Proteinové minimum je minimální množství bílkovin, které vám umožní udržovat dusíkovou rovnováhu v těle (dusík je velmi důležitý prvek pro všechny živé bytosti, protože je součástí všech aminokyselin a bílkovin). Bylo zjištěno, že během půstu po dobu 8-10 dnů se v těle odbourává konstantní množství bílkovin - přibližně 23,2 gramů (u osoby vážící 70 kg). To však vůbec neznamená, že příjem stejného množství bílkovin s jídlem plně uspokojí potřeby našeho těla na tuto složku výživy, zejména při sportování. Proteinové minimum je schopno udržet základní fyziologické procesy na správné úrovni, a to i po velmi krátkou dobu.

Proteinové optimum je takové množství bílkovin v potravě, které plně uspokojuje potřebu člověka na dusíkaté látky a poskytuje tak potřebné složky pro zotavení svalů po zátěži, udržuje vysokou výkonnost organismu a přispívá k vytvoření dostatečné úrovně odolnosti vůči infekčním nemocí. Proteinové optimum pro tělo dospělé ženy je přibližně 90 - 100 gramů bílkovin denně a při pravidelném intenzivním sportování to může výrazně narůst - až na 130 - 140 gramů denně i více. Má se za to, že pro naplnění proteinového optima za den při provádění fyzických cvičení je potřeba v průměru přijmout 1,5 gramu bílkovin a více na každý kilogram tělesné hmotnosti. I při nejintenzivnějších tréninkových režimech ve sportu by však množství bílkovin nemělo překročit 2 – 2,5 gramu na kilogram tělesné hmotnosti. Pokud navštěvujete sportovní oddíly nebo fitness kluby s čistě rekreačním účelem, pak za optimální obsah bílkovin ve vaší stravě je třeba považovat takové množství, které zajistí příjem 1,5 – 1,7 gramu bílkovin na kilogram tělesné hmotnosti.

Dodržování proteinového minima a proteinového optima při sportu však není jedinou podmínkou správné výživy, která zajišťuje regenerační procesy v těle po aktivním tréninku. Faktem je, že potravinářské bílkoviny se mohou výrazně lišit ve své nutriční hodnotě. Například bílkoviny živočišného původu jsou pro lidský organismus optimální z hlediska složení aminokyselin. Obsahují všechny esenciální aminokyseliny nezbytné pro růst a rychlou obnovu svalové tkáně při sportu. Bílkoviny obsažené v rostlinné stravě obsahují velmi malé množství některé z esenciálních aminokyselin nebo se vyznačují úplnou absencí některých z nich. Proto při sportování bude optimální strava, která nutně zahrnuje maso a mléčné výrobky, vejce a ryby.

Fyziologické minimum bílkovin

1. Malá lékařská encyklopedie. - M.: Lékařská encyklopedie. 1991-96 2. První pomoc. - M.: Velká ruská encyklopedie. 1994 3. Encyklopedický slovník lékařských termínů. - M.: Sovětská encyklopedie. - 1982-1984.

Podívejte se, co je „Fyziologické minimum bílkovin“ v jiných slovnících:

Viz Nízký obsah dusíku... Velký lékařský slovník

Velký lékařský slovník

- (syn. fyziologické minimum bílkovin) nejmenší množství bílkovin přidávané potravou, při kterém je udržována dusíková bilance ... Lékařská encyklopedie

VYHLAZENÍ- (lat. obliteratio destrukce), termín používaný k označení uzávěru, destrukce určité dutiny nebo lumenu růstem tkáně vycházející ze strany stěn této formace dutiny. Naznačený růst je častěji ... ...

Celkový pohled na strom ve Staré botanické zahradě v Marburgu (... Wikipedia

Tento termín má jiné významy, viz Stárnutí. Stará žena. Ann Powder 8. dubna 1917, její 110. narozeniny. Vrásčitá a suchá kůže je typickým znakem lidského stárnutí ... Wikipedie

Tento termín má jiné významy, viz Stárnutí. Stárnutí člověka, stejně jako stárnutí jiných organismů, je biologickým procesem postupné degradace částí a systémů lidského těla a následků tohoto procesu. Kdežto ... ... Wikipedie

MENINGITIDA- - zánět membrán mozku a míchy, obvykle infekčního původu. Meningitida je klasifikována podle etiologie (bakteriální, virová, plísňová atd.), charakteru zánětlivého procesu (hnisavý, serózní), průběhu (akutní, ... ... Encyklopedický slovník psychologie a pedagogiky

NAROZENÍ- NAROZENÍ. Obsah: I. Vymezení pojmu. Změny v těle během R. Příčiny vzniku R ............................ 109 II. Klinický proud fyziologického R. . 132 Sh.Mechanika R. .................. 152 IV. Přední P ............... 169 V ... Velká lékařská encyklopedie

Tento článek by měl být wikifikován. Naformátujte jej prosím podle pravidel pro formátování článků. Roztroušená skleróza ... Wikipedie

Obsah předmětu "Metabolismus a energie. Výživa. Základní metabolismus.":
1. Metabolismus a energie. Výživa. Anabolismus. katabolismus.
2. Bílkoviny a jejich role v organismu. Koeficient opotřebení dle Rubnera. Pozitivní dusíková bilance. Negativní dusíková bilance.
3. Lipidy a jejich role v organismu. Tuky. Buněčné lipidy. Fosfolipidy. Cholesterol.
4. Hnědý tuk. Hnědá tuková tkáň. Lipidy krevní plazmy. Lipoproteiny. LDL. HDL. VLDL.
5. Sacharidy a jejich role v organismu. Glukóza. Glykogen.


8. Role metabolismu při zajišťování energetických potřeb organismu. Fosforylační koeficient. Kalorický ekvivalent kyslíku.
9. Metody hodnocení energetických nákladů organismu. Přímá kalorimetrie. Nepřímá kalorimetrie.
10. Základní výměna. Rovnice pro výpočet hodnoty hlavní burzy. Zákon povrchu těla.

Bílkoviny a jejich role v těle. Koeficient opotřebení dle Rubnera. Pozitivní dusíková bilance. Negativní dusíková bilance.

Role bílkovin, tuků, sacharidů, minerálů a vitamínů v metabolismu

Potřeba těla po plastových látkách se mohou spokojit s minimální úrovní jejich příjmu potravou, která vyrovnává ztrátu strukturálních bílkovin, lipidů a sacharidů. Tyto potřeby jsou individuální a závisí na faktorech, jako je věk člověka, zdravotní stav, intenzita a druh práce.

Člověk přijímá ve složení potravy v nich obsažené plastové hmoty, minerály a vitamíny.

Bílkoviny a jejich role v těle

Bílkoviny v těle jsou ve stavu neustálé výměny a obnovy. U zdravého dospělého člověka se množství bílkovin rozložených za den rovná množství nově syntetizovaných. Živočišné bytosti mohou absorbovat dusík pouze ve složení aminokyselin, které vstupují do těla s potravinovými bílkovinami. Deset z 20 aminokyselin (valin, leucin, isoleucin, lysin, methionin, tryptofan, threonin, fenylalanin, arginin a histidin) si tělo nedokáže syntetizovat, pokud jsou nedostatečně zásobovány potravou. Tyto aminokyseliny se nazývají esenciální. Dalších deset aminokyselin (neesenciálních) je pro život neméně důležitých než esenciálních, ale v případě nedostatečného příjmu neesenciálních aminokyselin s potravou se mohou v těle syntetizovat. Důležitým faktorem v metabolismu tělesných bílkovin je opětovné využití (recyklace) aminokyselin vzniklých při rozkladu některých molekul bílkovin pro syntézu jiných.

Rychlost rozkladu a obnovy bílkovin organismus je jiný. Poločas rozpadu peptidových hormonů je minuty nebo hodiny, krevní plazma a jaterní bílkoviny - asi 10 dnů, svalové bílkoviny - asi 180 dnů. V průměru jsou všechny proteiny lidského těla aktualizovány za 80 dní. Celkové množství bílkovin, které za den prošlo rozkladem, se posuzuje podle množství dusíku vyloučeného z lidského těla. Protein obsahuje asi 16 % dusíku (tj. 100 g bílkovin obsahuje 16 g dusíku). Vylučování 1 g dusíku tělem tedy odpovídá rozkladu 6,25 g bílkovin. Z těla dospělého člověka se denně uvolní asi 3,7 g dusíku. Z těchto údajů vyplývá, že hmotnost bílkovin, která prošla úplnou destrukcí za den, je 3,7 x 6,25 = 23 g, neboli 0,028-0,075 g dusíku na 1 kg tělesné hmotnosti za den ( Faktor opotřebení pryže).

Pokud se množství dusíku vstupujícího do těla s jídlem rovná množství dusíku vyloučeného z těla, má se za to, že tělo je ve stavu dusíková bilance. V případech, kdy se do těla dostane více dusíku, než se vyloučí, hovoří o pozitivní dusíková bilance(zpoždění, retence dusíku). Takové stavy se vyskytují u osoby s nárůstem hmoty svalové tkáně, během období růstu těla, těhotenství, zotavení z těžkého vysilujícího onemocnění.

Stav, kdy množství dusíku vyloučeného z těla převyšuje jeho příjem do organismu, se nazývá negativní dusíková bilance. Objevuje se při konzumaci vadných bílkovin, kdy některý z esenciální aminokyseliny, s proteinovým hladověním nebo s úplným hladověním.

Veverky, které se v těle využívají především jako plastické látky, v procesu jejich ničení uvolňují energii pro syntézu ATP v buňkách a tvorbu tepla.

dusíková bilance dusíková bilance.

Zbývající aminokyseliny se v buňkách snadno syntetizují a nazývají se neesenciální. Patří sem glycin, kyselina asparagová, asparagin, kyselina glutamová, glutamin, řada, prolin, alanin.

Výživa bez bílkovin však končí smrtí těla. Vyloučení byť jedné esenciální aminokyseliny z potravy vede k neúplné asimilaci ostatních aminokyselin a je doprovázeno rozvojem negativní dusíkové bilance, vyčerpáním, zakrněním a dysfunkcí nervového systému.

Při bezbílkovinové dietě se denně uvolní 4g dusíku, což je 25g bílkovin (WEAR FACTOR-T).

Fyziologické minimum bílkovin - minimální množství bílkovin v potravě nutné k udržení dusíkové bilance - 30-50 g/den.

TRÁVENÍ PROTEINŮ V GITu. CHARAKTERISTIKA ŽALudečních PEPTIDÁZ, TVORBA A ÚLOHA KYSELINY CHLOROVODÍKOVÉ.

Obsah volných aminokyselin v potravinách je velmi nízký. Naprostá většina z nich je součástí proteinů, které jsou hydrolyzovány v gastrointestinálním traktu působením enzymů proteáz). Substrátová specifičnost těchto enzymů spočívá v tom, že každý z nich štěpí peptidové vazby tvořené určitými aminokyselinami nejvyšší rychlostí. Proteázy, které hydrolyzují peptidové vazby v molekule proteinu, patří do skupiny endopeptidáz. Enzymy patřící do skupiny exopeptidáz hydrolyzují peptidovou vazbu tvořenou koncovými aminokyselinami. Působením všech proteáz trávicího traktu se bílkoviny potravy rozkládají na jednotlivé aminokyseliny, které se pak dostávají do tkáňových buněk.

Vznik a úloha kyseliny chlorovodíkové

Hlavní trávicí funkcí žaludku je, že v něm začíná trávení bílkovin. Kyselina chlorovodíková hraje v tomto procesu důležitou roli. Proteiny vstupující do žaludku stimulují vylučování histamin a skupiny proteinových hormonů - gastriny, které naopak způsobují sekreci HC1 a proenzymu - pepsinogenu. HCI je produkován v parietálních buňkách žaludku

Zdrojem H + je H 2 CO 3, který vzniká v parietálních buňkách žaludku z CO 2 difundujícího z krve, a H 2 O působením enzymu karboanhydrázy

Disociace H 2 CO 3 vede ke vzniku bikarbonátu, který se za účasti speciálních proteinů uvolňuje do plazmy. Ionty C1 - vstupují do lumen žaludku přes chloridový kanál.

pH se sníží na 1,0-2,0.

Působením HCl dochází k denaturaci potravinových bílkovin, které neprošly tepelnou úpravou, což zvyšuje dostupnost peptidových vazeb pro proteázy. HCl má baktericidní účinek a zabraňuje pronikání patogenních bakterií do střeva. Kyselina chlorovodíková navíc aktivuje pepsinogen a vytváří optimální pH pro působení pepsinu.

Pepsinogen je protein skládající se z jediného polypeptidového řetězce. Působením HCl se přeměňuje na aktivní pepsin.V procesu aktivace dochází v důsledku částečné proteolýzy k odštěpení aminokyselinových zbytků z N-konce molekuly pepsinogenu, které obsahují téměř všechny přítomné kladně nabité aminokyseliny v pepsinogenu. V aktivním pepsinu tedy převládají negativně nabité aminokyseliny, které se podílejí na konformačních přestavbách molekuly a tvorbě aktivního centra. Aktivní molekuly pepsinu vzniklé působením HCl rychle aktivují zbývající molekuly pepsinogenu (autokatalýza). Pepsin primárně hydrolyzuje peptidové vazby v proteinech tvořených aromatickými aminokyselinami (fenylalanin, tryptofan, tyrosin) Pepsin je endopeptidáza, proto jeho působením vznikají v žaludku kratší peptidy, nikoli však volné aminokyseliny.

U kojenců žaludek obsahuje enzym rennin(chymosin), který způsobuje srážení mléka. V žaludku dospělých není rennin, jejich mléko se sráží působením HCl a pepsinu.

další proteáza gastrixin. Všechny 3 enzymy (pepsin, rennin a gastrixin) mají podobnou primární strukturu

KETOGENNÍ A GLYKOGENNÍ AMINOKYSELINY. ANAPLEROTICKÉ REAKCE, SYNTÉZA FUNKČNÍCH AMINOKYSELIN (PŘÍKLAD).

Katabolismus amino-t se redukuje na tvorbu pyruvát, acetyl-CoA, α - ketoglutarát, sukcinyl-CoA, fumarát, oxaloacetát glykogenní aminokyseliny- přeměňují se na pyruvát a meziprodukty TCA a nakonec tvoří oxalacetát, lze je použít v procesu glukoneogeneze.

ketogenní aminok-you se v procesu katabolismu přeměňují na acetoacetát (Liz, Leu) nebo acetyl-CoA (Leu) a lze je použít při syntéze ketolátek.

glykoketogenní aminokyseliny se používají jak pro syntézu glukózy, tak pro syntézu ketolátek, protože v procesu jejich katabolismu vznikají 2 produkty - určitý metabolit citrátového cyklu a acetoacetát (Tri, Phen, Tyr) nebo acetyl-CoA (Ile).

Anaplerotické reakce - aminokyselinové zbytky bez dusíku slouží k doplnění množství metabolitů obecné cesty katabolismu, které se vynakládá na syntézu biologicky aktivních látek.

Enzym pyruvátkarboxyláza (koenzym - biotin), který tuto reakci katalyzuje, se nachází v játrech a svalech.

2. Aminokyseliny → Glutamát → α-ketoglutarát

působením glutamátdehydrogenázy nebo aminotransferáz.

3.

Propionyl-CoA, a pak sukcinyl-CoA, může také vzniknout během rozkladu vyšších mastných kyselin s lichým počtem atomů uhlíku

4. Aminokyseliny → Fumarát

5. Aminokyseliny → Oxalacetát

Reakce 2, 3 se vyskytují ve všech tkáních (kromě jater a svalů), kde chybí pyruvátkarboxyláza.

VII. Biosyntéza Esenciálních Aminokyselin

V lidském těle je možná syntéza osmi neesenciálních aminokyselin: Ala, Asp, Asn, Ser, Gli, Glu, Gln, Pro. Uhlíkový skelet těchto aminokyselin je tvořen z glukózy. α-aminoskupina je zavedena do odpovídajících α-ketokyselin jako výsledek transaminačních reakcí. Univerzální dárce α -aminoskupina slouží jako glutamát.

Transaminací α-ketokyselin vytvořených z glukózy se syntetizují aminokyseliny

Glutamát vzniká také redukční aminací α-ketoglutarátu glutamátdehydrogenázou.

TRANSAMINACE: PROCESNÍ SCHÉMA, ENZYMY, BIOROL. BIOROL ALAT A ASAT A KLINICKÝ VÝZNAM JEJICH STANOVENÍ V KREVNÍM SÉRU.

Transaminace je reakce přenosu α-aminoskupiny z ak-s na α-ketokyselinu, jejímž výsledkem je tvorba nové ketokyseliny a nové ak. proces transaminace je snadno reverzibilní

Reakce jsou katalyzovány aminotransferázovými enzymy, jejichž koenzymem je pyridoxalfosfát (PP).

Aminotransferázy se nacházejí jak v cytoplazmě, tak v mitochondriích eukaryotických buněk. V lidských buňkách bylo nalezeno více než 10 aminotransferáz, které se liší substrátovou specifitou. Téměř všechny aminokyseliny mohou vstupovat do transaminačních reakcí, s výjimkou lysinu, threoninu a prolinu.

• V první fázi je aminoskupina z prvního substrátu, ak-s, připojena k pyridoxalfosfátu v aktivním centru enzymu pomocí aldiminové vazby. Vzniká komplex enzym-pyridoxamin-fosfát a ketokyselina – první produkt reakce. Tento proces zahrnuje přechodnou tvorbu 2 Schiffových bází.
• Ve druhém stupni se komplex enzym-pyridoxaminfosfát spojí s ketokyselinou a prostřednictvím meziproduktu tvorby 2 Schiffových bází přenese aminoskupinu na ketokyselinu. V důsledku toho se enzym vrací do své nativní formy a vzniká nová aminokyselina – druhý produkt reakce. Pokud není aldehydová skupina pyridoxalfosfátu obsazena aminoskupinou substrátu, pak tvoří Schiffovu bázi s ε-aminoskupinou lysinového radikálu v aktivním centru enzymu.

Aminokyseliny se nejčastěji účastní transaminačních reakcí, jejichž obsah v tkáních je mnohem vyšší než ve zbytku - glutamát, alanin, aspartát a jim odpovídající ketokyseliny - α -ketoglutarát, pyruvát a oxalacetát. Hlavním donorem aminoskupiny je glutamát.

Nejběžnější enzymy ve většině savčích tkání jsou: ALT (AlAT) katalyzuje transaminační reakci mezi alaninem a α-ketoglutarátem. Tento enzym je lokalizován v cytosolu buněk mnoha orgánů, ale jeho největší množství se nachází v buňkách jater a srdečního svalu. ACT (AST) katalyzuje transaminační reakci mezi aepartátem a α-ketoglutarátem. vzniká oxalacetát a glutamát. Jeho největší množství se nachází v buňkách srdečního svalu a jater. orgánovou specifitu těchto enzymů.

Normálně je aktivita těchto enzymů v krvi 5-40 U/L. Při poškození buněk odpovídajícího orgánu se enzymy uvolňují do krve, kde se jejich aktivita prudce zvyšuje. Protože ACT a ALT jsou nejaktivnější v buňkách jater, srdce a kosterního svalstva, používají se k diagnostice onemocnění těchto orgánů. V buňkách srdečního svalu množství ACT výrazně převyšuje množství ALT a naopak v játrech. Proto je současné měření aktivity obou enzymů v krevním séru obzvláště informativní. Poměr aktivit ACT/ALT se nazývá "de Ritisův koeficient". Normálně je tento koeficient 1,33±0,42. Při infarktu myokardu se aktivita ACT v krvi zvyšuje 8-10krát a ALT - 2,0krát.

U hepatitidy se aktivita ALT v krevním séru zvyšuje asi 8-10krát a ACT - 2-4krát.

Syntéza melaninů.

Typy melaninů

Methionin aktivační reakce

Aktivní formou methioninu je S-adenosylmethionin (SAM) - sulfoniová forma aminokyseliny, která vzniká přidáním methioninu do molekuly adenosinu. Adenosin vzniká hydrolýzou ATP.

Tato reakce je katalyzována enzymem methionin adenosyltransferáza, který je přítomen ve všech typech buněk. Struktura (-S + -CH 3) v SAM je nestabilní skupina, která určuje vysokou aktivitu methylové skupiny (odtud termín "aktivní methionin"). Tato reakce je v biologických systémech jedinečná, protože se zdá být jedinou známou reakcí, která uvolňuje všechny tři ATP fosfátové zbytky. Odštěpení methylové skupiny ze SAM a její přenos na akceptorovou sloučeninu katalyzují enzymy methyltransferázy. SAM se během reakce přemění na S-adenosylhomocystein (SAT).

Syntéza kreatinu

Kreatin je nezbytný pro tvorbu vysokoenergetické sloučeniny ve svalech – kreatinfosfátu. Syntéza kreatinu probíhá ve 2 fázích za účasti 3 aminokyselin: argininu, glycinu a methioninu. v ledvinách guanidinoacetát vzniká působením glycinamidinotransferázy. Guanidinacetát je pak transportován do jater kde probíhá methylační reakce.

Transmethylační reakce se také používají pro:

• syntéza adrenalinu z norepinefrinu;
• syntéza anserinu z karnosinu;
• methylace dusíkatých bází v nukleotidech atd.;
• inaktivace metabolitů (hormonů, mediátorů atd.) a neutralizace cizorodých sloučenin včetně léků.

K inaktivaci biogenních aminů dochází také:

methylace zahrnující SAM methyltransferázami. Tímto způsobem lze inaktivovat různé biogenní aminy, ale nejčastěji se inaktivuje gastamin a adrenalin. K inaktivaci adrenalinu tedy dochází methylací hydroxylové skupiny v ortho poloze

TOXICITA AMONIAKU. JEHO VZNIK A NEUTRALIZACE.

Katabolismus aminokyselin ve tkáních probíhá neustále rychlostí ~100 g/den. Současně se v důsledku deaminace aminokyselin uvolňuje velké množství amoniaku. Jeho podstatně menší množství vzniká při deaminaci biogenních aminů a nukleotidů. Část amoniaku vzniká ve střevě v důsledku působení bakterií na bílkoviny potravy (hnití bílkovin ve střevě) a dostává se do krve portální žíly. Koncentrace amoniaku v krvi portální žíly je výrazně vyšší než v celkovém oběhu. Velké množství čpavku se zadržuje v játrech, která udržuje jeho nízký obsah v krvi. Koncentrace amoniaku v krvi normálně zřídka překračuje 0,4-0,7 mg/l (nebo 25-40 µmol/l

Amoniak je toxická sloučenina. I mírné zvýšení jeho koncentrace působí nepříznivě na organismus, a především na centrální nervový systém. Zvýšení koncentrace amoniaku v mozku na 0,6 mmol tedy vyvolává křeče. Příznaky hyperamonémie zahrnují třes, nezřetelnou řeč, nevolnost, zvracení, závratě, křeče, ztrátu vědomí. V těžkých případech se rozvíjí kóma s fatálním koncem. Mechanismus toxického účinku amoniaku na mozek a tělo jako celek je zjevně spojen s jeho účinkem na několik funkčních systémů.

• Amoniak snadno proniká membránami do buněk a v mitochondriích posouvá reakci katalyzovanou glutamátdehydrogenázou směrem k tvorbě glugamátu:

α-ketoglutarát + NADH + H + + NH 3 → Glutamát + NAD +.

Snížení koncentrace α-ketoglutarátu způsobuje:

Inhibice metabolismu aminokyselin (transaminační reakce) a v důsledku toho syntéza neurotransmiterů z nich (acetylcholin, dopamin atd.);

hypoenergetický stav v důsledku snížení rychlosti TCA.

Deficit α-ketoglutarátu vede k poklesu koncentrace metabolitů TCA, což způsobuje zrychlení reakce na syntézu oxaloacetátu z pyruvátu, doprovázené intenzivní spotřebou CO 2 . Zvýšená tvorba a spotřeba oxidu uhličitého při hyperamonémii je charakteristická zejména pro mozkové buňky. Zvýšení koncentrace amoniaku v krvi posouvá pH na alkalickou stranu (způsobuje alkalózu). To následně zvyšuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku, což vede k hypoxii tkání, hromadění CO 2 a hypoenergetickému stavu, kterým trpí především mozek. Vysoké koncentrace amoniaku stimulují syntézu glutaminu z glutamátu v nervové tkáni (za účasti glutaminsyntetázy):

Glutamát + NH 3 + ATP → Glutamin + ADP + H 3 P0 4.

Hromadění glutaminu v neurogliových buňkách vede ke zvýšení osmotického tlaku v nich, otoku astrocytů a ve vysokých koncentracích může způsobit otok mozku.Snížení koncentrace glutamátu narušuje metabolismus aminokyselin a neurotransmiterů, zejména syntézu y -aminomáselná kyselina (GABA), hlavní inhibiční mediátor. Při nedostatku GABA a dalších mediátorů je narušeno vedení nervového vzruchu, objevují se křeče. Iont NH 4 + prakticky neproniká přes cytoplazmatické a mitochondriální membrány. Přebytek amonných iontů v krvi může narušit transmembránový přenos monovalentních kationtů Na + a K +, soutěží s nimi o iontové kanály, což také ovlivňuje vedení nervových vzruchů.

Vysoká intenzita procesů deaminace aminokyselin v tkáních a velmi nízká hladina amoniaku v krvi svědčí o tom, že buňky aktivně vážou amoniak za vzniku netoxických sloučenin, které jsou z těla vylučovány močí. Tyto reakce lze považovat za reakce neutralizace amoniaku. V různých tkáních a orgánech bylo nalezeno několik typů takových reakcí. Hlavní reakcí na vazbu amoniaku ve všech tkáních těla je 1.) syntéza glutaminu působením glutaminsyntetázy:

Glutaminsyntetáza je lokalizována v mitochondriích buněk, pro fungování enzymu je zapotřebí kofaktor - ionty Mg 2+. Glutaminsyntetáza je jedním z hlavních regulačních enzymů metabolismu aminokyselin a je alostericky inhibována AMP, glukóza-6-fosfátem a také Gly, Ala a His.

ve střevních buňkách působením enzymu glutaminázy dochází k hydrolytickému uvolňování amidového dusíku ve formě amoniaku:

Glutamát vzniklý při reakci podléhá transaminaci pyruvátem. os-aminoskupina kyseliny glutamové je převedena na alanin:

Glutamin je hlavním dárcem dusíku v těle. Amidový dusík glutaminu se používá pro syntézu purinových a pyrimidinových nukleotidů, asparaginu, aminocukrů a dalších sloučenin.

METODA STANOVENÍ MOČOVINY V KREVNÍM SÉRU

V biologických tekutinách se M. stanovuje pomocí plynometrických metod, přímých fotometrických metod založených na M. reakci s různými látkami za vzniku ekvimolekulárního množství barevných produktů a dále enzymatických metod využívajících především enzym ureázu. Gasometrické metody jsou založeny na oxidaci M. bromnanem sodným v alkalickém prostředí NH 2 -CO-NH 2 + 3NaBrO → N 2 + CO 2 + 3NaBr + 2H 2 O. Objem plynného dusíku se měří pomocí speciální aparatury , nejčastěji Borodinův aparát. Tato metoda má však nízkou specifičnost a přesnost. Z fotometrických metod jsou nejčastější ty založené na M. reakci s diacetylmonoximem (Feronova reakce).

Pro stanovení močoviny v krevním séru a moči se používá jednotná metoda, založená na reakci M. s diacetylmonoximem za přítomnosti thiosemikarbazidu a solí železa v kyselém prostředí. Další jednotnou metodou stanovení M. je ureasová metoda: NH 2 -CO-NH 2 → NH 3 +CO 2 ureasa. Uvolněný amoniak se tvoří s chlornanem sodným a fenolindofenolem, který má modrou barvu. Intenzita barvy je úměrná obsahu M. ve zkušebním vzorku. Reakce ureázy je vysoce specifická, pouze 20 µl krevní sérum zředěné 1:9 roztokem NaCl (0,154 M). Někdy se místo fenolu používá salicylát sodný; krevní sérum se ředí následovně: na 10 µl krevní sérum přidat 0,1 ml voda nebo NaCl (0,154 M). Enzymatická reakce v obou případech probíhá při 37° po dobu 15 a 3-3 1/2 min respektive.

Deriváty M., v jejichž molekule jsou atomy vodíku nahrazeny radikály kyselin, se nazývají ureidy. Mnoho ureidů a některých jejich halogenovaných derivátů se používá v lékařství jako léčiva. Mezi ureidy patří například soli kyseliny barbiturové (malonylmočovina), alloxan (mesoxalylmočovina); kyselina močová je heterocyklický ureid .

OBECNÉ SCHÉMA ROZPADU HEMU. "PŘÍMÝ" A "NEPŘÍMÝ" BILIRUBIN, KLINICKÝ VÝZNAM JEHO STANOVENÍ.

Hem (hemoxygenáza) -biliverdin (biliverdinreduktáza) - bilirubin (UDP-glukuranyltransferáza) - bilirubinmonoglukuronid (UD-glukuronyltransferáza) - bilirubin diglukuronid

V normálním stavu je koncentrace celkového bilirubinu v plazmě 0,3-1 mg/dl (1,7-17 μmol/l), 75 % celkového bilirubinu je v nekonjugované formě (nepřímý bilirubin). Na klinice se konjugovaný bilirubin nazývá přímý, protože je rozpustný ve vodě a může rychle interagovat s diazoreagentem a vytvořit růžovou sloučeninu - to je přímá Van der Bergova reakce. Nekonjugovaný bilirubin je hydrofobní, proto je obsažen v krevní plazmě v komplexu s albuminem a nereaguje s diazočinidlem, dokud se nepřidá organické rozpouštědlo, např. ethanol, které albumin vysráží. Nekonjugovaný ilirubin, který reaguje s azobarvivem až po precipitaci proteinu, se nazývá nepřímý bilirubin.

U pacientů s hepatocelulární patologií, doprovázenou déletrvajícím zvýšením koncentrace konjugovaného bilirubinu, je v krvi nalezena třetí forma plazmatického bilirubinu, ve které je bilirubin kovalentně vázán na albumin, a proto jej nelze běžným způsobem oddělit. V některých případech může být v této formě až 90 % celkového krevního bilirubinu.

METODY DETEKCE HEMOGLOBINU: FYZIKÁLNÍ (SPEKTRÁLNÍ ANALÝZA HEMOGLOBINU A JEHO DERIVÁTŮ); FYZIKÁLNÍ A CHEMICKÉ (ZÍSKÁVÁNÍ KRYSTALŮ HEMIN HYDROHYDRÁTU).

Spektrální analýza hemoglobinu a jeho derivátů. Použití spektrografických metod při zvažování roztoku oxyhemoglobinu odhalí dva systémové absorpční pásy ve žlutozelené části spektra mezi Fraunhoferovými čarami D a E, zatímco redukovaný hemoglobin má pouze jeden široký pás ve stejné části spektra. Rozdíly v absorpci záření hemoglobinem a oxyhemoglobinem vytvořily základ pro metodu studia stupně saturace krve kyslíkem - oxymetrie.

Karbhemoglobin je svým spektrem blízký oxyhemoglobinu, avšak po přidání redukčního činidla se v karbhemoglobinu objeví dva absorpční pásy. Spektrum methemoglobinu je charakterizováno jedním úzkým absorpčním pásem vlevo na hranici červené a žluté části spektra, druhým úzkým pásem na hranici žluté a zelené zóny a nakonec třetím širokým pásem v zelená část spektra

Krystaly heminu nebo hematin hydrochloridu. Z povrchu skvrny se seškrábne na podložní sklíčko a rozdrtí se několik zrn. K nim se přidávají 1-2 zrnka kuchyňské soli a 2-3 kapky ledové kyseliny octové. Vše se přikryje krycím sklíčkem a opatrně, bez varu, zahřívá. Přítomnost krve dokazuje výskyt hnědožlutých mikrokrystalů ve formě kosočtverečných destiček. Pokud jsou krystaly špatně vytvořené, vypadají jako konopná semena. Získání heminových krystalů jistě dokazuje přítomnost krve v testovaném objektu. Negativní výsledek testu je irelevantní. Příměs tuku, rez znesnadňuje získání krystalů heminu

DRUHY AKTIVNÍHO KYSLÍKU: SUPEROXIDOVÝ ANION, PEROXID VODÍKU, HYDROXY RADIKÁL, PEROXYNITŘIT. JEJICH VZNIK, PŘÍČINY TOXICITY. FYZIOLOGICKÁ ROLE ROS.

Asi 90 % O 2 vstupujícího do buněk je absorbováno v CPE. Zbytek O 2 se používá v jiných OVR. Enzymy účastnící se OVR pomocí O2 se dělí do 2 skupin: oxidázy a oxygenázy.

Oxidázy využívají molekulární kyslík pouze jako akceptor elektronů, redukují jej na H 2 O nebo H 2 O 2 .

Oxygenázy zahrnují jeden (monooxygenázy) nebo dva (dioxygenázy) atomy kyslíku ve výsledném reakčním produktu.

I když tyto reakce nejsou doprovázeny syntézou ATP, jsou nezbytné pro mnoho specifických reakcí při metabolismu aminokyselin, syntéze žlučových kyselin a steroidů), při reakcích neutralizace cizorodých látek v játrech.

Ve většině reakcí zahrnujících molekulární kyslík dochází k jeho redukci ve stupních, s přenosem jednoho elektronu v každém stupni. Při jednoelektronovém přenosu dochází k tvorbě intermediárních vysoce reaktivních forem kyslíku.

V neexcitovaném stavu je kyslík netoxický. Vznik toxických forem kyslíku je spojen se zvláštnostmi jeho molekulární struktury. O 2 obsahuje 2 nepárové elektrony, které se nacházejí v různých orbitalech. Každý z těchto orbitalů může přijmout ještě jeden elektron.

K úplné redukci O 2 dochází v důsledku 4 jednoelektronových přechodů:

Superoxid, peroxid a hydroxylový radikál jsou aktivní oxidační činidla, která představují vážné nebezpečí pro mnoho strukturních součástí buňky.

Reaktivní formy kyslíku mohou oddělit elektrony z mnoha sloučenin, přeměnit je na nové volné radikály a iniciovat oxidační řetězové reakce.

Škodlivý účinek volných radikálů na buněčné složky. 1 - zničení proteinů; 2 - poškození ER; 3 - zničení jaderné membrány a poškození DNA; 4 - destrukce mitochondriálních membrán; pronikání vody a iontů do buňky.

Tvorba superoxidu v CPE. K „úniku“ elektronů v CPE může dojít při přenosu elektronů za účasti koenzymu Q. Při redukci se ubichinon přemění na aniont semichinonového radikálu. Tento radikál interaguje neenzymaticky s O 2 za vzniku superoxidového radikálu.

Většina reaktivních forem kyslíku vzniká při přenosu elektronů v CPE, především při fungování komplexu QH2-dehydrogenázy. K tomu dochází v důsledku neenzymatického přenosu („úniku“) elektronů z QH 2 na kyslík (

ve fázi přenosu elektronů za účasti cytochromoxidázy (komplex IV) nedochází k „úniku“ elektronů díky přítomnosti v enzymu speciálních aktivních center obsahujících Fe a Cu a redukujících O 2 bez uvolnění intermediárních volných radikálů.

Ve fagocytárních leukocytech se v procesu fagocytózy zvyšuje příjem kyslíku a tvorba aktivních radikálů. Reaktivní formy kyslíku se tvoří jako výsledek aktivace NADPH oxidázy, lokalizované převážně na vnější straně plazmatické membrány, spouštějící tzv. „respirační vzplanutí“ s tvorbou reaktivních forem kyslíku.

Ochrana těla před toxickými účinky reaktivních forem kyslíku je spojena s přítomností vysoce specifických enzymů ve všech buňkách: superoxiddismutázy, katalázy, glutathionperoxidázy a také s působením antioxidantů.

NEUTRALIZACE AKTIVNÍCH FOREM KYSLÍKU. ENZYMATICKÝ ANTIOXIDAČNÍ SYSTÉM (KATALÁZA, SUPEROXID DISMUTHASE, GLUTATHIONE PEROXIDASE, GLUTATHIONE REDUCTASE). SCHÉMATA PROCESŮ, BIOROL, MÍSTO PROCESU.

Superoxiddismutáza katalyzuje dismutační reakci superoxidových aniontových radikálů:
O2.- + O2.- \u003d O2 + H2O2
Během reakce se vytvořil peroxid vodíku, je tedy schopen inaktivovat SOD superoxiddismutáza vždy „funguje“ ve spojení se scatalasou, která rychle a účinně štěpí peroxid vodíku na absolutně neutrální sloučeniny.

kataláza (CF 1.11.1.6)- hemoprotein, který katalyzuje reakci neutralizace peroxidu vodíku, který vzniká jako výsledek dismutační reakce superoxidového radikálu:
2H202 = 2H20 + O2

Glutathionperoxid katalyzuje reakce, při kterých enzym redukuje peroxid vodíku na vodu, stejně jako redukci organických hydroperoxidů (ROOH) na hydroxyderiváty a v důsledku toho přechází na oxidovanou disulfidovou formu GS-SG:
2GSH + H2O2 = GS-SG + H2O
2GSH + ROOH = GS-SG + ROH + H2O

Glutathionperoxidáza neutralizuje nejen H2O2, ale i různé organické lipidové peroxyly, které vznikají v těle při aktivaci LPO.

Glutathion reduktáza (CF 1.8.1.7)- flavoprotein s prostetickou skupinou flavinadenindinukleotid, sestává ze dvou identických podjednotek. Glutathion reduktáza katalyzuje redukční reakci glutathionu z jeho oxidované formy GS-SG a všechny ostatní enzymy glutathionsyntetázy jej využívají:
2NADPH + GS-SG = 2NADP + 2GSH

Jedná se o klasický cytosolový enzym všech eukaryot. Glutathion transferáza katalyzuje reakci:
RX+GSH=HX+GS-SG

FÁZE KONJUGACE V SYSTÉMU NEUTRALIZACE TOXICKÝCH LÁTEK. TYPY KONJUGACE (PŘÍKLADY REAKCÍ S FAPS, UDFGK)

Konjugace - druhá fáze neutralizace látek, při které se funkční skupiny vzniklé v první fázi připojují k jiným molekulám nebo skupinám endogenního původu, které zvyšují hydrofilitu a snižují toxicitu xenobiotik.

1. Účast transferáz na konjugačních reakcích

UDP-glukuronyltransferáza. Uridin difosfát (UDP)-glukuronyltransferázy lokalizované hlavně v ER připojují zbytek kyseliny glukuronové k molekule látky vzniklé během mikrozomální oxidace

Obecně platí: ROH + UDP-C6H9O6 = RO-C6H9O6 + UDP.

Sulfotransferázy. Cytoplazmatické sulfotransferázy katalyzují konjugační reakci, během níž je zbytek kyseliny sírové (-SO3H) z 3"-fosfoadenosin-5"-fosfosulfátu (FAPS) připojen k fenolům, alkoholům nebo aminokyselinám.

Reakce v obecné formě: ROH + FAF-SO3H = RO-SO3H + FAF.

Enzymy sulfotransferáza a UDP-glukuronyltransferáza se podílejí na neutralizaci xenobiotik, inaktivaci léčiv a endogenních biologicky aktivních látek.

Glutathion transferáza. Zvláštní místo mezi enzymy, které se podílejí na neutralizaci xenobiotik, inaktivaci normálních metabolitů, léčiv, zaujímají glutathion transferázy (GT). Glutathiontransferázy fungují ve všech tkáních a hrají důležitou roli při inaktivaci vlastních metabolitů: některých steroidních hormonů, bilirubinu, žlučových kyselin V buňce jsou HT lokalizovány především v cytosolu, ale v jádře a mitochondriích existují varianty enzymů. .

Glutathion je tripeptid Glu-Cis-Gly (zbytek kyseliny glutamové je připojen k cysteinu karboxylovou skupinou radikálu). HT mají širokou specifičnost pro substráty, jejichž celkový počet přesahuje 3000. HT vážou velmi mnoho hydrofobních látek a inaktivují je, ale pouze ty, které mají polární skupinu, procházejí chemickou modifikací za účasti glugathionu. To znamená, že substráty jsou látky, které mají na jedné straně elektrofilní centrum (například OH skupinu) a na druhé straně hydrofobní zóny. Neutralizace, tzn. chemická modifikace xenobiotik za účasti GT může být provedena třemi různými způsoby:

konjugací substrátu R s glutathionem (GSH): R + GSH → GSRH,

jako výsledek nukleofilní substituce: RX + GSH → GSR + HX,

redukce organických peroxidů na alkoholy: R-HC-O-OH + 2 GSH → R-HC-OH + GSSG + H2O

V reakci: UN - hydroperoxidová skupina, GSSG - oxidovaný glutathion.

Detoxikační systém zahrnující GT a glutathion hraje jedinečnou roli při vytváření odolnosti organismu vůči různým vlivům a je nejdůležitějším obranným mechanismem buňky. Při biotransformaci některých xenobiotik působením GT vznikají thioestery (RSG konjugáty), které se následně přeměňují na merkaptany, mezi nimiž byly nalezeny toxické produkty. Konjugáty GSH s většinou xenobiotik jsou však méně reaktivní a hydrofilnější než původní látky, a proto jsou méně toxické a snáze se odstraňují z těla.

HT se svými hydrofobními centry dokážou nekovalentně vázat obrovské množství lipofilních sloučenin (fyzikální neutralizace), zabraňující jejich průniku do lipidové vrstvy membrán a narušení buněčných funkcí. Proto je HT někdy označován jako intracelulární albumin.

GT může kovalentně vázat xenobiotika, což jsou silné elektrolyty. Přichycení takových látek je pro GT „sebevraždou“, ale dodatečným ochranným mechanismem pro buňku.

Acetyltransferázy, methyltransferázy

Acetyltransferázy katalyzují konjugační reakce - přenos acetylového zbytku z acetyl-CoA na dusík skupiny -SO2NH2 např. ve složení sulfonamidů. Membránové a cytoplazmatické methyltransferázy zahrnující SAM methylují -P=O, -NH2 a SH skupiny xenobiotik.

Úloha epoxidových hydroláz při tvorbě diolů

Na druhé fázi neutralizace (konjugační reakce) se podílejí i některé další enzymy. Epoxidhydroláza (epoxidhydratáza) přidává vodu k epoxidům benzenu, benzpyrenu a dalším polycyklickým uhlovodíkům vzniklým během první fáze neutralizace a přeměňuje je na dioly (obr. 12-8). Epoxidy vznikající při mikrosomální oxidaci jsou karcinogeny. Mají vysokou chemickou aktivitu a mohou se účastnit reakcí neenzymatické alkylace DNA, RNA, proteinů Chemické modifikace těchto molekul mohou vést k přeměně normální buňky na buňku nádorovou.

ROLE BÍLKOVIN VE VÝŽIVĚ, NORMY, ROVNOVÁHU DUSÍKU, KOEFICIENT Opotřebení, FYZIOLOGICKÉ MINIMUM PROTEINŮ. NEDOSTATEK PROTEINŮ.

AK obsahují téměř 95 % veškerého dusíku, takže udržují dusíkovou bilanci organismu. dusíková bilance- rozdíl mezi množstvím dusíku dodaného s potravou a množstvím dusíku vyloučeného. Pokud se množství příchozího dusíku rovná množství uvolněného dusíku, pak dusíková bilance. Tento stav se vyskytuje u zdravého člověka s běžnou stravou. Dusíková bilance může být pozitivní (vstupuje více dusíku, než se vylučuje) u dětí, u pacientů. Negativní dusíková bilance (vylučování dusíku převažuje nad jeho příjmem) je pozorováno při stárnutí, hladovění a při závažných onemocněních. Při dietě bez bílkovin se dusíková bilance stává negativní. Minimální množství bílkovin v potravě potřebné k udržení dusíkové bilance odpovídá 30–50 g/cyt, zatímco optimální množství pro mírné cvičení je ~100–120 g/den.

aminokyseliny, jejichž syntéza je složitá a pro tělo neekonomická, je samozřejmě výhodnější získávat z potravy. Takové aminokyseliny se nazývají esenciální. Patří mezi ně fenylalanin, methionin, threonin, tryptofan, valin, lysin, leucin, isoleucin.

Dvě aminokyseliny – arginin a histidin se nazývají částečně nahraditelné. - tyrosin a cystein jsou podmíněně nahraditelné, protože esenciální aminokyseliny jsou nezbytné pro jejich syntézu. Tyrosin je syntetizován z fenylalaninu a atom síry methioninu je nezbytný pro tvorbu cysteinu.

Zbývající aminokyseliny se v buňkách snadno syntetizují a nazývají se neesenciální. Patří mezi ně glycin, kyselina asparagová, asparagin, kyselina glutamová, glutamin, řada, pro