1_5__metabolismul_proteinelor_ru_2025-2026-130229

1. МЕТАБОЛИЗМ ПРОСТЫХ И СЛОЖНЫХ БЕЛКОВ

Svetlana Protopop
doctor în științe medicale,
conferențiar universitar

2. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ БЕЛКОВ

3. НОРМЫ БЕЛКА В ПИТАНИИ

• 0,8 г/кг массы – взрослый человек
(умственный труд или средняя физическая
нагрузка).
• 130–150 г белка в сутки – при тяжелой
физической работе.
• Суточные потребности в белке возрастают
при беременности и лактации, а также при
патологических состояниях, когда организм
теряет белок (асцит, нефриты, тяжелые
инфекционные заболевания, ожоги, травмы).

4. Биологическая ценность пищевых белков

зависит от:
• аминокислотного состава (чем ближе
аминокислотный состав пищевого белка к
составу белков тела, тем выше его
биологическая ценность).
• степени усвоения пищевого белка
(эффективности распада под влиянием
ферментов желудочно-кишечного тракта).

5. Незаменимые аминокислоты

Val, Leu, Ile, Met, Thr, Lys, Phe, Trp
Полузаменимые аминокислоты
Arg, His
Если белок содержит все незаменимые
аминокислоты в необходимых пропорциях
и он легко подвергается действию протеаз,
то он является полноценным (яйца, молоко,
мясо).

6. Переваривание белков в ЖКТ

• Происходит в желудке и кишечнике под
действием протеолитических ферментов
(протеазы, пептидазы) желудка,
поджелудочной железы и кишечника.
• Протеолитические ферменты синтезируются
в неактивной форме – профермент (зимоген).
• Примеры: Пепсиноген – пепсин;
Прокарбоксипептидаза – карбоксипептидаза.
• Механизм активации –
частичный (ограниченный) протеолиз.

7. Переваривание белков в ЖКТ

Пептидазы делятся на:
• Экзопептидазы – катализируют отщепление
концевых аминокислот. Делятся на аминопептидазы и
карбоксипептидазы.
• Эндопептидазы – гидролизуют пептидные связи
внутри полипептидной цепи.
NH2 CH CO NH CH CO NH CH CO NH CH COOH
R1
R2
R3
R4
Аминопептидаза
Карбоксипептидаза
Эндопептидазы

8. Переваривание белков в ЖКТ

• Пептидазы обладают разной субстратной
специфичностью (расщепляют пептидные
связи, в образовании которых участвуют
определенные аминокислоты).
• Это свойство пептидаз применяется при
определении первичной структуры белков.

9. Переваривание белков в желудке

Условия для переваривания белков:
• Наличие протеолитических ферментов
• пепсин – у взрослых,
• гастриксин, реннин – у детей.
• Оптимальная кислая среда – создается
соляной кислотой.

10. Роль соляной кислоты

• Превращает неактивный пепсиноген в
активный пепсин.
• Создает оптимальную среду для действия
пепсина.
• Осуществляет набухание белков, частичную
денатурацию, гидролиз сложных белков.
• Стимулирует выработку секретина в
двенадцатиперстной кишке.
• Ускоряет всасывание железа.
• Оказывает бактерицидное действие.

11. Пепсин

• Пепсин синтезируется в главных клетках
слизистой оболочки желудка в неактивной
форме – в виде пепсиногена.
• Превращение пепсиногена в активный
пепсин происходит в полости желудка.
• Механизм активации – частичный
протеолиз (отщепление от N-конца
пепсиногена 42-х аминокислот) под
действием HCl и аутокаталитически.

12. Пепсин

• Специфичность действия – эндопептидаза.
Расщепляет пептидные связи, в
образовании которых участвуют
аминогруппы Phe, Tyr, Trp.
• Под действием пепсина в желудке
образуются короткие пептиды.
• Оптимальное рН действия – 1,5-2,5.

13. Переваривание белков в желудке у детей

• Пепсиноподобный фермент гастриксин,
(образуется из пепсиногена), оптимум рН
действия – 3,0.
• Реннин – катализирует свертывание молока
(превращение растворимого казеиногена в
нерастворимый казеин, кальциевая соль
которого нерастворима, и он выпадает в
осадок).
• При этом резко замедляется продвижение
нерастворимого казеина через
пищеварительный канал, в результате чего он
дольше подвергается действию протеиназ.

14. Образование соляной кислоты

Источником H+ является H2CO3, которая образуется в
обкладочных клетках желудка из CO2,
диффундирующего из крови, и H2O.
Фермент – карбангидраза.
H2O + CO2 → H2CO3 →HCO3- + H+
HCO3- выделяется в плазму в обмен на ионы Cl-, а H+
поступают в просвет желудка в обмен на К+ путем
активного транспорта (Н+/K+-ATP-аза).
Ионы Cl- поступают в просвет желудка через
хлоридный канал.

15. Образование соляной кислоты

1 - карбангидраза
3- анионный канал
2 - H+/K+-ATP-аза
4 - хлоридный канал

16. Регуляция секреции желудочного сока

• Гистамин стимулирует секрецию соляной
кислоты.
• Гастрин стимулирует секрецию
пепсиногена и соляной кислоты.
• Механизм действия гастрина → индукция
гистидиндекарбоксилазы → синтез
гистамина из гистидина → гистамин
активирует аденилатциклазу → цАМФ
→активация протеинкиназы
→фосфорилирование карбангидразы
→синтез соляной кислоты.

17. Определение кислотности желудочного сока

• Повышенная кислотность – изжога, диарея,
симптомы язвы желудка или 12-перстной
кишки.
• Пониженная кислотность – гипоацидные
гастриты.
• Анацидность (желудочная ахилия) –
атрофические гастриты, сопровождается
пернициозной анемией вследствие
недостаточности выработки фактора Кастла и
нарушения всасывания витамина В12.
Предрасполагает к раку желудка.

18.

19. Ингибиторы желудочной секреции

• Циметидин, фамотидин – блокируют
гистаминовые Н2 рецепторы обкладочных
клеток желудка, ингибируя секрецию
соляной кислоты.
• Омепразол, пантопразол – ингибируют
H+/K+-ATP-азу.

20. Протеиназы поджелудочного сока

Профермент
Активация Активный
фермент
Трипсиноген
энтеротрипсин
Эндопептидаза
киназа,
Lys, Arg
аутокатализ
трипсин,
химотрипсин Эндопептидаза
аутокатализ
Phe, Tyr, Trp
трипсин
эластаза
Эндопептидаза
Gly, Ala, Ser
Химотрипсиноген
Проэластаза
Прокарбоксипептидаза
трипсин
карбоксипептидаза A
карбоксипептидаза В
Специфичность
действия
Экзопептидаза
Phe, Tyr, Trp
Экзопептидаза
Lys, Arg

21. Кишечные протеолитические ферменты

Аминопептидазы:
• Аланинаминопептидаза – пептидные связи,
в образовании которых участвует Nконцевой аланин.
• Лейцинаминопептидаза – не обладает
строгой субстратной специфичностью
(гидролизует пептидные связи,
образованные любой N-концевой
аминокислотой).

22. Кишечные протеолитические ферменты

• Дипептидазы:
• глицилглицин-дипептидаза (гидролиз
соответствующего дипептида до двух
молекул глицина). Gly-Gly
• пролил-дипептидаза (пролиназа) –
катализирует гидролиз пептидной связи, в
образовании которой участвует СООНгруппа пролина. Pro-X
• пролин-дипептидаза (пролидаза) – гидролиз
дипептида, в образовании которой
участвует имино-группа пролина. X-Pro

23. Регуляция переваривания белков в кишечнике

• Секретин стимулирует секрецию
поджелудочного сока, содержащего НСО3-,
что приводит к нейтрализации соляной
кислоты желудочного сока. рН возрастает
до 7.
• Холецистокинин стимулирует выделение
панкреатического сока, содержащего
протеолитические ферменты.

24. Всасывание аминокислот в кишечнике

• Происходит в проксимальных отделах
тонкого кишечника.
• Механизм – вторично-активный транспорт
(ATP и Na+) с участием транслоказ:
1. Для нейтральных АК с короткой боковой
цепью.
2. Для нейтральных АК с длинной боковой
цепью (ароматических аминокислот).
3. Для основных АК и цистеина.
4. Для кислых АК.
5. Для пролина и гидроксипролина.

25.

26. Всасывание пептидов

Некоторые растительные токсины (абрин и
рицин), а также токсины ботулизма, холеры и
дифтерии всасываются непосредственно в
кровь.
Дифтерийный токсин тормозит
внутриклеточный синтез белка.
У новорожденных всасываются антитела
молозива (секрет молочных желез,
обогащенный антителами и антитоксинами).

27. Гниение аминокислот в толстом кишечнике

превращения аминокислот под действием
ферментов микроорганизмов кишечника.
При гниении аминокислот образуются
токсичные и нетоксичные продукты.

28. Гниение аминокислот в толстом кишечнике (токсичные вещества)

• Цистин, цистеин → сероводород H2S.
• Метионин → метилмеркаптан CH3SH.
• Орнитин → путресцин
(декарбоксилирование).
• Лизин → кадаверин
(декарбоксилирование).
• Тирозин → крезол и фенол.
• Триптофан → скатол и индол.

29. Гниение аминокислот в толстом кишечнике

CH2 CH COOH
NH2
HO
Tyr
NH
CH2 CH COOH
NH2
Trp
HO
CH3
Крезол
HO
Фенол
CH3
NH
NH
Скатол
Индол

30. Обезвреживание токсичных продуктов в печени

происходит путем химического связывания
с серной или глюкуроновой кислотой.
• Активная форма серной кислоты –
3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (PAPS);
• фермент – арилсульфотрансфераза.
• Активная форма глюкуроновой кислоты –
UDP-глюкуронат;
• фермент – UDP-глюкоронилтрансфераза.

31. UDP-глюкуронат – активная форма глюкуроновой кислоты

COOH
O H
H
OH H
OH
O
H
OH
O
NH
O
O
P
O-
N
O
P
O
H2C
O
OOH
OH
O

32. 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (PAPS) – активная форма серной кислоты

3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (PAPS) –
активная форма серной кислоты
NH2
N
O
O
-O
S
O
O
P
O-O
N
O
H2C
O
O
P
O-
O
O
OH
NH
N

33. Обезвреживание токсичных продуктов в печени

O2
OH
NH
индол
NADPH+H+
NADP+
H2 O
NH
индоксил
O SO3H
PAPS
PAP
NH
индоксилсульфат
O SO3K
NH
индикан

34. Обезвреживание токсичных продуктов в печени

• Калиевая соль индоксилсульфата –
животный индикан, выводится с мочой.
Диагностическое значение:
• Повышение количества индикана в моче –
усиленное гниение белков в кишечнике.
• Снижение количества индикана в моче –
нарушение обезвреживающей функции
печени.

35. Оценка функционального состояния печени

определение скорости образования и
выделения гиппуровой кислоты с мочой
после приема бензойной кислоты.
Бензойная
кислота
Глицин
Гиппуровая
кислота

36. Транспорт аминокислот через клеточные мембраны

• γ-глутамильный цикл
• Кишечник, мозг, почки.
• Состоит из 6-и реакций.
• Центральный фермент – мембранносвязанная γ-глутамилтрансфераза.
• Кофактор – глутатион
(γ-глутамил-цистеинил-глицин).

37.

38. Реакции γ-глутамильного цикла

1. перенос γ-глутамильной группы от
глутатиона на аминокислоту – образуется
γ-глутамил-аминокислота и цистеинилглицин.
2. γ-глутамил–аминокислота распадается на
свободную аминокислоту и 5-оксопролин.
3. Цистеинил-глицин расщепляется до
свободных аминокислот.
Следующие три реакции направлены на
ресинтез глутатиона, для чего
используются 3 молекулы АТФ.

39. Первая реакция γ-глутамильного цикла

40. Вторая реакция γ-глутамильного цикла

41. Общий метаболический фонд аминокислот

Источники аминокислот:
1. Всасывание аминокислот из кишечника
2. Распад белков
3. Биосинтез заменимых аминокислот

42. Использование аминокислот в тканях

• Синтез белков.
• Синтез пептидов.
• Образование биогенных аминов.
• Синтез гормонов.
• Синтез пуриновых и пиримидиновых
нуклеотидов, порфиринов.
• Синтез углеводов.
• Синтез липидов.
• Окисление (энергия).

43. Динамическое состояние белкового обмена

Белковый состав организма постоянен, что
является результатом равновесия между
скоростями синтеза и распада белков.
Аминокислоты
Vсинтеза
Белки
Vраспада
Взрослый здоровый человек –
Vсинтеза=Vраспада

44. Азотистый баланс

разница между количеством азота,
поступающего с пищей, и количеством
выделяемого азота (мочевина, аммонийные
соли).
• Азотистое равновесие – здоровый взрослый
человек при полноценном питании.
• Положительный азотистый баланс – дети,
пациенты, выздоравливающие после тяжелых
болезней.
• Отрицательный азотистый баланс – старение,
голодание, тяжелые заболевания.

45. Белковая недостаточность

• Исключение даже одной незаменимой
аминокислоты сопровождается отрицательным
азотистым балансом, истощением, остановкой
роста, нарушениями функций нервной
системы.
• Отсутствие цистеина – некроз печени.
• Отсутствие гистидина – катаракта.
• Отсутствие метионина – анемия, ожирение,
цирроз печени, облысение, геморрагии в
почках.
• Отсутствие лизина – анемия, внезапная
смерть.

46. Белковая недостаточность

• Белковая недостаточность – «квашиоркор»
– «золотой (или красный) мальчик» –
Центральная Африка.
• Развивается у детей, которые не получают
животные белки, а питаются растительной
пищей (бананы, просо, кукуруза).
• Задержка роста, анемия, отеки
(гипопротеинемия), жировое перерождение
печени.

47. Белковая недостаточность

• Из-за атрофии клеток поджелудочной
железы не усваивается даже то небольшое
количество белков, которое поступает с
пищей.
• Из-за поражения почек увеличивается
экскреция аминокислот с мочой.
• Длительная белковая недостаточность
приводит к необратимым нарушениям
физиологических и умственных функций.
• Лечение – перевод больного на богатую
белком пищу, добавление в пищу лизина.

48. Парентеральное белковое питание

• Введение белков парентерально приводит к
развитию сенсибилизации, а повторное введение
белков может вызвать анафилактический шок.
• Для белкового питания используют гидролизаты
белков, что не вызывает аллергических реакций
(свободные АК не обладают видовой и тканевой
специфичностью).
• Показания – непроходимость пищевода (ожоги,
отравления), тяжелые раковые поражения
пищевода и желудка, после операций на желудке
и кишечнике.

49. ОБЩИЕ ПУТИ ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ В ТКАНЯХ. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА

50. Общие пути обмена аминокислот

• Трансаминирование
• Дезаминирование

51. Трансаминирование (ТА) аминокислот

• реакция переноса аминогруппы (NH2—) с
α-аминокислоты на α-кетокислоту и
перенос кетогруппы с α-кетокислоты на αаминокислоту, в результате образуется
новая аминокислота и новая кетокислота.
• Реакции ТА являются обратимыми.
• Ферменты – аминотрансферазы
(трансаминазы).
• Кофермент – пиридоксальфосфат
(производное витамина В6).

52. Активный центр аминотрансфераз

Альдиминная
связь

53. Трансаминирование аминокислот

COOH
+ CO
R2
COOH
CH NH2
R1
COOH
COOH
C O + CH NH2
R2
R1
Механизм трансаминирования
Реакция протекает по типу «пинг-понг».
аминокислота1
пиридоксальфосфат
аминокислота2
кетокислота1
пиридоксаминфосфат
кетокислота2

54.

Пиридоксальфосфат
O
H
C
HO
H3C
OPO3H2
N
O
C E
H
Пиридоксаминфосфат
HO
CH2 NH2
OPO3H2
H3C
N
H2N H2C E

55. Механизм трансаминирования

Первый этап
COOH
O
C E
CH NH2 +
H
R1
COOH
C O + H2N H2C E
R1
Второй этап
COOH
C O + H2N H2C E
R2
COOH
O
C E
CH NH2 +
H
R2

56.

-Н2О

57.

+Н2О

58. Биологическая роль ТА

Трансаминирование аминокислот играет
центральную роль в метаболизме аминокислот:
является начальным этапом в катаболизме
аминокислот и конечным этапом в анаболизме
аминокислот!!!
Thr, Lys, Pro и Hyp не подвергаются
трансаминированию.

59. Основные реакции трансаминирования

COOH
CH NH2
CH3
Аланин
+
COOH
C O
CH2
АЛТ COOH
CH2
COOH
α-кетоглутарат
C O
CH3
Пируват
+
COOH
CH NH2
CH2
CH2
COOH
Глутамат
АЛТ – аланин аминотрансфераза
ГПТ – глутамат пируват аминотрансфераза
Цитоплазматический фермент

60. Основные реакции трансаминирования

COOH
CH NH2 +
CH2
COOH
Аспартат
COOH
C O
CH2
АСТ COOH
CH2
COOH
α-кетоглутарат
C O
CH2
+
COOH
Оксалоацетат
COOH
CH NH2
CH2
CH2
COOH
Глутамат
АСТ – аспартат аминотрансфераза
ГОТ – глутамат оксалоацетат аминотрансфераза
Цитоплазма, митохондрии

61. Диагностическое значение определения трансаминаз

• АЛТ и АСТ активны в печени, сердце, скелетных
мышцах.
• В норме активность АЛТ и АСТ в крови низкая.
• При повреждении этих органов повышается
активность АЛТ и АСТ в крови.
• ↑АЛТ – гепатиты, циррозы.
• ↑АСТ – инфаркт миокарда, циррозы.
• АСТ/АЛТ – коэффициент де Ритиса (1,33±0,42):
˃ инфаркт, цирроз,
˂ гепатиты.

62. Дезаминирование аминокислот

реакция отщепления аминогруппы в виде
аммиака.
Типы дезаминирования:
Прямое:
• Окислительное;
• Неокислительное;
• Внутримолекулярное.
Непрямое (трансдезаминирование).

63. Окислительное дезаминирование глутамата

COOH NAD+ NADH+H+ COOH
COOH
CH NH2
C NH +H2O C O
+NH3
CH2
CH2
CH2
CH2
NADP+ NADPH+H+CH2
COOH
Глутамат
-H2O
COOH
α-иминоглутарат
Фермент – глутаматдегидрогеназа
CH2
COOH
α-кетоглутарат

64. Регуляция окислительного дезаминирования глутамата

Глутаматдегидрогеназа – регуляторный
фермент.
Ингибиторы – ATP, GTP, NADH.
Активатор – ADP.
Глюкокортикоиды индуцируют фермент.

65. Окисление L-аминокислот

Оксидазы L-аминокислот имеет оптимальное
pH = 10,0.
При физиологических значениях pH активность
фермента низкая.
Протекает в печени и в почках.

66.

Окисление D-аминокислот
Оптимум pH действия
оксидазы D-АК – 7,0
Роль – превращение Dаминокислот в Lаминокислоты

67. Неокислительное дезаминирование

CH2 OH
CH NH2
COOH
- H2O
CH2
C NH2
COOH
CH3
CH3
+ H2O
C O + NH3
C NH
COOH
COOH
Серин
CH3
CH OH
CH NH2
COOH
Треонин
Пируват
- H2O
CH3
CH
C NH2
COOH
CH3
CH2
+ H2O
C NH
COOH
CH3
CH2
C O + NH3
COOH
α-кетобутират
Ферменты – сериндегидратаза и треониндегидратаза.
Кофермент – пиридоксальфосфат.
Реакции протекают в печени.

68. Неокислительное дезаминирование

CH2 SH
CH NH2
COOH
- H2S
CH2
C NH2
COOH
CH3
CH3
+ H2O
C O + NH3
C NH
COOH
COOH
Цистеин
Фермент – десулфгидраза.
Кофермент – пиридоксальфосфат.
Реакция протекает в печени.
Пируват

69. Внутримолекулярное дезаминирование

N
NH
CH2 CH COOH
NH2
Гиститин
N
CH CH COOH
NH
Уроканиновая кислота
Фермент – гистидаза (гистидинаммиаклиаза).
Реакция протекает только в печени и коже.
NH3

70. Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование)

Протекает в 2 стадии:
1.Трансаминирование аминокислоты с
α-кетоглутаратом → образуется глутамат.
2. Окислительное дезаминирование
глутамата.

71. Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование)

COOH
CH NH2
R
α-аминокислота
+
COOH
C O
CH2
CH2
COOH
C O
R
α-кетокислота
CH2
COOH
Глутамат
NAD+
NADH+H+
+H2O
-H2O
NADP+
CH2
COOH
Глутамат
COOH
α-кетоглутарат
COOH
CH NH2
CH2
+
COOH
CH NH2
CH2
NADPH+H+
COOH
C O
+NH3
CH2
CH2
COOH
α-кетоглутарат

72. Трандезаминирование является начальным этапом катаболизма большинства АК!!!

Трансреаминирование
является основным путем синтеза
заменимых АК!!!

73. Судьба продуктов дезаминирования аминокислот

Аминокислота
Аммиак
Мочевина
Аммонийные
соли
α-кетокислота
Глюкоза
ЖК
Кетоновые
Заменимые
тела
АК
Окисление
до СО2 и Н2О

74. Гликогенные и кетогенные аминокислоты

• Гликогенные аминокислоты – АК, которые
превращаются в промежуточные продукты
цикла Кребса или пируват.
• Кетогенные аминокислоты – АК, которые
превращаются в ацетоацетат или ацетилКоА (Leu, Lys).
• Смешанные аминокислоты – гликокетогенные АК (Phe, Tyr, Trp).

75.

Глюкоза
Жирные
кислоты
Ala, Ser, Gly,
Cys, Thr, Trp
Пируват
Ацетоацетат
Ацетил-КоА
Asp, Asn
Phe, Tyr
ОА
малат
фумарат
сукцинат
Met, Val,
Ile, Thr
сукцинил-КоА
Phe, Tyr, Trp,
Leu, Lys
цитрат
изоцитрат
α-кг
Glu, Gln, Arg,
His, Pro

76. Синтез заменимых аминокислот

1. Трансреаминирование – большая часть
заменимых аминокислот.
2. Из незаменимых аминокислот:
Примеры:
Phe →Tyr
Met + Ser →Cys

77. Источники аммиака

• Дезаминирование аминокислот.
• Дезаминирование нуклеотидов.
• Обезвреживание биогенных аминов.
• Гниение белков в кишечнике.

78. Механизм токсичности аммиака

Аммиак легко проникает через мембраны и в
митохондриях сдвигает реакцию,
катализируемую глутаматдегидрогеназой в
сторону образования глутамата.
NH3 + α-кг + NADPH+H+→Glu + NADP+ +H2O
Уменьшение концентрации α-кетоглутарата
вызывает:
• Снижение скорости цикла Кребса → ↓ АТФ.
• Угнетение синтеза АК → ↓ синтеза
нейромедиаторов.

79. Механизм токсичности аммиака

Увеличение концентрации аммиака
стимулирует синтез глутамина.
NH3 + Glu + ATP → Gln + ADP + H3PO4
Накопление глутамина → повышение
осмотического давления → набухание
астроцитов → отек мозга.
Уменьшение концентрации глутамата →
нарушение синтеза нейромедиаторов (ГАМК).
Увеличение концентрации аммиака в крови
сдвигает рН в щелочную сторону (алкалоз) →
увеличение сродства гемоглобина к кислороду
→ гипоксия тканей.

80.

Ацетил-КоА
ОА
малат
фумарат
цитрат
изоцитрат
сукцинат
сукцинил-КоА
α-кг↓ + ↑NH3
Glu + ↑NH3
↓GABA
↓ATP
↑Gln

81. Механизмы обезвреживания аммиака

Временные механизмы:
• Восстановительное аминирование
α-кетоглутарата.
• Синтез глутамина и аспарагина
(периферические ткани).
Окончательные механизмы:
• Образование аммонийных солей (почки).
• Синтез мочевины (печень).

82. Восстановительное аминирование α-кетоглутарата

COOH
CH2
+ NH3
CH2
C O
NADPH+H+
COOH
NADP+
COOH
CH2 + H2O
CH2
CH NH2
COOH
Фермент – глутаматдегидрогеназа.
Интенсивно протекает в головном мозге.

83. Синтез глутамина

COOH
Глутаминсинтетаза
CH2
+ NH3
CH2
CH NH2
ATP
ADP
COOH
H3PO4
NH2
C O
CH2
CH2
CH NH2
COOH
Глутамин является основной транспортной формой
аммиака от мышц, мозга, печени.
Транспортируется в почки и кишечник.

84. Освобождение аммиака из глутамина

NH2
C O
CH2 + H2O
CH2
CH NH2
COOH
Глутаминаза
COOH
+ NH3
CH2
CH2
CH NH2
COOH
Почки – аммиак идет на синтез аммонийных солей.
Кишечник – аммиак транспортируется через
воротную вену к печени → синтез мочевины.

85. Образование аммонийных солей в почках

NH3 + H+ + Cl-→ NH4Cl
Образование аммонийных солей в почках
является одним из механизмов регуляции
кислотно-щелочного равновесия и
сохранения основных катионов (Na+, K+)
для поддержания осмотического давления.
Глутаминаза почек индуцируется при
ацидозах (аммиак нейтрализует кислые
продукты, которые выводятся с мочой).
При алкалозах активность фермента
снижается.

86. Транспорт аммиака в виде аланина (глюкозо-аланиновый цикл)

Характерен для мышц, кишечника.

87. Глюкозо-аланиновый цикл

Печень
Глюкоза
Кровь
Мышцы
Глюкоза
Мочевина
Пируват
Glu
Пируват
Glu
α-кг
α-кг
NH3
Аланин
Аланин
NH3

88. Синтез мочевины (орнитиновый цикл, цикл Кребса-Гензелейта)

• Происходит в печени.
• Первые 2 реакции протекают в митохондрии,
остальные – в цитоплазме.
• Мочевина является основным конечным
продуктом азотистого обмена (90% всего
азота).
• За сутки с мочой выделяется 20-35 г
мочевины.

89.

Карбамоилфосфат
синтетаза I
NH3
CO2
H2O
2 ATP
NH2
C O
O PO3H2
2 ADP Карбамоилфосфат
H3PO4
Орнитин карбамоил
NH2
NH2
трансфераза
CH2
C O
CH2
O PO3H2
- H3PO4
CH2
CH NH2
COOH
NH2
C O
NH
(CH2)3
CH NH2
COOH
Орнитин
Цитруллин

90.

Аргининосукцинат
синтетаза
NH
C OH
NH
(CH2)3 ATP
COOH
CH NH2
H2N CH
COOH
CH2
Цитруллин
COOH
Аспартат
NH
COOH
C NH CH
NH
CH2
(CH2)3 COOH
AMP CH NH2
H4P2O7 COOH
Аргининосукцинат

91.

Аргинино
сукцинат
NH
лиаза
Аргиназа
C NH2
NH
+ H2O
COOH (CH2)3
CH
CH NH2
HC
COOH
COOH
Аргинин
Фумарат
NH2
CH2
CH2
CH2
CH NH2
COOH
Орнитин
HN C NH2
OH
H2N C NH2
O
Мочевина

92.

93. Суммарное уравнение синтеза мочевины

NH3 + CO2 + Asp + 3ATP + 2H2O →
NH2-CO-NH2 + фумарат + 2 ADP + AMP
+ 4H3PO4
Затраты энергии – 3ATP
(4 макроэргические связи).
Связь с циклом Кребса: фумарат →малат →
оксалоацетат → аспартат.

94. Гипераммониемия

- повышение содержания аммиака в крови.
6000 мкмоль/л
Концентрация аммиака в крови в норме –
60 мкмоль/л
Причины гипераммониемии:
• Наследственные дефекты ферментов
орнитинового цикла.
• Поражение печени – циррозы, гепатиты.

95. Гипераммониемия

• Тошнота, рвота.
• Головокружение.
• Судорожные припадки.
• Потеря сознания.
• Отставание физического развития (при
хронических врожденных формах).
• Кома.
• Летальный исход.

96. Врожденные гипераммониемии

Заболевание
Гипераммониемия,
тип I
Гипераммониемия,
тип II
Цитрулинемия
Аргининосукцинатурия
Гипераргининемия
Дефект фермента
Карбамоилфосфатсинтетаза I
Орнитинкарбамоилтрансфераза
Аргининосукцинатсинтетаза
Аргининосукцинатлиаза
Аргиназа

97. Принципы лечения гипераммониемии

• Малобелковая диета.
• Введение кетоаналогов аминокислот.
• Стимуляция выведения аммиака в обход
нарушенных реакций:
1. Путем связывания и выведения аммиака.
2. Повышением концентрации
промежуточных продуктов орнитинового
цикла, образующихся вне блокируемых
реакций.

98. Принципы лечения гипераммониемии I типа

• Примеры:
• Фенилацетат + глутамин → фенилацетилглутамин → выводится с мочой →
происходит стимуляция синтеза глутамина
→ снижение концентрации аммиака.
• Бензойная кислота + глицин →гиппуровая
кислота →выводится с мочой. Недостаток
глицина компенсируется синтезом из
серина или из NH3 и CO2 → снижение
концентрации аммиака.

99. Принципы лечения гипераммониемий

Гипераммониемия II типа:
• Введение больших доз цитруллина
стимулирует синтез мочевины из аспартата
→ выведение азота из организма.
Аргининосукцинатурия:
• Введение больших доз аргинина
стимулирует регенерацию орнитина и
выведение азота в виде цитруллина и
аргининосукцината.

100. Декарбоксилирование аминокислот

отщепление карбоксильной группы
аминокислот в виде СО2.
• 4 типа декарбоксилирования аминокислот:
1. α-Декарбоксилирование.
2. ω-Декарбоксилирование.
3. Декарбоксилирование, связанное с
реакцией трансаминирования.
4. Декарбоксилирование, связанное с
реакцией конденсации двух молекул.

101. α-декарбоксилирование аминокислот

• Локализация – печень, почки, мозг, кишечник.
• приводит к образованию биогенных аминов
(биологически активные вещества).
• Ферменты – декарбоксилазы аминокислот.
• Простетическая группа – пиридоксальфосфат
(производное витамина В6).
COOH
R CH NH2
Аминокислота
-СО2
R CH2 NH2
Биогенный амин

102.

N
NH
CH2 CH NH2
COOH
Гистидин
Гистидин
декарбоксилаза N
-СО2
CH2 CH2 NH2
NH
Гистамин
Биологическая роль гистамина:
•Сосудорасширяющее действие.
•Участвует в воспалении (вызывая расширение
сосудов в очаге воспаления, ускоряет приток
лейкоцитов).
•Участвует в аллергических реакциях (явления
сенсибилизации и десенсибилизации).
•Является медиатором боли.
•Участвует в секреции соляной кислоты в желудке.

103. Декарбоксилирование ароматических аминокислот

Происходит под действием декарбоксилазы
ароматических аминокислот (не обладает
строгой субстратной специфичностью и
катализирует декарбоксилирование
триптофана, 5-окситриптофана и 3,4диоксифенилаланина (ДОФА)).

104.

HO
NH
CH2 CH COOH
NH2
Гидрокситриптофан
-СО2
HO
CH2 CH2 NH2
NH
Серотонин
Биологическая роль серотонина:
• Сосудосуживающий эффект.
• Регулирует артериальное давление, температуру
тела, дыхание, почечную фильтрацию.
• Является медиатором ЦНС.
• Причастен к развитию аллергии,
демпинг-синдрома, токсикоза беременных,
карциноидного синдрома и геморрагических
диатезов.

105.

HO
HO
CH2 CH COOH
NH2
Диоксифенилаланин
(ДОФА)
HO
-СО2
CH2 CH2 NH2
HO
Дофамин
Биологическая роль дофамина:
•Предшественник катехоламинов
(норадреналина и адреналина).
•Медиатор ЦНС.
•Ингибиторы декарбоксилазы ароматических
аминокислот вызывают снижение артериального
давления
α-метилдофа (альдомет)

106.

α-декарбоксилирование глутаминовой кислоты
COOH
CH NH2
CH2
CH2
COOH
Глутамат
Глутамат
декарбоксилаза
-СО2
CH NH2
CH2
CH2
COOH
γ-аминомасляная
кислота (ГАМК)
Биологическая роль ГАМК:
•Тормозящие действие на ЦНС.
•ГАМК и глутаматдекарбоксилаза – в сером веществе
коры большого мозга.
•ГАМК и Glu используются при заболеваниях ЦНС,
связанных с возбуждением коры большого мозга
(эпилепсия).

107. Нейтрализация биогенных аминов

MAO (моноаминоксидаза)
R-CH2-NH2 + E-FAD + H2O →R-CHO + NH3 + E-FADH2
1/2O2
R-COOH
мочевина
E-FADH2 + О2 → E-FAD + H2O2
каталаза
H2O +1/2O2

108. ОБМЕН ОТДЕЛЬНЫХ АМИНОКИСЛОТ

109.

Глюкоза
ТАГ
ДГАФ
3-ФГ
Глицерол
+
ЖК
Thr →Gly↔ Ser
Ala, Ser, Gly,
Cys, Thr, Trp
Пируват
Ацетил-КоА
Asp, Asn
Phe, Tyr
ОА
малат
фумарат
сукцинат
Met, Val,
Ile, Thr
сукцинил-КоА
Ацетоацетат
Phe, Tyr, Trp,
Leu, Lys
цитрат
изоцитрат
α-кг
Glu, Gln, Arg,
His, Pro

110. Фолиевая кислота

• Является витамином
• Состоит из 3-х компонентов:
1. Птеридин
2. Пара-аминобензойная кислота
3. Глутамат
OH
N
N
H2N
N
N
CH2 NH
O
C N CH CH2 CH2 COOH
H COOH

111. Тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)

• Является коферментом фолиевой кислоты.
• Образуется из фолиевой кислоты в ходе 2-х
реакций восстановления (печень).
1. Ферменты – фолатредуктаза и
дигидрофолатредуктаза.
2. Кофермент – НАДФН.
1
2
ФК
НАДФН+Н+
ДГФК
НАДФ+ НАДФН+Н+
ТГФК
НАДФ+

112.

OH
N
N
H2N
N
CH2 NH
N
O
C N CH CH2 CH2 COOH
H COOH
2 НАДФН+2Н+
Фолатредуктаза
Дигидрофолатредуктаза
2 НАДФ+
OH H
N H
N
CH2 NH
5
10
H2N
N
N
H
H
O
C N CH CH2 CH2 COOH
H COOH

113. Роль ТГФК

ТГФК является переносчиком
одноуглеродных фрагментов:
–СН3 (метил)
– СНO
(формил)
–СН2– (метилен) – СН=NH (формимино)
–СН= (метенил)
Одноуглеродные фрагменты связываются к
N5 и/или N10 ТГФК.

114. Производные ТГФК

OH H
N H
N
CH2 NH
5
10
H2N
N
N
H
H
CH2
N
5
CH2 N
10
N5,N10-CH2-THF
O
C N CH CH2 CH2 COOH
H COOH
CH3
N
5
CH2
H
N
10
N5-CH3-THF

115. Роль ТГФК

ТГФК участвует в обмене:
• серина;
• глицина;
• метионина;
• пуриновых нуклеотидов;
• пиримидиновых нуклеотидов (тимидилата).

116. Роль ТГФК в обмене серина и глицина

Серингидроксиметилтрансфераза
CH2 OH
CH NH2
COOH
CH2 NH2
H
O
2
COOH +
Gly
Ser
THF
N5,N10-CH2-THF

117. Роль ТГФК в обмене глицина

CH2 NH2
COOH
Gly
Глицинсинтаза
CO2 + NH3
THF
NAD+
N5,N10-CH2-THF
NADH+H+

118. Роль ТГФК в обмене метионина

SH
CH2
CH2
CH NH2
COOH
Гомоцистеинметилтрансфераза
N5-CH3-THF
Гомоцистеин
THF
CH3
S
CH2
CH2
CH NH2
COOH
Met

119. Мегалобластная (макроцитарная) анемия

Причина – недостаточность фолиевой
кислоты и/или витамина В12.
Проявления:
• Уменьшение количества эритроцитов.
• Снижение количества гемоглобина в них.
• Увеличение размера эритроцитов.
Причина симптомов – нарушение синтеза
ДНК и РНК (уменьшение синтеза
тимидилата и пуриновых нуклеотидов).

120. Механизм антибактериального действия сульфаниламидных препаратов

• Сульфаниламидные препараты похожи
по строению на парааминобензойную
кислоту.
H2N
COOH
Парааминобензойная
кислота
H2N
SO2NH R
Общая формула
сульфаниламидов

121. Механизм антибактериального действия сульфаниламидных препаратов

Подавление синтеза фолиевой кислоты:
• Конкурентно ингибируют бактериальные
ферменты синтеза фолата.
• Могут использоваться как псевдосубстраты
из-за относительной субстратной
специфичности ферментов.
В результате нарушается синтез
нуклеиновых кислот, что вызывает
прекращение размножения бактерий.

122. Обмен метионина

• Незаменимая аминокислота.
• Роль:
• Синтез белков.
• Образование S-аденозилметионина
(активная форма метионина).
• Синтез цистеина (Мет является источником
серы).
• Гликогенная аминокислота.

123. Роль S-аденозилметионина (SАМ)

Является донором метильной группы:
• Синтез адреналина из норадреналина.
• Синтез фосфатидилхолина из
фосфатидилэтаноламина.
• Синтез холина из этаноламина → ацетилхолин
• Синтез креатина.
• Синтез мелатонина.
• Синтез карнитина.
• Синтез анзерина из карнозина.
• Обезвреживание токсичных веществ, лекарств.
• Метилирование азотистых оснований.

124. Синтез S-аденозилметионина (SАМ)

NH2
Метионинаденoзилтрансфераза
CH3
S
CH2
CH2
CH NH2
ATP
COOH
Met
H4P2O7
H3PO4
N
CH3
N
H2C
+S
O
CH2
CH2
CH NH2
OH
OH
COOH
SAM
N
N

125.

NH2
N
Метилтрансферазы
R
R-CH3
N
S
H2C
O
CH2
CH2
CH NH2
OH
OH
COOH
SAHC
N
N

126.

SH
CH2
CH2
+
CH NH2
COOH
SAHC-гидролаза
H2O
Аденозин
Цистатионин
Цистатионинлиаза (В6)
H2O
- H2O
Ser
Гомоцистеин
CH2 S CH2
CH NH2
CH2
CH NH2 COOH
COOH
OH
CH2
CH NH2
COOH
Цистатионинсинтаза (В6)
NH3
CH3
CH2
C O
COOH
+
SH
CH2
CH NH2
COOH
α-кетобутират
Cys
Кофермент – пиридоксальфосфат (В6)

127.

CH2 O
CH O
CH2 O
O
C
O
C
O
P
R1
R2
O CH2 CH2 NH3+
O3 SAM
CH2 O
CH O
CH2 O
O
C
O
C
O
P
O-
R1
3 SAHC
R2
O CH2
CH2 N+(CH3)3

128. Синтез карнитина

129. Обмен метионина

130. Синтез креатина

NH
C NH2
ГлицинамидиноNH
трансфераза
NH2
CH2
CH2 COOH
CH2
CH2
Gly
CH NH2
COOH Arg
HN C NH2
NH2
NH
CH2
CH2 COOH
CH2
CH2
ГуанидинCH NH2
ацетат
COOH
Орнитин
Гуанидинацетатметилтрансфераза HN C NH2
СРК
HN C NH PO3H2
CH3 N
H2C COOH
CH3 N
CH2 COOH
SAM
SAHC
Креатин
ATP
ADP
Креатин-фосфат

131. Креатинин – конечный продукт обмена креатина

HN C NH PO3H2
CH3 N
H2C COOH
Креатин-фосфат
- H3PO4
HN C N H
CH3 N
H2C C O
Креатинин
Определение креатина и креатинина в крови и в моче
используется для характеристики интенсивности
работы мышц в спортивной медицине.
Определение клиренса креатинина – тест для
определения почечной фильтрации.

132. Гипергомоцистеинемия

• Причины – дефект цистатионин синтазы,
• недостаточность витаминов В6, В12 и фолиевой
кислоты
• Гомоцистеин образует тиолактон
гомоцистеина, активный метаболит, который
тиолирует свободные аминогруппы в составе
ЛПНП. Модифицированные ЛПНП
захватываются макрофагами, образуются
пенистые клетки.
• Окисление липидов и агрегация тромбоцитов.

133. Гомоцистинурия нарушение использования гомоцистеина, он восстанавливается в гомоцистин. Причина – насcледсвенное нарушение

обмена
гомоцистеина или гиповитаминозы фолиевой
кислоты, витаминов В12 и В6

134. Обмен цистеина

• Заменимая аминокислота, синтезируется из
серина (источник углеродного скелета) и
метионина (источник серы).

135. Роль цистеина

• Синтез цистина (образование дисульфидных
связей между 2-мя молекулами цистеина) –
стабилизация третичной структуры белков.
• НS- группы цистеина входят в состав.
активных центров многих ферментов.
• Входит в состав глутатиона.
• Синтез таурина (конъюгирование желчных
кислот).
• Синтез тиоэтиламина (НS-КоА).
• Синтез белков.
• Синтез глюкозы.

136. Катаболизм цистеина

Сульфиты превращаются в сульфаты,
которые выводятся с мочой.
Пируват → ацетил-КоА → цикл Кребса

137. Цистинурия

• Причина – нарушение транспорта цистеина
и щелочных аминокислот в кишечнике и
почках.
• Цистеин восстанавливается до цистина,
который малорастворим.
• Образуются почечные камни.

138.

139.

140. Глутатион

• Трипептид γ-Glu-Cys-Gly
• Синтез – из соответствующих аминокислот:
Glu + Cys → γ-Glu-Cys (АТФ)
γ-Glu-Cys + Gly → γ-Glu-Cys-Gly (АТФ)
• Ферменты – γ-Glu-Cys-синтетаза и
глутатион-синтетаза.
• Роль:
• Восстанавливающий агент – является
коферментом многих ферментов.

141. Ферменты, коферментом которых является глутатион

• Глутатион пероксидаза
• Гамма-глутамил трансфераза
• Глутатион-инсулин трансгидрогеназа
• Малеил-ацетоацетат изомераза
• Формальдегид дегидрогеназа
• Глиоксилаза
• Предотвращает окисление тиогрупп цистеинсодержащих ферментов.
• Глутатион восстанавливается ферментом
глутатион редуктаза

142. Обмен серина

Серин – заменимая аминокислота.
1. Синтезируется из 3-фосфоглицерата.
2. Синтезируется из глицина.

143. Синтез серина

3-фосфоглицерат ДГ
COOH
CH OH
CH2 O PO3H2
NAD+
3-фосфоглицерат
COOH
C O
CH2 O PO3H2
NADH+H+
3-фосфогидроксипируват
Аминотрансфераза COOH
Фосфатаза
CH NH2
CH2 O PO3H2
Glu
H2O
α-cg
3-фосфосерин
H3PO4
COOH
CH NH2
CH2 OH
Серин

144. Пути использования серина

• Синтез глицина.
• Синтез цистеина.
• Синтез сфингозина.
• Синтез фосфолипидов.
• Синтез белков.
• Синтез глюкозы.
• Синтез липидов.
• Окисление в цикле Кребса.

145. Пути использования серина

• Источник одноуглеродных фрагментов для
ТГФК.
• Входит в состав активных центров многих
ферментов (серинпротеиназы).
• По остаткам серина происходит
фосфорилирование многих ферментов.

146. Катаболизм серина

CH2 OH
CH NH2
COOH
- H2O
CH2
C NH2
COOH
CH3
C NH
COOH
Серин
CH3
C O + NH3
+ H2O COOH
Пируват
Фермент – сериндегидратаза
Кофермент – пиридоксальфосфат
Серин
Глицин
СО2 + NH3

147. Обмен глицина

• Глицин – заменимая аминокислота,
• Синтезируется из:
• Серина.
• Треонина.
• Аммиака и СО2 с участием ТГФК.

148. Синтез глицина

CH2 OH
CH NH2
COOH
Серин
CH3
CH OH
CH NH2
COOH
Сериноксиметил
трансфераза
THF
CH2 NH2
COOH
H2O
Глицин
N5,N10-CH2-THF
Треонинальдолаза
CH2 NH2
COOH
O
CH3 C
H

149. Пути использования глицина

• Синтез серина.
• Синтез гема.
• Синтез глутатиона.
• Синтез креатина.
• Синтез пуриновых нуклеотидов.
• Синтез формиата и оксалата.
• Конъюгация желчных кислот.

150. Пути использования глицина

• Источник одноуглеродных фрагментов для
ТГФК.
• Тормозной медиатор ЦНС.
• Синтез белков.
• Синтез глюкозы.
• Синтез липидов.
• Окисление в цикле Кребса.

151. Катаболизм глицина

CH2 NH2
COOH
Gly
Глицин
Глицинсинтаза
CO2 + NH3
THF
NAD+
N5,N10-CH2-THF
NADH+H+
Серин
Пируват

152. Обмен глицина – образование глиоксилата

153. Обмен глицина – образование оксалата и одноуглеродных фрагментов для ТГФК

154. Наследсвенные нарушения обмена глицина

Гиперглицинемия – недостаточность
глицинрасщепляющей ферментной
системы.
• Клинические проявления – судороги,
гипотония, нарушение дыхания.

155. Наследсвенные нарушения обмена глицина

• Глицинурия – повышение выделения
глицина с мочой из-за нарушения
реабсорбции глицина в почках; в крови
содержание глицина нормальное.
• Клинические проявления – образование
оксалатных камней в почках при
нормальном содержании оксалатов в моче.
• Оксалат образуется из глиоксилата (продукт
дезаминирования глицина).

156. Наследсвенные нарушения обмена глицина

• Первичная гипероксалатурия – высокое
выделение оксалата с мочой, независимо от
его содержания в пище.
• Клинические проявления – образование
оксалатных камней в мочевыводящих
путях, нефрокальциноз и инфекция
мочевыводящих путей.
• Смерть в раннем возрасте из-за почечной
недостаточности или гипертонии.

157. Обмен аргинина

• Полузаменимая аминокислота.
• Синтезируются из α-кетоглутарата.
• Роль:
• Синтез белков.
• Гликогенная аминокислота.
• Синтез мочевины.
• Синтез креатин-фосфата.
• Синтез NO.

158. Синтез NO

NH2
NH2
CH COOH
CH2
O2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
+
NH NADPH+H
C
NH
NH2
CH COOH
NADP+ NH
H2O
C
N
CH2
O2
½NADPH+H+
OH
CH COOH
CH2
½NADР+
H2O
+ NO
CH2
NH
C O
NH2
NH2
NH2
Arg
Гидроксиаргинин
Цитруллин
Фермент – NO-синтаза
Коферменты – NADPH, FMN, FAD,
гем-Fe3+, тетрагидробиоптерин

159. Изоформы NO-синтазы

Изоформа
Локализация
Функции
Эндотелиальная Эндотелий
СосудорасширяNO-синтаза
Миокард
ющий эффект
Тромбоциты
Неурональная
Нервная система Межклеточное
NO-синтаза
Скелетные
взаимодействие
мышцы
Индуцируемая Иммунная
Иммунный
NO-синтаза
система
ответ
Макрофаги
Бактерицидный
ответ

160. Синтез NO в эндотелии сосудов

• Синтез NO происходит в эндотелиальных
клетках сосудов.
• NО диффундирует в гладкомышечные
клетки, активирует гуанилатциклазу,
синтезирующую цГМФ → активация
протеинкиназы → вазодилатация.
• Нитроглицерин (вазодилататор). В ГМК
образует NО. Применяется для
купирования приступов стенокардии.

161. Биологическая роль NO

Расслабляет
гладкую
мускулатуру
Сосудорасширяющий
эффект
Предотвращает
агрегацию
тромбоцитов
NO
Регулирует
апоптоз
Антиканцерогенное
действие
Является
медиатором

162. Обмен фенилаланина и тирозина

• Фенилаланин – незаменимая аминокислота.
• Тирозин – заменимая аминокислота,
синтезируется из фенилаланина.

163. Синтез тирозина из фенилаланина

CH2 CH COOH
NH2
NADPH+H+
Фенилаланин
гидроксилаза
O2
Тетрагидробиоптерин
H2O
NADP+
HO
CH2 CH COOH
NH2

164. Роль фенилаланина и тирозина

• Синтез катехоламинов (дофамин,
норадреналин, адреналин) – надпочечники,
нервная ткань.
• Синтез гормонов щитовидной железы (Т3,
Т4) – щитовидная железа.
• Синтез меланинов – меланоциты.

165. Катаболизм фенилаланина и тирозина

HO
CH2 CH COOH
NH2
α-cg
Трансаминаза
Glu
HO
CH2 C COOH
O
O2
Гидроксифенилпируват
диоксигеназа
OH
CO2
CH2 COOH
HO

166.

Гомогентизат
диоксигеназа
O2
HOOC C C C CH2 C CH2 COOH
H H O
O
Малеилацетоацетат
изомераза
H
HOOC C C C CH2 C CH2 COOH
H
O
O
Фумарилацетоацетат
гидролаза
H
HOOC C C COOH
H
H2O
CH3
C CH2 COOH
O

167. Синтез катехоламинов

168. Гормоны щитовидной железы

169. Синтез меланинов

170.

171. Наследственные нарушения обмена фенилаланина и тирозина

фенилаланин
тирозин
1
фенилпируват
меланины
2
гидроксифенилпируват
фениллактат
гомогентизат
3
фенилацетат

172. Метаболические нарушения при фенилкетонурии

CH2 CH COOH
NH2
α-cg
Glu
CH2 C COOH
O
NAD+
NADH+H+
H2 O
NADH+H+
CO2
CH2 COOH
C
NAD+
CH2 CH COOH
OH

173. 1. Фенилкетонурия

Причины:
• Мутации гена фенилаланингидроксилазы
(частота – 1на 10 000).
• Мутации генов, контролирующих обмен
тетрагидробиоптерина.

174. Фенилкетонурия

Клинические проявления:
• Нарушение умственного и физического
развития.
• Причины – высокие концентрации
фенилаланина, фенилпирувата,
фениллактата ограничивают транспорт
тирозина и триптофана через ГЭБ →
нарушается синтез нейромедиаторов.

175. 2. Альбинизм

• Причина – врожденный дефект тирозиназы
(катализирует превращение тирозина в
ДОФА в меланоцитах).
• Частота – 1:20 000.
• Клинические проявления:
• Отсутствие пигментации кожи и волос.
• Предрасположенность к раку кожи.

176. 3. Алкаптонурия

• Причина – дефект гомогентизат
диоксигеназы.
• Клинические проявления:
• «черная моча» – гомогентизиновая кислота
окисляется, образуя темные пигменты –
алкаптоны.
• Охроноз – пигментация соединительной
ткани.
• Артрит.

177. Тирозинемии

• Тирозинемия I типа (тирозиноз) – дефект
фумарилацетоацетатгидролазы.
• Тирозинемия II типа (синдром РихнераХанхорта) – дефект
тирозинаминотрансферазы.
• Тирозинемия новорожденных
(кратковременная) –дефект парагидроксифенилпируватдиоксигеназы.

178. Обмен триптофана

• Незаменимая аминокислота.
• Глюко- и кетогенная аминокислота.
Роль:
• Синтез белков.
• Синтез глюкозы.
• Синтез триптамина.
• Синтез серотонина.
• Синтез мелатонина.
• Синтез никотинамида.

179. Синтез серотонина

NH
О2
CH2 CH COOH
NH2
NH
NADPH+H+
Trp
HO
-CО2
HO
NADP+
Н2О
CH2 CH COOH
NH2
Гидрокситриптофан
CH2 CH2 NH2
NH
Серотонин
Ферменты: 1.Триптофан гидроксилаза
2.Декарбоксилаза ароматических аминокислот

180. Синтез мелатонина

HO
HO
CH2 CH2 NH2
NH
NH
Серотонин СН3-СО-SCoA
HSCoA
CH3 O
NH
SАМ
SАНС
CH2 CH2 NH C CH3
O
N-ацетилсеротонин
CH2 CH2 NH C CH3
O
Мелатонин
Ферменты: 1.Серотонин N-ацетилаза
2.N-ацетилсеротонин О-метил-трансфераза

181. Мелатонин

• Является гормоном.
• Синтезируется в эпифизе (максимальная
концентрация наблюдается ночью).
• Синтез и секреция мелатонина зависит от
освещенности – избыток света понижает его
синтез, а снижение освещенности увеличивает
синтез и секрецию мелатонина.
Роль:
• Регуляция циркадного ритма (цикл сонбодрствование).

182. Обмен глутамата и глутамина

• Заменимые аминокислоты.
• Синтезируются из α-кетоглутарата:
• α-кетоглутарат → глутамат → глутамин.

183. Использование глутамата

• Занимает центральное место в синтезе и
катаболизме аминокислот
(трансдезаминирование и
трансреаминирование).
• Медиатор ЦНС.
• Предшественник ГАМК.
• Входит в состав глутатиона.
• Входит в состав фолиевой кислоты.

184. Использование глутамина

• Основная форма транспорта аммиака.
• Участвует в синтезе пуринового кольца.
• Участвует в синтезе пиримидинового
кольца.
• Синтез пуриновых и пиримидиновых
нуклеотидов в качестве донора
аминогруппы.

185. Катаболизм глутамата и глутамина

• Глутамин → глутамат → α-кетоглутарат →
цикл Кребса.
• Гликогенные аминокислоты.

186. Обмен аспартата и аспарагина

• Заменимые аминокислоты.
• Синтезируются из оксалоацетата и аммиака
(трансреаминирование):
• Оксалоацетат → аспартат → аспарагин.

187. Использование аспартата

• Синтез мочевины.
• Синтез пуринового кольца.
• Синтез пиримидинового кольца.
• Синтез пуриновых нуклеотидов.
• NMDA – медиатор ЦНС.

188. Катаболизм аспартата и аспарагина

• Аспарагин → аспартат → оксалоацетат →
цикл Кребса.
• Гликогенные аминокислоты.

189.

ОБМЕН ПУРИНОВЫХ И
ПИРИМИДИНОВЫХ
НУКЛЕОТИДОВ

190. Переваривание нуклеопротеинов в ЖКТ

• В желудке под действием HCl происходит
распад нуклеопротеинов и денатурация
белка.
• Расщепление нуклеиновых кислот
происходит в тонком кишечнике.

191. Переваривание нуклеиновых кислот в ЖКТ

Нуклеиновые кислоты
ДНК-азы и РНК-азы
Олигонуклеотиды
Фосфодиэстеразы
Мононуклеотиды
Нуклеотидазы
Нуклеозиды + фосфат
Нуклеозидфосфорилазы
Азотистые основания + пентоза-1-фосфат

192. Переваривание нуклеопротеинов в ЖКТ

• В энтероцитах основная часть пуриновых
оснований под действием ксантиноксидазы
превращается в мочевую кислоту, которая
выделяется с мочой.
• Большая часть пиримидиновых оснований
не всасывается, а в полости кишечника под
действием микрофлоры расщепляется до
СО2, Н2О, -аланина и -аминоизобутирата.

193. Синтез пуриновых нуклеотидов

1. Синтез пуриновых нуклеотидов
de novo.
2. «Спасательный» путь синтеза пуриновых
нуклеотидов. Является основным путем.

194. Синтез пуриновых нуклеотидов de novo

• Происходит в основном в печени, откуда
пуриновые нуклеотиды поступают в ткани,
не способные к их синтезу (эритроциты,
головной мозг).
• Пуриновый цикл синтезируется на остатке
рибозо-5-фосфата при участии доноров
углерода и азота.

195. Источники атомов пуринового кольца

CO2
Gly
Asp
N10-formilTHF
N
C
C
N
C
C N
N
H
Gln
C
N5,N10metenil-THF

196. Синтез пуриновых нуклеотидов de novo

O
HO P O H2C
OH
O
HO P O H2C
OH
O
PRPP-синтетаза
OH
OH
OH
OH
Рибозо-5-фосфат
ATP
PRPPамидотрансфераза
O
HO P O H2C
OH
Gln
O
Glu
H4P2O7
AMP
5-фосфорибозил-1
-пирофосфат (PRPP)
NH2
O
OH
O
OH
O
O
P O P OH
OH OH
OH
5-фосфорибозиламин

197. Синтез пуриновых нуклеотидов de novo

В следующих реакциях участвуют глицин,
глутамин, аспартат, СО2, N5,N10-метенилTHF, N10-формил-THF, АТФ (для энергии), в
результате образуется ИМФ (инозинмонофосфат), который является
предшественником АМФ и ГМФ.

198. Инозин-монофосфат (ИМФ)

O
N
O
HO P O H2C
OH
N
O
OH
OH
NH
N

199. Синтез АМФ и ГМФ

Asp, GTP
Аденилосукцинатсинтетаза
GDP, Pi
Аденилосукцинат
Аденилосукцинатлиаза
ИМФ
NAD+, H2O
ИМФ-дегидрогеназа
NADH+H+
КМФ
Gln, ATP
ГМФ-синтетаза
фумарат
АМФ
ГМФ
Glu
AMP, PPi

200.

O
N
O
HO P O H2C
OH
N
O
OH
HOOC CH2 CH COOH
NH
N
O
HO P O H2C
OH
N
N
N
O
OH
GDP, Pi
NH
N
NAD+, H2O
OH
NADH+H+
O
Asp, GTP
N
O
HO P O H2C
OH
N
NH
O
O
OH
OH
NH
OH
Gln, ATP
фумарат
NH2
N
O
HO P O H2C
OH
N
O
OH
OH
Glu
AMP, PPi
O
N
N
N
O
HO P O H2C
OH
N
O
OH
OH
NH
N
NH2

201. Синтез нуклеозиддифосфатов и нуклеозидтрифосфатов

GMP + ATP → GDP + ADP
Фермент – гуанилаткиназа
GDP + ATP → GTP + ADP
Фермент – нуклеозиддифосфаткиназа
AMP + ATP ↔ 2 ADP
Фермент – аденилаткиназа
ADP + H3PO4 → ATP
Окислительное фосфорилирование

202. «Спасательный» путь синтеза пуриновых нуклеотидов

Аденинфосфорибозилтрансфераза
NH2
N
N
N
H
NH2
N
O
HO P O H2C
OH
N
N
N
O
N
Аденин
РRPP
PPi
OH
OH
АМР
NH2
N
N
HO H2C
NH2
N
N
N
Аденозинкиназа
O
OH
OH
Аденозин
АTР
O
HO P O H2C
OH
N
O
АDР
OH
OH
АМР
N
N

203. «Спасательный» путь синтеза пуриновых нуклеотидов

O
N
РRPP
O
N
PPi
NH
N
H
O
HO P O H2C
OH
NH
N
N
O
N
Гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза
Гипоксантин
O
N
N
NH2
Гуанин
РRPP
OH
IМР
O
N
O
HO P O H2C
OH
NH
N
H
OH
N
O
PPi
OH
OH
GМР
NH
N
NH2

204. Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов

205. Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов

• ФРПФ синтетаза – аллостерический
фермент:
• Активатор – неорганический фосфат
• Ингибиторы – пуриновые нуклеотиды
• Амидофосфорибозилтрансфераза:
• Активатор – ФРПФ
• Ингибиторы – пуриновые нуклеотиды

206. Катаболизм пуриновых нуклеотидов

АМФ
аденозин
инозин
Н2О
Н3РО4
Н2О
NН3
Н2О
Н3РО4
Н3РО4
Рибозо-1-Р
Н3РО4
Рибозо-1-Р
гипоксантин
О2 Н2О
Н2О
NН3
Н2О2
ГМФ
гуанозин
гуанин
ксантин
О2
Н2О
Н2О2
Мочевая кислота

207. Катаболизм пуриновых нуклеотидов

O
N
HN
N
N
H
Гипоксантин
Ксантиноксидаза
O
O
О2 Н2О
N
HN
N
H
Н2О2
N
H
Ксантин
О2 Н2О
Ксантиноксидаза
O
H
N
HN
O
Н2О2
O
N
H
N
H
Мочевая кислота

208. Катаболизм пуриновых нуклеотидов

• Конечный продукт обмена пуринов у
человека – мочевая кислота.
• Концентрация мочевой кислоты в крови –
0,15-0,47 ммоль/л (0,3-0,7 г/л).
• Мочевая кислота выделяется с мочой – 0,40,6 г/сутки.
• Повышение концентрации мочевой кислоты
– гиперурикемия.

209. Подагра

• Заболевание, при котором происходит
отложение уратов в суставных хрящах,
синовиальной оболочке, подкожной
клетчатке.
• Клиническая картина:
• Подагрический артрит – приступы острых
болей в мелких суставах.
• Нефролитиаз – уратные камни в
мочевыводящих путях.
• Подагрические тофусы (узлы).

210. Подагра

• Концентрация мочевой кислоты при
подагре – 2-4 г/л (при легкой форме, без
тофусов), до 30 г (при тяжелых формах).
• Распространенность – 0,3-1,7%.
• Мужчины болеют в 20 раз чаще, чем
женщины.
• Подагра носит семейный характер
(генетически детерминирована).

211. Причины подагры (генетические дефекты )

• Высокая активность ФРПФ синтетазы (не
подается контролю со стороны
нуклеотидов).
• Недостаточность гипоксантин-гуанинфосфорибозил-трансферазы.
• Недостаточность глюкозо-6-фосфатазы
(накапливается глюкозо-6-фосфат →
пентозо-фосфатный путь → много рибозы).

212. Синдром Lesch-Nyhan

• Тяжелая форма гиперурикемии.
• Рецессивный признак, сцепленный с Ххромосомой, болеют только мальчики. Причина –
полное отсутствие активности гипоксантингуанин-фосфорибозил-трансферазы.
Клинические проявления:
• Тофусы, уратные камни.
• Неврологические отклонения (нарушение речи,
церебральный паралич, снижение интеллекта,
склонность к нанесению себе увечий).
• Ранняя смерть (до 10 лет).

213. Лечение подагры

O
Ксантиноксидаза
N
HN
N
H
N
Гипоксантин
O
O
О2 Н2О
N
HN
N
H
Н2О2
Ксантин
HN
O
N
N
О2 Н2О
Ксантиноксидаза
O
N
H
Аллопуринол – структурный
аналог гипоксантина!
N
H
H
N
HN
O
Н2О2
O
N
H
N
H
Мочевая кислота

214. Лечение подагры

Механизм действия аллопуринола:
• Конкурентно ингибирует ксантиноксидазу,
останавливая катаболизм пуриновых
нуклеотидов на стадии гипоксантина,
растворимость которого в 10 раз выше
мочевой кислоты.
• Являясь псевдосубстратом, используется на
синтез нуклеотидов по «запасному пути»,
ингибируются регуляторные ферменты
синтеза нуклеотидов de novo.

215. Источники атомов пиримидинового кольца

Gln
N
C
CO2
C
N
C
C
Asp

216. Синтез пиримидиновых нуклеотидов de novo

Gln CO2
H2O
Карбамоилфосфатcинтетаза II
2 ATP
2 ADP
H3PO4
NH2
Glu
C O
O PO3H2

217.

HOOC
CH2
Аспартат
CH
H2N
NH2
COOH
O
Аспартаттранскарбамоилаза
PO3H2
H3PO4
HO
Карбамоиласпартат
C O
C
H2N
O
CH2
C N CH
O
H
COOH
- H2O
Дигидрооротаза
O
HN
Дигидрооротат
O
C
C
NH
CH2
CH COOH

218.

NAD+
Дигидрооротатдегидрогеназа
NADH+H+
O
C
HN
Оротат
O
C
NH
CH
C COOH
PRPP
Оротатфосфорибозилтрансфераза
HN
O
O
-
ОMP
O
P O
H2C
C
C
N
O
O-
OH
H4P2O7
O
OH
CH
C COOH

219.

ОМР-декарбоксилаза
- СО2
O
HN
O
O
UMP
-
O
P O
H 2C
C
C
N
CH
CH
O
O-
OH
OH
UMP + ATP → UDP + ADP
Фермент – нуклеозид монофосфат киназa
UDP + ATP → UTP + ADP
Фермент – нуклеозид дифосфат киназa

220.

O
C
HN
-
O
O
O
O
P O
P O
P O
O-
O-
O-
O
H2C
C
N
CH
CH
UTP
O
OH
ATP
OH
Gln
СТР-синтетаза
Glu
NH2
N
-
O
O
O
O
P O
P O
P O
O-
O-
O-
O
H2C
C
C
N
CH
CTP
O
OH
CH
OH
ADP
H3PO4

221. Синтез дезоксирибонуклеотидов

O
--
O
O
AO
P O
P O
-
-
O
O
H2C
--
O
O
O
O
P O
P O
O-
O-
AO
H2C
O
Рибонуклеотидредуктаза
OH
OH
OH
- H2O
NDP
dNDP
SH
TR
SH
NADР+
S
TR
S
NADРH+H+
Тиоредоксинредуктаза

222. Синтез дезоксирибонуклеотидов

• Синтезируются dАДФ, dГДФ, dЦДФ,
dУДФ.
• dНДФ + АТФ→ dНТФ + АДФ
• Ферменты – НДФ-киназы.

223. Синтез тимидиловых нуклеотидов

O
O
C
HN
O
O
-
O
P O
C
N
CH
HN
CH
C
-
H 2C
O
O-
O
O
O
P O
H2C
N
C
CH
O
Тимидилатсинтаза O-
OH
OH
dUMP
dTMP
N5, N10-CH2-THF
C
DHF
NADРH+H+
Gly
Серингидроксиметилтрансфераза
Ser
THF
DHF-редуктаза
NADР+
CH3

224. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов

Цитозин
Урацил
Тимин
-аланин
-аминоизобутират
NH3 СО2
NH3 СО2

225. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов

• Cu structuri

226. Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов

• Карбамоилфосфатсинтетаза II (КАДфермент):
• Активатор – ФРПФ
• Ингибиторы – пиримидиновые нуклеотиды.
• Рибонуклеотидредуктаза и
тимидилатсинтаза – индуцируемые
ферменты (их синтез достигает максимума
во время активного синтеза ДНК)
• Рибонуклеотидредуктаза – ингибируется
дезоксирибонуклеозид-фосфатами.

227. Нарушения обмена пиримидиновых нуклеотидов

Оротацидурия
• Причина – врожденный дефект УМФ-синтазы.
• Клинические проявления:
• Мегалобластная анемия, которая не подается
лечению фолиевой кислотой;
• Неврологические нарушения;
• Повышенная чувствительность к инфекциям;
• Образование камней;
• Ранняя смерть.
• Лечение – уридин.

228. Противоопухолевые препараты

5-фторурацил
Является аналогом урацила.
Продукт его превращения
в организме (5-фтор-дУМФ)
является конкурентным
ингибитором
тимидилатсинтазы.
Используется в качестве
противоопухолевого
средства.

229. Противоопухолевые препараты

Метотрексат и аминоптерин – структурные
аналоги фолиевой кислоты.
Ингибируют дигидрофолатредуктазу,
снижая синтез ДНК.

230. Противоопухолевые препараты

Цитозинарабинозид
Нуклеозид, в котором
рибоза замещена на
арабинозу.
В организме
превращается в дНТФ,
который ингибирует
ДНК-полимеразу и
снижает скорость
репликации.

231. Противовирусные препараты

Азидотимидин (АЗТ)
фосфорилируется с
образованием нуклеотидов,
которые используются
вирусной ДНК-полимеразой
для синтеза ДНК –
ингибируется синтез ДНК.
Используется при
ВИЧ-инфекции.

232. Противовирусные препараты

5-йод-2-дезоксиуридин
используется при лечении
кератитов и поражении
роговицы вирусом герпеса.
Азатиоприн в организме
превращается в
6-меркаптопурин, который
оказывает выраженное
иммуносупрессорное
действие. Используется
в трансплантологии.

233.

ОБМЕН
ГЕМОПРОТЕИНОВ
CH2
CH3
N
CH3
N
HOOC
CH2
CH2
CH
CH3
2+
Fe
N
CH CH2
N
CH2
CH2
COOH
CH3

234. ГЕМОПРОТЕИНЫ

• Гемоглобин
• Миоглобин
• Цитохромы дыхательной цепи
• Цитохром Р450
• Каталаза
• Пероксидаза

235. Синтез гема

• Происходит во всех тканях, но с
наибольшей скоростью в костном мозге
(для синтеза гемоглобина) и в печени (для
синтеза цитохрома Р450).
• Протекает в митохондриях (первая реакция
и конечные этапы – от копропорфириногена
до гема) и в цитоплазме.

236. Синтез гема

COOH
CH2
CH2 +
C O
SCoA
COOH
CH2 NH2
Δ-аминолевулинатсинтаза
Gly
Сукцинил-CoA
HSCoA CO2
COOH
CH2
CH2
C O
CH2
NH2
Δ-аминолевулинат

237. Синтез гема

COOH
COOH
COOH CH2
COOH
CH2 Δ-аминолевулинат- CH2 CH2
дегидратаза
CH2
CH2
C
C
CH2 + O C
-2 H2O
C
CH2
C O
CH2
N
CH2
NH2
CH2
NH2
NH
2
Δ-аминолевулинат
COOH
COOH CH2
CH2 CH2
C
C
C
CH
NH
CH2
NH2
Порфобилиноген

238.

COOH
CH2
CH2 +
C O
SCoA
COOH
CH2 NH2
COOH
CH2
CH2
C O
CH2
NH2
Δ-аминолевулинатсинтаза
Gly
HSCoA CO2
Сукцинил-CoA
Δ-аминолевулинат
COOH
COOH
COOH CH2
COOH
CH2 Δ-аминолевулинат- CH2 CH2
дегидратаза
CH2
CH2
C
C
CH2 + O C
-2 H2O
C
CH2
C O
CH2
N
CH2
NH2
CH2
NH2
NH
2
COOH
COOH CH2
CH2 CH2
C
C
C
CH
NH
CH2
NH2
Порфобилиноген

239.

240.

NH
N
N
NH

241. Протопорфирин IX

CH2
CH3
CH
NH
CH3
N
N
HOOC
CH2
CH2
CH3
CH CH2
NH
CH2
CH2
COOH
CH3

242. Гем

CH2
CH3
N
CH3
N
HOOC
CH2
CH2
CH
CH3
Fe2+ N
CH CH2
N
CH2
CH2
COOH
CH3

243. Регуляция синтеза гема

244. Регуляция синтеза гема

1. Аминолевулинатсинтаза:
• Аллостерическая регуляция –
ингибируется гемом
• Регуляция на уровне трансляции –
увеличение концентрации железа
стимулирует синтез фермента.
1. Аминолевулинатдегидратаза
аллостерически ингибируется гемом
2. Гем регулирует синтез глобина.

245. Нарушения синтеза гема

• Порфирии – наследственные и
приобретенные нарушения синтеза гема,
сопровождающиеся повышением
содержания порфириногенов и продуктов
их окисления в тканях и в крови, а также
появлением их в моче.
• «Порфирин» в переводе с греческого
означает пурпурный.

246.

Порфирии
Наследственные
Эритропоэтические
Острая
перемежающаяся
порфирия
Приобретенные
Печеночные
Поздняя
кожная
порфирия
Вариегатная
порфирия

247. Наследсвенные порфирии

• Причины – генетические дефекты
ферментов, участвующих в синтезе гема, за
исключением аминолевулинатсинтазы.
• Снижается синтез гема.
• Накапливаются промежуточные продукты
синтеза гема – аминолевулинат и
порфириногены.

248. Наследсвенные порфирии

• Печеночные порфирии – накопление
порфиринов в гепатоцитах.
• Эритропоэтические порфирии – накопление
порфиринов в эритроцитах.

249. Наследсвенные порфирии

Легкие формы могут протекать
бессимптомно, но прием лекарств,
являющихся индукторами
аминолевулинатсинтазы, вызывают
обострение.
• Сульфаниламиды
• Барбитураты
• Диклофенак, вольтарен
• Стероиды

250. Приобретенные порфирии

• Отравления солями свинца (свинец
ингибирует аминолевулинатдегидратазу и
феррохелатазу).
• Некоторые галогенсодержащие гербициды
и инсектициды (индуцируют
аминолевулинатсинтазу).

251. Обмен железа

• Содержание железа в организме – 3-4 г, в
плазме – 3,5 мг.
• Гемоглобин – 68%
• Ферритин – 27%
• Миоглобин – 4%
• Трансферрин – 0,1%
• Ферменты – 0,6%

252. Всасывание железа

• В пище железо находится в окисленной
форме (Fe3+) – в составе белков и солей
органических кислот.
• Кислая среда желудочного сока
способствует освобождению железа из
солей органических кислот.
• Аскорбиновая кислота восстанавливает
железо и улучшает его всасывание
(всасывается только двухвалентное железо).
• Железо всасывается в основном в
двенадцатиперстной кишке.

253. Всасывание железа

• Поступление железа из энтероцитов в кровь
зависит от скорости синтеза в них
апоферритина.
• Апоферритин связывает железо и
превращается в ферритин, который
остается в энтероцитах → снижается
поступление железа в кровь.
• При недостатке железа в организме
апоферритин почти не синтезируется →
железо поступает в кровь.

254. Транспорт железа в плазме крови

• Поступившее в кровь Fe2+ окисляется под
действием церулоплазмина в Fe3+ и
связывается трансферином.
• Трансферрин – гликопротеин,
синтезируется в печени, связывает только
Fe3+.
• Одна молекула трансферрина может связать
1 или 2 иона Fe3+.
• В норме трансферрин насыщен железом на
33%.

255. Поступление железа в клетки

• Трансферрин взаимодействует с мембранными
рецепторами
• → в клетке образуется комплекс Са2+кальмодулин-ПКС
• → фосфорилирование рецептора
• → образование эндосомы
• → в кислой среде эндосомы железо
освобождается от трансферрина
• → комплекс рецептор-трансферрин
возвращается на поверхность мембраны
• → апотрансферрин поступает в кровь.

256. Использование железа в тканях

1. Синтез железосодержащих белков.
2. Депонируется в составе ферритина.
• Ферритин – олигомерный белок.
• Состоит из 24-х протомеров.
• Образует полую сферу, в которой может
содержаться до 4500 ионов железа.
• Высокое содержание ферритина – печень,
селезенка, костный мозг.

257. Ферритин

• Концентрация ферритина в крови является
важным диагностическим показателем
запасов железа в тканях при
железодефицитной анемии.

258. Обмен железа

259. Железодефицитная анемия

Причины:
• Кровотечения
• Беременность
• Частые роды
• Язвы и опухоли ЖКТ
• Операции на ЖКТ

260. Железодефицитная анемия

• Уменьшение размера и пигментации.
эритроцитов (гипохромная анемия).
• Уменьшение содержания гемоглобина в
эритроцитах.
• Понижение насыщения железом
трансферрина.
• Снижение концентрации в тканях и в крови
ферритина.

261. Гемосидерин

• Избыток железа в клетках (превышение
ферритинового депо) приводит к
образованию гемосидерина (железо
откладывается в виде аморфных отложений
в белковой части молекулы ферритина).
• Гемосидерин плохо растворим в воде и
содержит до 37% железа.

262. Гемохроматоз

• накопление гранул гемосидерина в клетках
печени, селезенки, поджелудочной железы
с повреждением этих органов.
• Причины – наследственно обусловленное
увеличение всасывания железа в
кишечнике.
• Содержание железа в организме достигает
100 г.

263. Гемохроматоз

• Клинические проявления:
• Сахарный диабет (разрушение -клеток
поджелудочной железы).
• Цирроз печени.
• Сердечная недостаточность (отложение
гемосидерина в кардиомиоцитах).
• Лечение – кровопускания.

264. Катаболизм гемоглобина

• Продолжительность жизни эритроцитов –
120 дней.
• Катаболизм происходит в клетках РЭС
костного мозга, селезенки, печени,
лимфатических узлов.

265.

Клетки РЭС
Нb
Вердоглобин
Кровь
Эритроциты
Биливердин
Желчные
протоки
Кишечник
Конъюгированный
билирубин
Билирубин
Почки
Стеркобилин
Конъюгированный
билирубин
Билирубинальбумины
Конъюгированный
билирубин
Стеркобилиноген
Билирубин
Нb
Нb-Гаптоглобин
Билирубин
Печень
Уробилиноген
Уробилиноген
Стеркобилиноген
Стеркобилиноген
Стеркобилин

266. Фракции билирубина крови

Свободный
(неконъюгированный)
• нерастворимый
• токсичный
• непрямой
Конъюгированный
(до 25%)
• растворимый
• нетоксичный
• прямой

267. Катаболизм гемоглобина

• Первая реакция – расщепление метенового
мостика между 1-м и 2-м пиррольными
кольцами – раскрывается структура кольца
– образуется вердоглобин.
• От вердоглобина отщепляется белковая
часть и железо – образуется биливердин.
• Фермент – гемоксигеназа.

268. Катаболизм гемоглобина

269. Катаболизм гемоглобина

• Биливердин восстанавливается в билирубин
под действием фермента биливердин
редуктаза.

270. Катаболизм гемоглобина

271. Катаболизм гемоглобина

• Билирубин из клеток РЭС выделяется в
кровь, связывается и транспортируется
альбуминами.
• Связанный с альбумином билирубин
называется неконъюгированный
билирубин.
• На поверхности гепатоцитов комплекс
альбумин-билирубин распадается,
билирубин поступает в гепатоциты.

272. Катаболизм гемоглобина

• Транспорт билирубина в клетки печени
происходит облегченной диффузией с
участием 2-х белков: лигандина (основная
часть) и белка Z.
• В гепатоцитах (гладкий ЭР) происходит
конъюгация билирубина с 1-м или 2-мя
остатками глюкуроновой кислоты –
образуется конъюгированный билирубин.

273. Катаболизм гемоглобина

• Донором глюкуроновой кислоты является
UDP-глюкуронат.
COOH
O H
H
OH H
OH
O
H
OH
O
NH
O
O
P
O-
N
O
P
O
H2C
O
O
OOH
OH
• Фермент – UDP-глюкуронилтрансфераза.
• Фенобарбитал индуцирует фермент.

274. Катаболизм гемоглобина

275. Структура конъюгированного билирубина

276. Катаболизм гемоглобина

• Конъюгированный билирубин
секретируется в желчь (активный
транспорт). MRP-2 (multi drug resistance
protein 2) = MOAT (multispecific organic
anion transporter).
• Небольшая часть конъюгированного
билирубина диффундирует в кровь.

277. Катаболизм гемоглобина

• В кишечнике конъюгированный билирубин
гидролизуется под действием
бактериальных ферментов -глюкуронидаз
(отщепление глюкуроновой кислоты).
• Освободившийся билирубин
восстанавливается под действием
кишечной микрофлоры до уробилиногенов.

278. Катаболизм гемоглобина

• В подвздошной и толстой кишках
небольшая часть уробилиногенов
всасывается, с кровью воротной вены
поступают в печень.
• Большая часть уробилиногенов в толстом
кишечнике восстанавливается до
стеркобилиногена, который окисляется до
стеркобилина (пигмент коричневого цвета).

279.

280. Диагностическое значение определения билирубина

• Нормальная концентрация билирубина в
крови – 1,7-17 мкмоль/л.
• 75% – неконъюгированный (непрямой)
билирубин.
• Повышение концентрации билирубина в
крови – гипербилирубинемия.
• При превышении верхних пределов нормы
более чем в 2,5 раза возникает желтуха.

281. Желтухи

• Гемолитическая (надпеченочная).
• Паренхиматозная (печеночная).
• Механическая, обтурационная
(подпеченочная).
• Желтуха новорожденных.

282. Гемолитическая желтуха

• Причина – интенсивный гемолиз
(наследственные или приобретенные
анемии).
• Чрезмерное образование билирубина,
превышающее способность печени
конъюгировать билирубин.

283. Гемолитическая желтуха

• Повышение в крови концентрации
неконъюгированного билирубина.
• Большое количество пигментов в кишечнике
(интенсивно окрашенный кал).
• Большое содержание уробилиногенов в моче
(интенсивная окраска мочи).

284. Желтуха новорожденных

• Причины:
• Усиленный гемолиз.
• Недостаточность UDPглюкуронилтрансферазы.
• Лечение – большие дозы фенобарбитала.
• Неконъюгированный билирубин проходит
ГЭБ – билирубиновая энцефалопатия.

285. Токсичность билирубина

• Разобщение окисления и фосфорилирования.
• Нарушение синтеза белка.
• Нарушение транспорта калия через
мембраны.

286. Печеночная желтуха

• Повреждение гепатоцитов и желчных
капилляров (вирусные и токсические
гепатиты, цирроз печени).
Нарушается:
• Захват билирубина гепатоцитами;
• Конъюгирование билирубина;
• Экскреция билирубина в желчные
капилляры;
• Проницаемость мембран – билирубин
диффундирует в кровь.

287. Печеночная желтуха

• Повышение в крови билирубина за счет
обеих фракций.
• В кишечник попадает меньше билирубина,
меньше образуется уробилиногенов
(гипохоличный кал).
• Интенсивно окрашенная моча (прямой
билирубин).

288. Механическая желтуха

• Причина – закупорка желчных протоков:
• Желчнокаменная болезнь;
• Опухоли поджелудочной железы, желчного
пузыря, печени;
• Послеоперационное сужение общего
желчного протока.

289. Механическая желтуха

• В крови повышается концентрация
конъюгированного билирубина.
• Обесцвеченный кал (пигменты не
поступают в кишечник).
• Интенсивно окрашенная моча (прямой
билирубин).

290. Желтухи

Надпеченочная
Гемолитическая
Печеночная
Паренхиматозная
Интенсивный
гемолиз
Вирусные и
токсические
гепатиты
Цирроз печени
Закупорка желчных
протоков
(желчнокаменная
болезнь и др.)
Общий билирубин
↑
↑
↑
Неконъюгированный
билирубин
↑
↑
N
Конъюгированный
билирубин
До 25%
↑ (>25%)
↑ (>25%)
Причины
Содержание
желчных пигментов
в фекалиях
Содержание
желчных пигментов
в моче
↑
↓
(интенсивно
(слабо окрашенный
окрашенный стул)
стул)
Высокое
содержание
стеркобилина
Наличие
конъюгированного
билирубина
Подпеченочная
Обтурационная
Механическая
↓ или отсутствие
(обесцвеченный
стул )
Много
конъюгированного
билирубина
(коричневый цвет)

291. Наследственные нарушения обмена билирубина

Синдром Crigler-Najjar I
• Полное отсутствие UDPглюкуронилтрансферазы.
• Аутосомно-рециссивный тип наследования.
• Повышение непрямого билирубина.
• Введение фенобарбитала не приводит к
снижению билирубина.
• Дети умирают в раннем возрасте от
билирубиновой энцефалопатии.

292. Наследственные нарушения обмена билирубина

Синдром Crigler-Najjar II
• Снижение активности UDPглюкуронилтрансферазы.
• Аутосомно-доминантный тип наследования.
• Умеренное повышение непрямого
билирубина.
• Введение фенобарбитала снижает
билирубин.
• Клинически проявляется в юности или у
взрослых.

293. Наследственные нарушения обмена билирубина

Синдром Dubin-Johnson
• Нарушение транспорта конъюгированного
билирубина из гепатоцитов в желчные
капилляры.
• Аутосомно-доминантный тип наследования.
• Повышение прямого билирубина.
• Клинически проявляется у взрослых.