alkalna fosfataza pripada klasi hidrolaza, podklasi glikozidaza.

• 42. Pacijent ima stanje nedostatka gvožđa. Kako će se u ovom slučaju promijeniti stopa mikrosomalne hidroksilacije (MSH)? Kako to treba uzeti u obzir pri odabiru doza lijekova za liječenje popratnih bolesti? Objasniti mehanizam rada mikrozomalnog hidroksilacionog sistema. Kojoj klasi pripadaju MSH enzimi?

  odgovor: Općenito, hidroksilirajući enzimi su monooksidansi, uključujući hem koji sadrži željezo kao koenzim, tako da je u stanju nedostatka željeza hidroksilacija inhibirana. Potrebno je smanjiti doze lijekova koji se u tijelu metaboliziraju hidroksilacijom. Za niz lijekova dovoljno je aktivno djelovanje, a istovremeno se metabolizira hidroksilacijom.

  Potrebna je glukoza - NADP. Brzina oksidacije određenih supstanci može biti ograničena konkurencijom za enzimski kompleks mikrosomalne frakcije. Dakle, istovremena primjena dva konkurentna lijeka dovodi do činjenice da se uklanjanje jednog od njih može usporiti i to će dovesti do njegovog nakupljanja u tijelu. Alternativno, lijek može izazvati aktivaciju sistema ubrzanog mikrozomskom oksidazom. eliminacija istovremeno propisanih drugih lijekova.

• 43. Koje vitamine treba propisati pacijentu sa hipoenergetskim stanjem uzrokovanim kardiovaskularnim oboljenjem i zašto?

• odgovor: Hipoenergetsko stanje može biti uzrokovano hipovitaminozom, jer su koenzimi koji sadrže vitamine uključeni u reakcije zajedničkih puteva katabolizma i respiratornog lanca. Vitamin B1 je dio tiamin difosfata, vitamin B2 je sastavni dio FMN i FAD. Vitamin PP u obliku nikotinamida je dio NAD+ i NADP+, pantotenska kiselina je dio koenzima A, biotin je koenzimska funkcija aktivacije CO2.

  44. Pacijent ima smanjenu aktivnost enzima dehidrogenaze (laktat dehidrogenaza, malat dehidrogenaza, alkohol dehidrogenaza) u krvnom serumu. Objasnite mogući razlog ove promjene. Kako se uzrok može eliminisati? Zašto je aktivnost intracelularnih enzima u krvnoj plazmi normalna? Koje vrste reakcija kataliziraju ovi enzimi?

• odgovor: samo takvo smanjenje aktivnosti uzrokovano je: - smanjenjem broja stanica koje luče enzim - nedostatkom sinteze - povećanjem oslobađanja enzima - inhibicijom aktivnosti kao rezultat djelovanja proteinaza - genetski poremećaji (kako eliminisati ?? Svi ovi enzimi su nepovratno inhibirani i denaturirani solima. teški metali. Osim toga, dehidrogenaze zavisne od NAD mogu biti inhibirane visokim dozama alkohola i nekima droge etar, uretan. Potrebno je otkriti etiologiju i započeti liječenje - uklj. detoksikaciju.) Normalno se aktivnost intracelularnih enzima u krvnoj plazmi otkriva zbog fiziološke hemolize zbog prirodnog starenja eritrocita sa oslobađanjem sadržaja citoplazme u krvnu plazmu (uključujući intracelularne enzime), povećanom propusnošću membrane u djetinjstvu, prilikom izvođenja teških fizičkih napora. Dehidrogenaze kataliziraju dehidrogenaciju (oksidaciju) supstrata koristeći NAD+, NADP+, FAD, FMN kao akceptor vodonika

  45. Zbog nedostatka tiamina može doći do hipoenergetskog stanja. Objasni zašto. Poznato je da se u ovom slučaju povećava nivo keto kiselina u tkivima. Koje keto kiseline se akumuliraju? Do kakvih promjena pH to može dovesti? Hoće li se stanje pacijenata poboljšati povećanjem ugljikohidrata u njihovoj ishrani?

• odgovor: Vitamin B1 (tiamin) igra važnu ulogu u procesima snabdijevanja organizma energijom. Kofaktor je piruvat karboksilaze (1. enzim kompleksa piruvat dehidrogenaze), enzima kompleksa alfa-ketoglutarat dehidrogenaze, transketolaze (enzim neoksidativnog stupnja pentozofosfatnog puta). Zbog poremećaja ovih enzima dolazi do hipoenergetskog stanja. Dolazi do nakupljanja nepotpuno oksidiranih produkata metabolizma piruvata, koji toksično djeluju na centralni nervni sistem i uzrokuju razvoj metaboličke acidoze. Zbog razvoja energetskog deficita, smanjuje se efikasnost pumpi ionskog gradijenta, uključujući ćelije nervnog i mišićnog tkiva. Poremećena je sinteza masnih kiselina i transformacija ugljikohidrata u masti. Pojačani katabolizam proteina dovodi do razvoja atrofije mišića, kod djece - do zastoja u fizičkom razvoju. Zbog poteškoća u stvaranju acetil CoA iz pirogrožđane kiseline, trpi proces acetilacije holina.

• 46. ​​Koristeći poznavanje biohemije energetskog metabolizma, pokušajte objasniti zašto se, da se zimi ne bi smrzli napolju, treba što više kretati?

• odgovor: Pokret je uzrokovan kontrakcijom mišićnog tkiva. Ova kontrakcija zahtijeva energiju, koja se oslobađa tijekom disanja tkiva i konverzije glukoze. Ali kako ne ide sva energija da bi se zadovoljile potrebe ćelije, deo se raspršuje i „zagreva“ okolna tkiva. Zbog toga tjelesna temperatura raste uz intenzivan rad mišića.

• 47. Zašto je lipoična kiselina nužno uključena u kompleks lijekova za liječenje srčane insuficijencije?

odgovor: Terapeutski učinak lijekova (-lipoična kiselina povezan je sa inhibicijom glukoneogeneze, smanjenjem ketoplazije i aktivacijom važnih enzima metabolizma ugljikohidrata u mitohondrijima (piruvat dehidrogenaza, (oksoglutarat dehidrogenaza i dehidrogenaza razgranatog lanca aminokiselina ove grupe). , s jedne strane poboljšavaju energetski metabolizam, normaliziraju transport, razgradnju alkohola visoke molekularne težine, as druge strane smanjuju oksidativni stres vezivanjem slobodnih radikala, potiskujući njihovo stvaranje (npr. kao rezultat neenzimske glikolize). reakcije) i inaktivirajući oksidanse, što dovodi do obnove staničnih membrana.prouzrokuje povećanje iskorištenja glukoze i smanjenje inzulinske rezistencije, što je potvrđeno u kontroliranim kliničkim ispitivanjima kod pacijenata sa dijabetesom melitusom tipa 2. Doprinos ovog mehanizma u terapijska efikasnost derivata ("-lipoična kiselina" ostaje nejasna m

• 48. Objasni zašto se proizvodnja ATP-a u miokardu brzo smanjuje u slučaju nedostatka nikotinske kiseline? Koji enzim je uključen u sintezu ATP-a? Zašto se sinteza ATP-a u mitohondrijima naziva oksidativna fosforilacija? Navedite enzimske komplekse mitohondrijalnog respiratornog lanca, čiji je rad povezan sa sintezom ATP-a oksidativnom fosforilacijom.

  odgovor: Nikotinska kiselina u tijelu je dio NAD i NADP. Oni su glavni izvor elektrona u respiratornom lancu, koji opskrbljuje energiju za oksidativnu fosforilaciju (sinteza ATP). S nedostatkom nikotinske kiseline smanjuje se sadržaj NAD i NADP, a smanjuje se proizvodnja ATP-a u mitohondrijima. ATP sintaza je uključena u sintezu ATP-a. Sinteza ATP-a u mitohondrijima nastaje reakcijom adicije neorganskog fosfora na molekulu ADP-a putem prijenosa elektrona duž CPE, tj. oksidativna fosforilacija. Enzimski kompleksi: NADH2:KoQ-oksidoreduktaza (1), sukcinat:KoQ-oksidoreduktaza (2), KoQH2:citokrom c-oksidoreduktaza (3), citokrom oksidaza (4).

• 49. Kalijum cijanid je smrtonosni otrov. Njihovo trovanje je izuzetno rijetko zbog njegove nepristupačnosti. Međutim, postoje slučajevi trovanja košticama kajsije koje sadrže amigdalin, iz kojeg se u tijelu oslobađa cijanovodonična kiselina HCN. Anjon ove kiseline ima visok afinitet prema Fe 3+, zbog čega sa njim stvara jak kompleks. U slučaju trovanja cijanidom, uočava se depresija disanja, hiperemija kože, konvulzije. Karakterističan znak trovanja je svijetlo grimizna boja venske krvi. Šta je uzrok opisanih simptoma? Opišite karakteristike strukture i funkcioniranja inhibiranog enzima. Zašto ovaj enzim ima veći afinitet prema cijanidu od drugih hemoproteina? Objasnite grimiznu boju venske krvi kod trovanja cijanidom.

• ODGOVOR: Cijanid anion je inhibitor enzima citokrom c oksidaze u kompleksu IV respiratornog lanca transporta elektrona (na unutrašnjoj membrani mitohondrija). Veže se za željezo, koje je dio enzima, što sprječava prijenos elektrona između citokrom c oksidaze i kisika. Kao rezultat toga, transport elektrona je poremećen i, posljedično, prestaje aerobna sinteza ATP-a.

  Citokrom c-oksidaza (citokrom oksidaza), enzim klase oksidoreduktaze; katalizira završnu fazu prijenosa elektrona na kisik u procesu oksidativne fosforilacije.

  Enzim se sastoji od 13 dijelova. Enzim katalizira reakciju redukcije-oksidacije - molekule citokroma c se oksidiraju, kisik se reducira. U ovoj reakciji se troši gotovo sav kisik potreban živim organizmima u procesu disanja. Katalitički centar enzima sadrži hemove i komplekse bakra. A kako piše u zadatku, anjon cijanovodonične kiseline ima visok afinitet prema Fe 3, zbog čega sa njim stvara jak kompleks.

  Otrovni učinak cijanida temelji se na činjenici da se vezuju za tkivne enzime odgovorne za ćelijsko disanje, inhibiraju njihovu aktivnost i uzrokuju gladovanje tkiva kisikom. Zbog toga je boja venske krvi tokom trovanja cijanidom grimizna, ne dolazi do izmjene plinova, a arterijska krv nakon prolaska kroz sistemsku cirkulaciju ostaje grimizna.

  Zašto ovaj enzim ima veći afinitet prema cijanidu od ostalih hemoproteina, jer hemoproteini u svom sastavu imaju gvožđe.. a oksidovana citokrom c oksidaza u svojoj strukturi ima gvožđe koje se vezuje za cijanid.

• 50. Koje vitamine biste preporučili pacijentu sa poremećajem energetskog metabolizma uzrokovanom npr. hipoksijom zbog bolesti kardiovaskularnog sistema.Zašto? Navedite enzime uključene u opći put energetskog metabolizma i disanja tkiva, čija aktivnost ovisi o vitaminima. Koju vrstu reakcija katalizuju?

  ODGOVOR:

  Cijeli ananas i kriška suflea danas je zapravo moj ručak , citrat, (cis-) akonitat, izocitrat, (alfa-) ketoglutarat, sukcinil-CoA, sukcinat, fumarat, malat, oksaloacetat. enzimi uključeni u zajednički put energetskog metabolizma

  NAD,NADP-vit.PP (nikotinska kiselina) je koenzim oksidoreduktaza. kataliziranje redoks reakcija (dehidrogenacija) HS-CoA-vit.B5 (pantotenska kiselina)– koenzim aciltransferaza.reakcija transfera acil grupe FAD,FMN-vit.B2(riboflavin)-koenzim oksidoreduktaza.dehidrogenacija.

  piridoksal fosfat-vit.B6 (piridoksin) tiamin pirofosfat-vit.B1 (tiamin)

  FAD, HS-CoA, NAD, tiamin pirofosfat su uključeni uoksidativna dekarboksilacija piruvata.

• 51.2,4-dinitrofenol, koji je razdvojivač tkivnog disanja i oksidativne fosforilacije, pokušan je u borbi protiv gojaznosti. Trenutno se takve tvari više ne koriste kao lijekovi, jer postoje slučajevi kada je njihova upotreba dovela do smrti. Zašto uzimanje ovih lijekova može dovesti do smrti?

• ODGOVOR: Rastavljači- lipofilne supstance koje su u stanju da prihvate protone i transportuju ih kroz unutrašnju membranu mitohondrija, zaobilazeći V kompleks (njegov protonski kanal).

• Rastavljači potiskuju oksidativnu fosforilaciju, povećavajući propusnost membrane za H+ jone.Kao rezultat toga se smanjuje prosječni mu H = 220mV.Odnosno, elektrohemijski potencijal ćelije će se izjednačiti, što znači da se ATP neće sintetizirati i energija će se raspršiti u obliku toplote.

  Oksidacija koja nije praćena sintezom ATP-a naziva se slobodna oksidacija. U ovom slučaju energija se oslobađa u obliku topline. To se može primijetiti pod djelovanjem toksina i popraćeno je povećanjem tjelesne temperature.

  U slučaju kršenja disanja tkiva i oksidirajuće fosforilacije, doći će do kršenja stvaranja ATP-a, energetskog gladovanja, što će dovesti do patoloških pojava (ishemija miokarda i mozga, infektivni procesi, smanjenje imuniteta, sinteze, aktivnosti enzima, iscrpljenost) i smrti. .

• 52. Objasnite zašto upotreba vitamina C u liječenju kritičnih stanja aktivira stvaranje ATP-a i poboljšava funkcionisanje sistema mikrozomalne hidroksilacije.

ODGOVOR: Zbog izraženih poremećaja mikrocirkulacije kako na sistemskom tako i na intracerebralnom nivou, kod pacijenata u kritičnim stanjima javljaju se sindromi hipoksije perifernog ranžiranja i hipoksije kapilarnih ćelija. U svakoj hipoksiji prvenstveno se razvija inhibicija energetskog metabolizma, što se manifestuje smanjenjem sadržaja kreatin fosfata, posebno u mozgu i ATP-a, uz istovremeni porast sadržaja adenozin di- i adenozin monofosforne kiseline, kao i neorganski fosfat. To dovodi do poremećaja membranskog transporta, procesa biosinteze i drugih ćelijskih funkcija, kao i do intracelularne laktacidoze, povećanja intracelularne koncentracije slobodnog kalcija i aktivacije peroksidacije lipida. Ovaj problem se može riješiti ako se koriste antihipoksanti. A. Askorbinska kiselina djeluje kao kofaktor za hidroksilaze u procesima hidroksilacije. Prilikom oksidacije, atomi kisika se uključuju u molekule oksidiranih tvari. Takva oksidacija se događa na membranama endoplazmatskog retikuluma i naziva se mikrosomalna oksidacija. Due

uključivanjem kisika oksidiranog supstrata, nastaje hidroksilna grupa -OH. Stoga se ovaj proces često naziva hidroksilacijom. Biološka uloga ovog procesa nije povezana sa sintezom ATP-a. To je za detoksikaciju.

1. Atomi kiseonika su uključeni u sintetizovanu supstancu. 2. Neutraliziraju se razne toksične tvari, jer uključivanje atoma kisika u molekulu otrova smanjuje toksičnost ovog otrova, čini ga topljivim u vodi i olakšava njegovo izlučivanje putem bubrega.

B. Vitamin C učestvuje u sintezi aminokiseline L-karnitina iz aminokiseline lizina, koja je neophodna za transport masnih kiselina u mitohondrije, bez kojih je nemoguća proizvodnja ATP-a: masne kiseline ne mogu ući u mitohondrije i oksidirati ako prvo ne formiraju derivate acilkarnitina. A već enzim karnitin acil karnitin trans-lokaza na membrani prenosi acil karnitin unutra. U mitohondrijima se oksidiraju masne kiseline i stvara se ATP.

• 53. Objasnite, koristeći znanje iz biohemije energetskog metabolizma, zašto se osoba zagreva kada obavlja fizičku aktivnost?

ODGOVOR: Formiranje energije koja osigurava rad mišića može se odvijati anaerobnim anoksičnim i aerobnim oksidativnim putevima. U zavisnosti od biohemijskih karakteristika procesa koji se dešavaju u ovom slučaju, uobičajeno je razlikovati tri generalizovana energetska sistema koji obezbeđuju fizičke performanse osobe:

alaktički anaerobni ili fosfageni, povezani s procesima resinteze ATP-a uglavnom zbog energije drugog visokoenergetskog jedinjenja fosfata - kreatin fosfata CRF

glikolitički laktacidni anaerobni, koji osigurava resintezu ATP-a i CrF-a zbog reakcija anaerobne razgradnje glikogena ili glukoze do mliječne kiseline UA

aerobni oksidativni, povezan sa sposobnošću obavljanja posla zbog oksidacije energetskih supstrata, koji se mogu koristiti kao ugljikohidrati, masti, proteini, uz povećanje isporuke i iskorištavanja kisika u mišićima koji rade. Gotovo sva energija koja se oslobađa u tijelu tokom metabolizma hranjivih tvari na kraju se pretvara u toplinu. Prvo, maksimalna efikasnost pretvaranja hranljive energije u mišićni rad, čak i pod najboljim uslovima, iznosi samo 20-25%; ostatak energije nutrijenata pretvara se u toplotu tokom unutarćelijskih hemijskih reakcija.

Drugo, gotovo sva energija koja zaista ide u stvaranje mišićnog rada, međutim, postaje tjelesna toplina, budući da se ova energija, osim njenog malog dijela, koristi za: 1 savladavanje viskoznog otpora pokreta mišića i zglobova; 2 savladavanje trenja krvi koja teče kroz krvne sudove; 3 druga slična efekta, uslijed kojih se energija mišićnih kontrakcija pretvara u toplinu. Uključuju se mehanizmi termoregulacije, znojenje itd., čovjeku je vruće.

54. Lijek ubinon (koenzim Q) koristi se kao antioksidans koji ima antihipoksično djelovanje. Lijek se koristi za liječenje bolesti kardiovaskularnog sistema, za poboljšanje performansi tokom fizičkog napora. Koristeći znanje o biohemiji energetskog metabolizma objasniti mehanizam djelovanja ovog lijeka.

• ODGOVOR: Ubikinoni su koenzimi rastvorljivi u mastima koji se pretežno nalaze u mitohondrijima eukariotskih ćelija. Ubikinon je komponenta lanca transporta elektrona i uključen je u oksidativnu fosforilaciju. Maksimalni sadržaj ubikinona u organima sa najvećim energetskim potrebama, kao što su srce i jetra.

  Kompleks 1 tkivnog disanja katalizira oksidaciju NADH ubikinona.

  Sa NADH i sukcinatom u 1. i 2. kompleksu respiratornog lanca, e se prenosi na ubinon.

  A zatim sa ubinona na citokrom c.

• 55. Provedena 2 eksperimenta: u prvoj studiji mitohondrije su tretirane oligomicinom, inhibitorom ATP sintaze, au drugoj 2,4-dinitrofenolom, razdvojivačom oksidacije i fosforilacije. Kako će se promijeniti sinteza ATP-a, vrijednost transmembranskog potencijala, brzina tkivnog disanja i količina oslobođenog CO2? Objasnite zašto endogeni rasparivači masnih kiselina i tiroksina imaju pirogeno djelovanje?

• ODGOVOR: Sinteza ATP-a će se smanjiti; vrijednost transmembranskog potencijala će se smanjiti; brzina disanja tkiva i količina oslobođenog CO2 će se smanjiti.

  Neki hemijske supstance mogu nositi protone ili druge ione, zaobilazeći protonske kanale membranske ATP sintaze, nazivaju se protonofori i jonofori. U tom slučaju elektrohemijski potencijal nestaje i sinteza ATP-a prestaje. Ovaj fenomen se naziva razdvajanjem disanja i fosforilacije. Količina ATP-a se smanjuje, ADP se povećava, a energija se oslobađa u obliku vrućina, posljedično, uočava se povećanje temperature, otkrivaju se pirogena svojstva.

  56. Apoptoza - programirana ćelijska smrt. U nekim patološkim stanjima (na primjer, virusna infekcija) može doći do prerane ćelijske smrti. Ljudsko tijelo proizvodi zaštitne proteine ​​koji sprječavaju preranu apoptozu. Jedan od njih je Bcl-2 protein, koji povećava odnos NADH/NAD+ i inhibira oslobađanje Ca2+ iz ER. Sada je poznato da virus AIDS-a sadrži proteazu koja razgrađuje Bcl-2. Brzina kojih reakcija energetskog metabolizma se mijenja u ovom slučaju i zašto? Zašto mislite da ove promjene mogu biti štetne za ćelije?

  ODGOVOR: Povećava omjer NADH/NAD+, a time i povećanje brzine OVR reakcija Krebsovog ciklusa.

  Ovo će ubrzati reakciju oksidativne dekarboksilacije, budući da je Ca2+ uključen u aktivaciju neaktivnog PDH.Pošto će omjer NADH/NAD+ biti smanjen tokom AIDS-a, brzina OVR reakcija Krebsovog ciklusa će se smanjiti.

  57 Barbiturati (natrijum amital itd.) se koriste u medicinskoj praksi kao tablete za spavanje. Međutim, predoziranje ovim lijekovima, koje premašuje 10 puta terapijsku dozu, može biti fatalno. Na čemu se zasniva toksični efekat barbiturata na organizam?

• odgovor: Barbiturati, grupa lijekova, derivata barbiturne kiseline, koji djeluju hipnotički, antikonvulzivno i narkotično dejstvo, zbog inhibitornog dejstva na centralni nervni sistem.Barbiturati uzeti oralno se apsorbuju u tankom crevu. Kada se puste u krvotok, vezuju se za proteine ​​i metaboliziraju se u jetri. Otprilike 25% barbiturata se izlučuje urinom nepromijenjeno.

  Glavni mehanizam djelovanja barbiturata povezan je s činjenicom da oni prodiru u unutrašnje slojeve lipida i stanjuju membrane nervnih ćelija, remeteći njihovu funkciju i neurotransmisiju. Barbiturati blokiraju ekscitatorni neurotransmiter acetilkolin dok stimulišu sintezu i povećavaju inhibitorne efekte GABA. Kako se ovisnost razvija, holinergička funkcija se povećava dok se sinteza i vezivanje GABA smanjuju. Metabolička komponenta je da inducira enzime jetre, što smanjuje protok krvi u jetri. Tkiva postaju manje osjetljiva na barbiturate. Barbiturati mogu vremenom uzrokovati povećanje otpornosti membrana nervnih stanica. Općenito, barbiturati imaju inhibitorni efekat na centralni nervni sistem, što se klinički manifestuje hipnotičkim, sedativnim efektima. u toksičnim dozama inhibiraju vanjsko disanje, aktivnost kardiovaskularnog sistema (zbog inhibicije odgovarajućeg centra u produženoj moždini). ponekad poremećaji svijesti: omamljivanje, stupor i koma. Uzroci smrti: respiratorna insuficijencija, akutno zatajenje jetre, šok reakcija sa zastojem srca.

  Istovremeno, zbog smetnji u disanju dolazi do povećanja nivoa ugljičnog dioksida i smanjenja nivoa kisika u tkivima i krvnoj plazmi. Pojavljuje se acidoza - kršenje acido-bazne ravnoteže u tijelu.

  Djelovanje barbiturata remeti metabolizam: inhibira oksidativne procese u tijelu, smanjuje stvaranje topline. Prilikom trovanja, žile se šire, a toplina se odaje u većoj mjeri. Zbog toga se pacijentova temperatura smanjuje

• 58. Kod zatajenja srca propisuju se injekcije kokarboksilaze koja sadrži tiamin difosfat. S obzirom da je zatajenje srca praćeno hipoenergetskim stanjem, te koristeći znanje o djelovanju koenzima na aktivnost enzima objasniti mehanizam terapijskog djelovanja lijeka. Navedite proces koji se ubrzava u ćelijama miokarda kada se ovaj lijek primjenjuje

  odgovor: Kokarboksilaza je lijek sličan vitaminu, koenzim koji poboljšava metabolizam i opskrbu tkiva energijom. Poboljšava metaboličke procese nervnog tkiva, normalizuje rad kardiovaskularnog sistema, pomaže u normalizaciji rada srčanog mišića.

  U tijelu se kokarboksilaza formira iz vitamina B1 (tiamin) i igra ulogu koenzima. Koenzimi su jedan od dijelova enzima - tvari koje višestruko ubrzavaju sve biohemijske procese. Kokarboksilaza je koenzim enzima uključenih u metabolizam ugljikohidrata. U kombinaciji s proteinima i jonima magnezija, dio je enzima karboksilaze, koji aktivno djeluje na metabolizam ugljikohidrata, smanjuje nivo mliječne i pirogrožđane kiseline u tijelu, te poboljšava apsorpciju glukoze. Sve to doprinosi povećanju količine oslobođene energije, što znači poboljšanje svih metaboličkih procesa u organizmu, a kako naš pacijent ima hipoenergetsko stanje, takav lijek kao što je kokarboksilaza, stanje medijalne aktivnosti će se poboljšati.

• Kokarboksilaza poboljšava apsorpciju glukoze, metaboličke procese u nervnom tkivu i doprinosi normalizaciji rada srčanog mišića. Nedostatak kokarboksilaze izaziva povećanje nivoa kiselosti krvi (acidozu), što dovodi do teških poremećaja u svim organima i sistemima organizma, može rezultirati komom i smrću pacijenta.

  NA KOJI SE PROCES U MIOKARDU UBRZAVA UVOĐENJEM OVOG LIJEKA NIŠTA TAKVO NISAM NAŠAO.

  59 To je poznatohg 2+ nepovratno povezan saSH- grupe lipoične kiseline. Koje promjene u energetskom metabolizmu mogu biti uzrokovane kroničnim trovanjem živom?

  odgovor: Prema savremenim shvatanjima, živa i, posebno živino-organska jedinjenja, su enzimski otrovi, koji, dospevši u krv i tkiva, čak iu tragovima, tamo pokazuju svoje dejstvo trovanja. Toksičnost otrova enzima je posljedica njihove interakcije s tiol sulfhidrilnim grupama (SH) ćelijskih proteina, u ovom slučaju lipoičnom kiselinom, koja je uključena u redoks procese ciklusa trikarboksilne kiseline (Krebsov ciklus) kao koenzim, optimizirajući oksidativnu fosforilaciju. reakcijama, lipoična kiselina također igra važnu ulogu u iskorištavanju ugljikohidrata i implementaciji normalnog energetskog metabolizma, poboljšavajući "energetski status" ćelije. Kao rezultat ove interakcije, poremećena je aktivnost glavnih enzima, za čije je normalno funkcioniranje neophodno prisustvo slobodnih sulfhidrilnih grupa. Pare žive, ulazeći u krv, prvo kruže tijelom u obliku atomske žive, ali zatim živa prolazi kroz enzimsku oksidaciju i ulazi u spojeve s proteinskim molekulima, u interakciji prvenstveno sa sulfhidrilnim grupama ovih molekula. Joni žive prije svega djeluju na brojne enzime, a prije svega na enzime tiola, koji igraju glavnu ulogu u metabolizmu u živom organizmu, zbog čega su mnoge funkcije, posebno nervnog sistema, poremećene. Stoga su kod intoksikacije živom poremećaji nervnog sistema prvi znakovi koji ukazuju na štetno djelovanje žive.

  Pomaci u vitalnim organima kao što je nervni sistem povezani su s poremećajem metabolizma tkiva, što zauzvrat dovodi do poremećaja funkcionisanja mnogih organa i sistema, što se manifestuje različitim kliničkim oblicima intoksikacije.

  60. Kako će se nedostatak vitamina PP, B1, B2 odraziti na energetski metabolizam organizma? Objasnite odgovor. Kojim enzimima su potrebni ovi vitamini da bi "radili"?

  odgovor: Razlog hipoenergetskog stanja može biti hipovitaminoza, jer je u reakcijama vit RR sastavni dio koenzima; Dovoljno je reći da brojne grupe koenzima koje kataliziraju tkivno disanje uključuju amid nikotinske kiseline. Nedostatak nikotinske kiseline u hrani dovodi do poremećaja u sintezi enzima koji katalizuju redoks reakcije (oksidoreduktaze: alkohol dehidrogenaza)), te dovodi do poremećaja u mehanizmu oksidacije pojedinih supstrata tkivnog disanja. Vitamin PP (nikotinska kiselina) je također dio enzima koji učestvuju u ćelijskom disanju.Probava.Nikotinska kiselina se amidira u tkivima, zatim se spaja sa ribozom, fosfornom i adenilnom kiselinom, formirajući koenzime, a ova potonja sa specifičnim proteinima formira enzime dehidrogenaze koji su uključeni u brojne oksidativne reakcije u tijelu. Vitamin B1 je najvažniji vitamin u energetskom metabolizmu, važan je za održavanje aktivnosti mitohondrija. Generalno, normalizuje aktivnost centralnog, perifernog nervnog sistema, kardiovaskularnog i endokrinog sistema. Vitamin B1, kao koenzim dekarboksilaza, uključen je u oksidativnu dekarboksilaciju keto kiselina (piruvične, α-ketoglutarne), inhibitor je enzima holinesteraze koji cijepa CNS medijator acetilkolina i uključen je u kontrolu transporta Na+ kroz neuronsku membranu.

  Dokazano je da je vitamin B1 u obliku tiamin pirofosfata sastavni dio najmanje četiri enzima uključena u srednji metabolizam. To su dva kompleksna enzimska sistema: kompleksi piruvat i α-ketoglutarat dehidrogenaze koji katalizuju oksidativnu dekarboksilaciju pirogrožđane i α-ketoglutarne kiseline (enzimi: piruvat dehidrogenaza, α-ketoglutarat dehidrogenaza). vitamin B2 U kombinaciji sa proteinima i fosfornom kiselinom u prisustvu elemenata u tragovima, kao što je magnezijum, stvara enzime neophodne za metabolizam saharida ili za transport kiseonika, a samim tim i za disanje svake ćelije u našem telu.Vitamin B2 neophodan je za sintezu serotonina, acetilholina i norepinefrina, koji su neurotransmiteri, kao i histamina koji se oslobađa iz ćelija tokom upale. Osim toga, riboflavin je uključen u sintezu tri esencijalne masne kiseline: linolne, linolenske i arahidonske.Riboflavin je neophodan za normalan metabolizam aminokiseline triptofana, koja se u tijelu pretvara u niacin.

  Nedostatak vitamina B2 može uzrokovati smanjenje sposobnosti proizvodnje antitijela koja povećavaju otpornost na bolesti.

Supstance koje učestvuju u reakcijama i povećavaju njihovu brzinu, ostajući nepromijenjene na kraju reakcije, nazivaju se katalizatori.

Fenomen promjene brzine reakcije pod utjecajem takvih tvari naziva se kataliza. Reakcije koje se odvijaju pod dejstvom katalizatora nazivaju se katalitički.

U većini slučajeva, učinak katalizatora se objašnjava činjenicom da smanjuje energiju aktivacije reakcije. U prisustvu katalizatora, reakcija se odvija kroz različite međufaze nego bez njega, a ovi su stupnjevi energetski pristupačniji. Drugim riječima, u prisutnosti katalizatora nastaju drugi aktivirani kompleksi, a njihovo formiranje zahtijeva manje energije od formiranja aktiviranih kompleksa koji nastaju bez katalizatora. Tako energija aktivacije naglo opada: neki molekuli, čija energija je bila nedovoljna za aktivne sudare, sada se ispostavljaju aktivnima.

Za brojne reakcije, intermedijeri su proučavani; u pravilu su vrlo aktivni nepostojani proizvodi.

Mehanizam djelovanja katalizatora povezan je sa smanjenjem energije aktivacije reakcije zbog stvaranja međuspojeva. Kataliza se može predstaviti na sljedeći način:

A + K = A...K

A ... K + B \u003d AB + K,

gdje je A...K srednje aktivirano jedinjenje.

Slika 13.5 - Slika putanje reakcije nekatalitičke A + B → AB reakcije (kriva 1) i homogene katalitičke reakcije (kriva 2).

Katalizatori se široko koriste u hemijskoj industriji. Pod uticajem katalizatora, reakcije se mogu ubrzati milione puta ili više. U nekim slučajevima, pod djelovanjem katalizatora, mogu se potaknuti takve reakcije koje se bez njih u datim uvjetima praktično ne odvijaju.

Razlikovati homogena i heterogena kataliza.

Kada homogena kataliza katalizator i reaktanti čine jednu fazu (gas ili rastvor). Kada heterogena kataliza katalizator je prisutan u sistemu kao nezavisna faza.

Primjeri homogene katalize:

1) oksidacija SO 2 + 1/2O 2 = SO 3 u prisustvu NO; NO se lako oksidira u NO 2, dok NO 2 već oksidira SO 2;

2) razlaganje vodonik peroksida u vodeni rastvor u vodu i kisik: ioni Cr 2 O 2 = 7, WO 2- 4 , MoO 2- 4, katalizirajući razgradnju vodikovog peroksida, s njim formiraju međuspojna jedinjenja koja se zatim razgrađuju uz oslobađanje kisika.

Homogena kataliza se izvodi kroz međureakcije sa katalizatorom, a kao rezultat, jedna reakcija sa visokom energijom aktivacije se zamenjuje sa nekoliko, čije su energije aktivacije niže, njihova brzina je veća:

CO + 1/2O 2 = CO 2 (katalizator - vodena para).

Heterogena kataliza nalazi široku primenu u hemijskoj industriji. Većina proizvoda koje trenutno proizvodi ova industrija dobiva se heterogenom katalizom. Kod heterogene katalize, reakcija se odvija na površini katalizatora. Iz toga slijedi da aktivnost katalizatora ovisi o veličini i svojstvima njegove površine. Da bi imao veliku („razvijenu“) površinu, katalizator mora imati poroznu strukturu ili biti u visoko zgnječenom (visoko dispergovanom) stanju. At praktična primjena katalizator se obično nanosi na nosač koji ima poroznu strukturu (plovac, azbest, itd.).

Kao iu slučaju homogene katalize, iu heterogenoj katalizi reakcija se odvija kroz aktivne intermedijere. Ali ovdje su ti spojevi površinski spojevi katalizatora s reaktantima. Prolazeći kroz niz faza u kojima sudjeluju ovi međuprodukti, reakcija se završava stvaranjem krajnjih proizvoda, a katalizator se kao rezultat toga ne troši.

Sve katalitičko heterogene reakcije uključuju korake adsorpcije i desorpcije.

Katalitički učinak površine svodi se na dva faktora: povećanje koncentracije na granici i aktivaciju adsorbiranih molekula.

Primjeri heterogene katalize:

2H 2 O \u003d 2H 2 O + O 2 (katalizator - MnO 2,) ;

H 2 + 1/2 O 2 \u003d H 2 O (katalizator - platina).

Kataliza igra veoma važnu ulogu u biološkim sistemima. Većina hemijskih reakcija koje se odvijaju u probavnom sistemu, u krvi i ćelijama životinja i ljudi, su katalitičke reakcije. Katalizatori, u ovom slučaju zvani enzimi, su jednostavni ili složeni proteini. Dakle, pljuvačka sadrži enzim ptialin, koji katalizuje pretvaranje škroba u šećer. Enzim koji se nalazi u želucu, pepsin, katalizira razgradnju proteina. U ljudskom tijelu postoji oko 30.000 različitih enzima: svaki od njih služi kao efikasan katalizator za odgovarajuću reakciju.