Мочевая кислота в крови: нормы и отклонения, почему повышается, диета, чтобы понизить. Выделение конечных продуктов азотистого обмена Продукты азотистого обмена у животных

Азотистый обмен - совокупность химических превращений, реакций синтеза и распада азотистых соединений в организме; составная часть обмена веществ и энергии. Понятие «азотистый обмен » включает в себя белковый обмен (совокупность химических превращений в организме белков и продуктов их метаболизма), а также обмен пептидов, аминокислот , нуклеиновых кислот , нуклеотидов, азотистых оснований, аминосахаров (см. Углеводы), азотсодержащих липидов , витаминов , гормонов и других соединений, содержащих азот.

Организм животных и человека усвояемый азот получает с пищей, в которой основным источником азотистых соединений являются белки животного и растительного происхождения. Главным фактором поддержания азотистого равновесия - состояния азотистого обмена , при котором количество вводимого и выводимого азота одинаково, - служит адекватное поступление белка с пищей. В СССР суточная норма белка в питании взрослого человека принята равной 100 г , или 16 г азота белка, при расходе энергии 2500 ккал . Азотистый баланс (разность между количеством азота, который попадает в организм с пищей, и количеством азота, выводимого из организма с мочой, калом, потом) является показателем интенсивности азотистого обмена в организме. Голодание или недостаточное по азоту питание приводят к отрицательному азотистому балансу, или азотистому дефициту, при котором количество азота, выводимого из организма, превышает количество азота, поступающего в организм с пищей. Положительный азотистый баланс, при котором вводимое с пищей количество азота превышает количество азота, выводимое из организма, наблюдается в период роста организма, при процессах регенерации тканей и т.д. Состояние азотистого обмена в значительной степени зависит от качества пищевого белка, которое, в свою очередь, определяется его аминокислотным составом и прежде всего наличием незаменимых аминокислот.

Принято считать, что у человека и позвоночных животных азотистый обмен начинается с переваривания азотистых соединений пищи в желудочно-кишечном тракте. В желудке происходит расщепление белков при участии пищеварительных протеолитических ферментов трипсина и гастриксина (см. Протеолиз ) с образованием полипептидов, олигопептидов и отдельных аминокислот. Из желудка пищевая масса поступает в двенадцатиперстную кишку и нижележащие отделы тонкой кишки, где пептиды подвергаются дальнейшему расщеплению, катализируемому ферментами сока поджелудочной железы трипсином, химотрипсином и карбоксипептидазой и ферментами кишечного сока аминопептидазами и дипептидазами (см. Ферменты). Наряду с пептидами. в тонкой кишке расщепляются сложные белки (например, нуклеопротеины) и нуклеиновые кислоты. Существенный вклад в расщепление азотсодержащих биополимеров вносит и микрофлора кишечника. Олигопептиды, аминокислоты, нуклеотиды, нуклеозиды и др. всасываются в тонкой кишке, поступают в кровь и с ней разносятся по всему организму. Белки тканей организма в процессе постоянного обновления также подвергаются протеолизу под действием тканевых протсаз (пептидаз и катепсинов), а продукты распада тканевых белков попадают в кровь. Аминокислоты могут быть использованы для нового синтеза белков и других соединений (пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеотидов, порфиринов и т.д.), для получения энергии (например, посредством включения в цикл трикарбоновых кислот) или могут быть подвергнуты дальнейшей деградации с образованием конечных продуктов азотистого обмена , подлежащих выведению из организма.

Аминокислоты, поступающие в составе белков пищи, используются для синтеза белков органов и тканей организма. Они участвуют также в образовании многих других важных биологических соединений: пуриновых нуклеотидов (глутамин, глицин, аспарагиновая кислота) и пиримидиновых нуклеотидов (глутамин, аспарагиновая кислота), серотонина (триптофан), меланина (фенилалпнин, тирозин), гистамина (гистидин), адреналина, норадреналина, тирамина (тирозин), полиаминов (аргинин, метионин), холина (метионин), порфиринов (глицин), креатина (глицин, аргинин, метионин), коферментов, сахаров и полисахаридов, липидов и т.д. Важнейшей для организма химической реакцией, в которой участвуют практически все аминокислоты, является трансаминирование, заключающееся в обратимом ферментативном переносе a -аминогруппы аминокислот на a -углеродный атом кетокислот или альдегидов. Трансаминирование является принципиальной реакцией биосинтеза заменимых аминокислот в организме. Активность ферментов, катализирующих реакции трансаминирования, - аминотрансфераз - имеет большое клинико-диагностическое значение.

Деградация аминокислот может протекать по нескольким различным путям. Большинство аминокислот способно подвергаться декарбоксилированию при участии ферментов декарбоксилаз с образованием первичных аминов, которые затем могут окисляться в реакциях, катализируемых моноаминоксидазой или диаминоксидазой. При окислении биогенных аминов (гистамина, серотонина, тирамина, g -аминомасляной кислоты) оксидазами образуются альдегиды, подвергающиеся дальнейшим превращениям, и аммиак , основным путем дальнейшего метаболизма которого является образование мочевины.

Другим принципиальным путем деградации аминокислот является окислительное дезаминирование с образованием аммиака и кетокислот. Прямое дезаминирование L-аминокислот в организме животных и человека протекает крайне медленно, за исключением глутаминовой кислоты, которая интенсивно дезаминируется при участии специфического фермента глутаматдегидрогеназы. Предварительное трансаминирование почти всех a -аминокислот и дальнейшее дезаминирование образовавшейся глутаминовой кислоты на a -кетоглутаровую кислоту и аммиак является основным механизмом дезаминирования природных аминокислот.

Продуктом разных путей деградации аминокислот является аммиак, который может образовываться и в результате метаболизма других азотсодержащих соединений (например, при дезаминировании аденина, входящего в состав никотинамидадениндинуклеотида - НАД). Основным путем связывания и нейтрализации токсичного аммиака у уреотелических животных (животные, у которых конечным продуктом А. о, является мочевина) служит так называемый цикл мочевины (синоним: орнитиновый цикл, цикл Кребса - Гензелейта), протекающий в печени. Он представляет собой циклическую последовательность ферментативных реакций, в результате которой из молекулы аммиака или амидного азота глутамина, аминогруппы аспарагановой кислоты и диоксида углерода осуществляется синтез мочевины. При ежедневном потреблении 100 г белка суточное выведение мочевины из организма составляет около 30 г . У человека и высших животных существует еще один путь нейтрализации аммиака - синтез амидов дикарбоновых кислот аспарагана и глутамина из соответствующих аминокислот. У урикотелических животных (рептилии, птицы) конечным продуктом азотистого обмена является мочевая кислота.

В результате расщепления нуклеиновых кислот и нуклеопротеинов в желудочно-кишечном тракте образуются нуклеотиды и нуклеозиды. Олиго- и моно-нуклеотиды при участии различных ферментов (эстераз, нуклеотидаз, нуклеозидаз, фосфорилаз) превращаются затем в свободные пуриновые и пиримидиновые основания.

Дальнейший путь деградации пуриновых оснований аденина и гуанина состоит в их гидролитическом дезаминировании под влиянием ферментов аденазы и гуаназы с образованием соответственно гипоксантина (6-оксипурина) и ксантина (2,6-диоксипурина), которые затем превращаются в мочевую кислоту в реакциях, катализируемых ксантиноксидазой. Мочевая кислота - один из конечных продуктов азотистого обмена и конечный продукт обмена пуринов у человека - выводится из организма с мочой. У большинства млекопитающих имеется фермент уриказа, который катализирует превращение мочевой кислоты в экскретируемый аллантоин.

Деградация пиримидиновых оснований (урацила, тимина) состоит в их восстановлении с образованием дигидропроизводных и последующем гидролизе, в результате которого из урацила образуется b -уреидопропионовая кислота, а из нее - аммиак, диоксид углерода и b -аланин, а из тимина - b -аминоизомасляная кислота, диоксид углерода и аммиак. Диоксид углерода и аммиак могут далее включаться в мочевину через цикл мочевины, а b -аланин участвует в синтезе важнейших биологически активных соединений - гистидинсодержащих дипептидов карнозина (b -аланил-L-гистидина) и анзерина (b -аланил-N-метил-L-гистидина), обнаруживаемых в составе экстрактивных веществ скелетных мышц, а также в синтезе пантотеновой кислоты и кофермента А.

Т.о., разнообразные превращения важнейших азотистых соединений организма связаны между собой в единый обмен. Сложный процесс азотистого обмена регулируется на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. Регуляция азотистого обмена в целом организме направлена на приспособление интенсивности азотистого обмена к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды и осуществляется нервной системой как непосредственно, так и путем воздействия на железы внутренней секреции.

У здоровых взрослых людей содержание азотистых соединений в органах, тканях, биологических жидкостях находится на относительно постоянном уровне. Избыток азота, поступившего с пищей, выводится с мочой и калом, а при недостатке азота в пище нужды организма в нем могут покрываться за счет использования азотистых соединений тканей тела. При этом состав мочи изменяется в зависимости от особенностей азотистого обмена и состояния азотистого баланса. В норме при неизменном режиме питания и относительно стабильных условиях окружающей среды из организма выделяется постоянное количество конечных продуктов азотистого обмена , а развитие патологических состояний приводит к его резкому изменению. Значительные изменения экскреции азотистых соединений с мочой, в первую очередь экскреции мочевины, могут наблюдаться и при отсутствии патологии в случае существенного изменения режима питания (например, при изменении количества потребляемого белка), причем концентрация остаточного азота (см. Азот остаточный ) в крови меняется незначительно.

При исследовании азотистого обмена необходимо учитывать количественный и качественный состав принимаемой пищи, количественный и качественный состав азотистых соединений, выделяемых с мочой и калом и содержащихся в крови. Для исследования азотистого обмена применяют азотистые вещества, меченные радионуклидами азота, фосфора, углерода, серы, водорода, кислорода, и наблюдают за миграцией метки и включением ее в состав конечных продуктов азотистого обмена . Широко используют меченые аминокислоты, например 15 N-глицин, которые вводят в организм с пищей или непосредственно в кровь. Значительная часть меченого азота глицина пищи выводится в составе мочевины с мочой, а другая часть метки попадает в тканевые белки и выводится из организма крайне медленно. Проведение исследования азотистого обмена необходимо для диагностики многих патологических состояний и контроля за эффективностью лечения, а также при разработке рациональных схем питания, в т.ч. лечебного (см. Питание лечебное ).

Патологию азотистого обмена (вплоть до очень значительной) вызывает белковая недостаточность. Ее причиной может стать общее недоедание, продолжительный дефицит белка или незаменимых аминокислот в рационе, недостаток углеводов и жиров, обеспечивающих энергией процессы биосинтеза белка в организме. Белковая недостаточность может быть обусловлена преобладанием процессов распада белков над их синтезом не только в результате алиментарного дефицита белка и других важнейших пищевых веществ, но и при тяжелой мышечной работе, травмах, воспалительных и дистрофических процессах, ишемии, инфекции, обширных ожогах, дефекте трофической функции нервной системы, недостаточности гормонов анаболического действия (гормона роста, половых гормонов, инсулина), избыточном синтезе или избыточном поступлении извне стероидных гормонов и т.п. Нарушение усвоения белка при патологии желудочно-кишечного тракта (ускоренная эвакуация пищи из желудка, гипо- и анацидные состояния, закупорка выводного протока поджелудочной железы, ослабление секреторной функции и усиление моторики тонкой кишки при энтеритах и энтероколитах, нарушение процесса всасывания в тонкой кишке и др.) также может приводить к белковой недостаточности. Белковая недостаточность ведет к дискоординации азотистого обмена и характеризуется резко выраженным отрицательным азотистым балансом.

Известны случаи нарушения синтеза определенных белков (см. Иммунопатология , Ферментопатии), а также генетически обусловленного синтеза аномальных белков, например при гемоглобинопатиях , миеломной болезни (см. Парапротеинемические гемобластозы ) и др.

Патология азотистого обмена , заключающаяся в нарушении обмена аминокислот, часто связана с аномалиями процесса трансаминирования: уменьшением активности аминотрансфераз при гипо- или авитаминозах В 6 , нарушением синтеза этих ферментов, недостатком кетокислот для трансаминирования в связи с угнетением цикла трикарбоновых кислот при гипоксии и сахарном диабете и т.д. Снижение интенсивности трансаминирования приводит к угнетению дезаминирования глутаминовой кислоты, а оно, в свою очередь, - к повышению доли азота аминокислот в составе остаточного азота крови (гипераминоацидемии), общей гиперазотемии и аминоацидурии. Гипераминоацидемия, аминоацидурия и общая азотемия характерны для многих видов патологии азотистого обмена . При обширных поражениях печени и других состояниях, связанных с массивным распадом белка в организме, нарушаются процессы дезаминирования аминокислот и образования мочевины таким образом, что возрастают концентрация остаточного азота и содержание в нем азота аминокислот на фоне снижения относительного содержания в остаточном азоте азота мочевины (так называемая продукционная азотемия). Продукционная азотемия, как правило, сопровождается выведением избытка аминокислот с мочой, поскольку даже в случае нормального функционирования почек фильтрация аминокислот в почечных клубочках происходит интенсивнее, чем их реабсорбция в канальцах. Заболевания почек, обтурация мочевых путей, нарушение почечного кровообращения приводят к развитию ретенционной азотемии, сопровождающейся нарастанием концентрации остаточного азота в крови за счет повышения содержания в крови мочевины (см. Почечная недостаточность ). Обширные раны, тяжелые ожоги, инфекции, повреждения трубчатых костей, спинного и головного мозга, гипотиреоз, болезнь Иценко - Кушинга и многие другие тяжелые заболевания сопровождаются аминоацидурией. Она характерна и для патологических состояний, протекающих с нарушением процессов реабсорбции в почечных канальцах: болезни Вильсона - Коновалова (см. Гепатоцеребральная дистрофия ), нефронофтизе Фанкони (см. Рахитоподобные болезни ) и др. Эти болезни относятся к многочисленным генетически обусловленным нарушениям азотистого обмена . Избирательное нарушение реабсорбции цистина и цистинурия с генерализованным нарушением обмена цистина на фоне общей аминоацидурии сопровождает так называемый цистиноз. При этом заболевании кристаллы цистина откладываются в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Наследственное заболевание фенилкетонурия характеризуется нарушением превращения фенилаланина в тирозин в результате генетически обусловленной недостаточности фермента фенилаланин - 4-гидроксилазы, что вызывает накопление в крови и моче непревращенного фенилаланина и продуктов его обмена - фенилпировиноградной и фенилуксусной кислот. Нарушение превращений этих соединений характерно и для вирусного гепатита.

Тирозинемию, тирозинурию и тирозиноз отмечают при лейкозах, диффузных заболеваниях соединительной ткани (коллагенозах) и других патологических состояниях. Они развиваются вследствие нарушения трансаминирования тирозина. Врожденная аномалия окислительных превращений тирозина лежит в основе алкаптонурии, при которой в моче накапливается непревращенный метаболит этой аминокислоты - гомогентизиновая кислота. Нарушения пигментного обмена при гипокортицизме (см. Надпочечники ) связаны с угнетением превращения тирозина в меланин вследствие ингибирования фермента тирозиназы (полное выпадение синтеза этого пигмента характерно для врожденной аномалии пигментации - альбинизма).

При хроническом гепатите, сахарном диабете, остром лейкозе, хроническом миело- и лимфолейкозе, лимфогранулематозе, ревматизме и склеродермии нарушается обмен триптофана и его метаболиты 3-оксикинуренин, ксантуреновая и 3-оксиантраниловая кислоты, обладающие токсическими свойствами, накапливаются в крови. К патологии азотистого обмена относятся и состояния, связанные с нарушением выделения почками креатинина и накоплением его в крови. Усиление экскреции креатинина сопровождает гиперфункцию щитовидной железы, а снижение экскреции креатинина при повышенном выведении креатина - гипотиреоз.

При массивном распаде клеточных структур (голодание, тяжелая мышечная работа, инфекции и др.) отмечают патологическое нарастание концентрации остаточного азота за счет увеличения относительного содержания в ней азота мочевой кислоты (в норме концентрация мочевой кислоты в крови не превышает - 0,4 ммоль/л ).

В пожилом возрасте снижаются интенсивность и объем синтеза белка за счет непосредственного угнетения биосинтетической функции организма и ослабления его способности усваивать аминокислоты пищи; развивается отрицательный азотистый баланс. Нарушения обмена пуринов у людей пожилого возраста приводят к накоплению и отложению в мышцах, суставах и хрящах солей мочевой кислоты - уратов. Коррекция нарушений азотистого обмена в пожилом возрасте может быть осуществлена за счет специальных диет, содержащих полноценные животные белки, витамины и микроэлементы, с ограниченным содержанием пуринов.

Азотистый обмен у детей отличается рядом особенностей, в частности положительным азотистым балансом как необходимым условием роста. Интенсивность процессов азотистого обмена на протяжении роста ребенка подвергается изменениям, особенно ярко выраженным у новорожденных и детей раннего возраста. В течение первых 3-х дней жизни азотистый баланс отрицателен, что объясняется недостаточным поступлением белка с пищей. В этот период обнаруживается транзиторное повышение концентрации остаточного азота в крови (так называемая физиологическая азотемия), иногда достигающее 70 ммоль/л ; к концу 2-й нед. жизни концентрация остаточного азота снижается до уровня, отмечаемого у взрослых. Количество выделяемого почками азота нарастает в течение первых 3-х дней жизни, после чего снижается и вновь начинает увеличиваться со 2-й нед. жизни параллельно возрастающему количеству пищи.

Наиболее высокая усвояемость азота в организме ребенка наблюдается у детей первых месяцев жизни. Азотистый баланс заметно приближается к равновесию в первые 3-6 мес. жизни, хотя и остается положительным. Интенсивность белкового обмена у детей достаточно высока - у детей 1-го года жизни обновляется около 0,9 г белка на 1 кг массы тела в сутки, в 1-3 года - 0,8 г/кг/ сут., у детей дошкольного и школьного возраста - 0,7 г/кг/ сут.

Средние величины потребности в незаменимых аминокислотах, по данным ФАО ВОЗ (1985), у детей в 6 раз больше, чем у взрослых (незаменимой аминокислотой для детей в возрасте до 3 мес. является цистин, а до 5 лет - и гистидин). Более активно, чем у взрослых, протекают у детей процессы трансаминирования аминокислот. Однако в первые дни жизни у новорожденных из-за относительно низкой активности некоторых ферментов отмечаются гипераминоацидемия и физиологическая аминоацидурия в результате функциональной незрелости почек. У недоношенных, кроме того, имеет место аминоацидурия перегрузочного типа, т.к. содержание свободных аминокислот в плазме их крови выше, чем у доношенных детей. На первой неделе жизни азот аминокислот составляет 3-4% общего азота мочи (по некоторым данным, до 10%), и лишь к концу 1-го года жизни его относительное содержание снижается до 1%. У детей 1-го года жизни выведение аминокислот в расчете на 1 кг массы тела достигает величин выведения их у взрослого человека, экскреция азота аминокислот, достигающая у новорожденных 10 мг/кг массы тела, на 2-м году жизни редко превышает 2 мг/кг массы тела. В моче новорожденных повышено (по сравнению с мочой взрослого человека) содержание таурина, треонина, серина, глицина, аланина, цистина, лейцина, тирозина, фенилаланина и лизина. В первые месяцы жизни в моче ребенка обнаруживаются также этаноламин и гомоцитруллин. В моче детей 1-го года жизни преобладают аминокислоты пролин и [гидр]оксипролин.

Исследования важнейших азотистых компонентов мочи у детей показали, что соотношение мочевой кислоты, мочевины и аммиака в процессе роста существенно изменяется. Так, первые 3 мес. жизни характеризуются наименьшим содержанием в моче мочевины (в 2-3 раза меньше, чем у взрослых) и наибольшей экскрецией мочевой кислоты. Дети в первые три месяца жизни выделяют 28,3 мг/кг массы тела мочевой кислоты, а взрослые - 8,7 мг/кг . Относительно высокая экскреция у детей первых месяцев жизни мочевой кислоты способствует иногда развитию мочекислого инфаркта почек. Количество мочевины в моче нарастает у детей в возрасте от 3 до 6 месяцев, а содержание мочевой кислоты в это время снижается. Содержание аммиака в моче детей в первые дни жизни невелико, но затем резко возрастает и держится на высоком уровне на протяжении всего 1-го года жизни.

Характерной особенностью азотистого обмена у детей является физиологическая креатинурия. Креатин обнаруживается еще в амниотической жидкости; в моче он определяется в количествах, превышающих содержание креатина в моче взрослых, начиная с периода новорожденности и до периода полового созревания. Суточная экскреция креатинина (дегидроксилированного креатина) с возрастом увеличивается, в то же время по мере нарастания массы тела ребенка относительное содержание азота креатинина мочи снижается. Количество креатинина, выводимого с мочой за сутки, у доношенных новорожденных составляет 10-13 мг/кг , у недоношенных 3 мг/кг , у взрослых не превышает 30 мг/кг.

При выявлении в семье врожденного нарушения азотистого обмена необходимо проведение медико-генетического консультирования .

Библиогр.: Березов Т.Т. и Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, с. 431, М., 1982; Вельтищев Ю.Е. и др. Обмен веществ у детей, с. 53, М., 1983; Дудел Дж. и др. Физиология человека, пер. с англ., т. 1-4, М., 1985; Зилва Дж.Ф. и Пэннелл П.Р. Клиническая химия в диагностике и лечении, пер. с англ., с. 298, 398, М., 1988; Кон Р.М. и Рой К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ, пер. с англ., с. 211, М., 1986; Лабораторные методы исследования в клинике, под ред. В.В. Меньшикова, с. 222, М., 1987; Ленинджер А. Основы биохимии, пер. с англ., т. 2, М., 1985; Мазурин А.В. и Воронцов И.М. Пропедевтика детских болезней, с. 322, М., 1985; Руководство по педиатрии, под. ред. У.Е. Бермана и В.К. Вогана, пер. с англ., кн. 2, с. 337, VI., 1987; Страйер Л. Биохимия, пер. с англ., т. 2, с. 233, М., 1985.

В зависимости от химической природы выделяемых азотистых веществ все живые организмы разделяются на три группы:

I . Аммонотелические организмы:

· выделяют в среду в качестве конечного продукта белкового обменааммиак (в виде иона NH 4 +) , диффундирующий через дыхательные полости, омываемые водой

· аммиак очень токсичен и его использование в качестве конечного продукта возможно только у организмов, получающих воду в неограниченном количестве (большинство водных беспозвоночных, много пресноводных и часть костистых морских рыб, личинки амфибий и проч.)

II . Уреотелические животные:

· главный конечный продукт белкового обмена - мочевина , образующаяся в печени из NH 3 (хрящевые рыбы, амфибии, млекопитающие, в том числе человек)

· мочевина менее токсична чем аммиак и требует небольшого количества воды для удаления из организма

III . Урикотелические животные:

· в качестве конечного продукта обмена аминокислот и белков выводят мочевую кислоту (практически не токсична и нерастворима в воде, не изменяет осмотических свойств среды)

· характерна для животных живущих в условиях острого дефицита влаги (птицы, ящерицы, змеи, насекомые, наземные моллюски)

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Сущность жизни

Живая материя качественно отличается от неживой огромной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью.. Живая и неживая материя сходны на элементарном химическом уровне т е.. Химические соединения вещества клетки..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Мутационный процесс и резерв наследственной изменчивости
· В генофонде популяций происходит непрерывный мутационный процесс под действием мутагенных факторов · Чаще мутируют рецессивные аллели (кодируют менее устойчивую к действию мутагенных фа

Частота аллелей и генотипов (генетическая структура популяции)
Генетическая структура популяции - соотношение частот аллелей (А и а) и генотипов (АА, Аа, аа)в генофонде популяции Частота аллеля

Цитоплазматическая наследственность
· Имеются данные, необъснимые с точки зрения хромосомной теории наследственности А. Вейсмана и Т. Моргана (т. е. исключительно ядерной локализации генов) · Цитоплазма участвует в ре

Плазмогены митохондрий
· Одна миотохондрия содержит 4 - 5 кольцевых молекул ДНК длинной около 15 000 пар нуклеотидов · Содержит гены: - синтеза т РНК, р РНК и белков рибосом, некоторых ферментов аэро

Плазмиды
· Плазмиды - очень короткие, автономно реплицирующиеся кольцевые фрагменты молекулы ДНК бактерий, обеспечивающие нехромосомную передачу наследственной информации

Изменчивость
Изменчивость - общее свойство всех организмов приобретать структурно - функциональные отличия от своих предков.

Мутационная изменчивость
Мутации - качественные или количественные ДНК клеток организма, приводящие к изменениям их генетического аппарата (генотипа) · Мутационная теория созд

Причины мутаций
Мутагенные факторы (мутагены) - вещества и воздействия, способные индуцировать мутационный эффект (любые факторы внешней и внутренней среды, которые м

Частота мутаций
· Частота мутирования оьтдельных генов широко варьирут и зависит от состояния организма и этапа онтогенеза (обычно растёт с возрастом) . В среднем каждый ген мутирует один раз в 40 тысяч лет

Генные мутации (точковые, истинные)
Причина - изменение химической структуры гена (нарушение последовательности нуклеотидов в ДНК: * генные вставки пары или нескольких нуклеотидов

Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, аберрации)
Причины- вызываются значительными изменениями в структуре хромосом (перераспределении наследственного материала хромосом) · Во всех случаях возникают в результате ра

Полиплоидия
Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом в клетке (гаплоидный набор хромосом -n повторяется не 2 раза, а множество раз - до 10 -1

Значение полиплоидии
1. Полиплоидия у растений характеризуется увеличением размеров клеток, вегетативных и генеративных органов - листье, стеблей, цветов, плодов, корнеплодов и проч. , у

Анеуплоидия (гетероплоидия)
Анеуплоидия (гетероплоидия) - изменение числа отдельных хромосом не кратное гаплоидному набору (при этом одна или несколько хромосом из гомологичной пары норма

Соматические мутации
Соматические мутации - мутации, возникающие в соматических клетках организма · Различают генные, хромосомные и геномные соматические мутации

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
· Открыт Н. И. Вавиловым на основе изучения дикой и культурной флоры пяти континентов 5.Мутационный процесс у генетически близких видов и родов протекает параллельно, в р

Комбинативная изменчивость
Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая в результате закономерной перекомбинации аллелей в генотипах потомков, вследствие полового размножения

Фенотипическая изменчивость (модификационная или ненаследственная)
Модификационная изменчивость - эволюционно закреплённые приспособительные реакции организма на изменение внешней среды без изменения генотипа

Значение модификационной изменчивости
1. большинство модификаций имеет приспособительное значение и способствует адаптации организма к изменению внешней среды 2. может вызывать негативные изменения -морфозы

Статистические закономерности модификационной изменчивости
· Модификации отдельного признака или свойства, измеряемые количественно, образуют непрерывный ряд (вариационный ряд) ; его нельзя построить по неизмеряемому признаку или признаку, суще

Вариационнвя кривая распределения модификаций в вариционном ряд
V - варианты признака Р - частота встречаемости вариантов признака Мо - мода, или наиболее

Различия в проявлении мутаций и модификаций
Мутационная (генотипическая) изменчивость Модификационная (фенотипическая) изменчивость 1. Связана с изменением гено - и кариотипа

Особенности человека как объекта генетических исследований
1. Невозможен целенапрвленный подбор родительских пар и экспериментальные браки (невозможность экспериментального скрещивания) 2. Медленная смена поколений, происходящая в среднем через

Методы изучения генетики человека
Генеалогический метод · В основе метода лежит составление и анализ родословных (введён в науку в конце XIX в. Ф. Гальтоном) ; суть метода состоит в прослеживании нас

Близнецовый метод
· Метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков у одно - и двуяйцевых близнецов (частота рождения близнецов составляет один случай на 84 новорождённых)

Цитогенетический метод
· Заключается в визуальном изучении митотических метафазных хромосом под микроскопом · Основан на методе дифференциального окрашивания хромосом (Т. Касперсон,

Метод дерматоглифики
· Основан на изучении рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп (здесь имеются эпидермальные выступы -гребни,которые образуют сложные узоры) , этот признак наследуе

Популяционно - статистический метод
· Основан на статистической (математической) обработке данных о наследовании в больших группах населения (популяциях - группах, отличающихся по национальности, вероисповеданию, расам, профес

Метод гибридизации соматических клеток
· Основан на размножении соматических клеток органов и тканей вне организма в питательных стерильных средах (клетки чаще всего получают из кожи, костного мозга, крови, эмбрионов, опухолей) и

Метод моделирования
· Теоретическую основу биологического моделирования в генетике даёт закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова · Для моделирования определённы

Генетика и медицина (медицинская генетика)
· Изучает причины возникновения, диагностические признаки, возможности реабилитации и профилактики наследственных болезней человека (мониторинг генетических аномалий)

Хромосомные болезни
· Причиной является изменение числа (геномные мутации) или структуры хромосом (хромосомные мутации) кариотипа половых клеток родителей (аномалии могут возникать на разн

Полисомии по половым хромосомам
Трисомия - X (синдром Трипло X) ; Кариотип (47 , XXX) · Известны у женщин; частота синдрома 1: 700 (0,1 %) · Н

Наследственные болезни генных мутаций
· Причина - генные (точечные) мутации (изменение нуклеотидного состава гена - вставки, замены, выпадения, переносы одного или нескольких нуклеотидов; точное количество генов у человека неизв

Болезни, контролируемые генами, локализованными на X- илиY-хромосоме
Гемофилия - несвёртываемость крови Гипофосфатемия - потеря организмом фосфора и недостаток кальция, размягчение костей Мышечная дистрофия -нарушения структур

Генотипический уровень профилактики
1. Поиск и применение антимутагенных защитных веществ Антимутагены (протекторы) - соединения, нейтрализующие мутаген до его реакции с молекулой ДНК или снимающие её

Лечение наследственных болезней
1. Симптоматическое и патогенетическое- воздействие на симптомы болезни (генетический дефект сохраняется и передаётся потомству) n диетотер

Взаимодействие генов
Наследственность - совокупность генетических механизмов, обеспечивающих сохранение и предачу структурно-функциональной организации вида в ряду поколений от предков п

Взаимодействие аллельных генов (одной аллельной пары)
· Выделяют пять типов аллельных взаимодействий: 1. Полное доминирование 2. Неполное доминирование 3. Сверхдоминирование 4. Кодоминирова

Комплементарность
Комплементарность - явление взаимодействия нескольких неаллельных доминантных генов, приводящее к возникновению нового признака, отсутствующего у обоих родителей

Полимерия
Полимерия - взаимодействие неаллельных генов, при котором развитие одного признака происходит только под действием нескольких неаллельных доминантных генов (полиген

Плейотропия (множественное действие гена)
Плейотропия - явление влияния одного гена на развитие нескольких признаков · Причина плейотропного влияния гена в действии первичного продукта эт

Основы селекции
Селекция (лат. selektio – отбор) – наука и отрасль с.-х. производства, разрабатывающая теорию и методы создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животны

Одомашнивание как первый этап селекции
· Культурные растения и домашние животные произошли от диких предков; этот процесс называют одомашниванием или доместикацией · Движущая сила доместикации – иску

Центры происхождения и многообразия культурных растений (по Н. И. Вавилову)
Название центра Географическое положение Родина культурных растений

Искусственный отбор (подбор родительских пар)
· Известны два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный Массовый отбор –выделение, сохранение и использование для размножения организмов, обладающих

Гибридизация (скрещивание)
· Позволяет сочетать определённые наследственные признаки в одном организме, а также избавляться от нежелательных свойств · В селекции применяют различные системы скрещивания &n

Родственное скрещивание (инбридинг)
Инбридинг– скрещивание особей, имеющих близкую степень родства: брат – сестра, родители – потомство (у растений наиболее тесная форма инбридинга осуществляется при самоо

Неродственное скрещивание (аутбридинг)
· При скрещивании неродственных особей вредные рецессивные мутации, находящиеся в гомозиготном состоянии переходят в гетерозиготное и не оказывают негативного влияния на жизнеспособность организма

Гетерозис
Гетерозис (гибридная сила) – явление резкого увеличения жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения при неродственном скрещивании (межпо

Индуцированный (искусственный) мутагенез
· Частота с спектр мутаций резко повышается при воздействии мутагенов (ионизирующих излучений, химических веществ, экстремальных условий внешней среды и т. д.) · Примене

Межлинейная гибридизация у растений
· Заключается в скрещивании чистых (инбредных) линий, полученных в результате длительного принудительного самоопыления перекрёстноопыляющихся растений с целью получения максим

Вегетативное размножение соматических мутаций у растений
· Метод основан на выделении и отборе полезных соматических мутаций по хозяйственным признакам у лучших старых сортов (возможен только в селекции растений)

Методы селекционно-генетической работы И. В. Мичурина
1. Систематически отдалённая гибридизация а) межвидовая: Вишня владимирская х черешня Винклера = вишня Краса севера (зимостойкость) б) межродовая

Полиплоидия
· Полиплоидия – явление кратного основному числу (n) увеличения числа хромосом в соматических клетках организма (механизм образования полиплоидов и

Клеточная инженерия
· Культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах, содержащих аминокислоты, гормоны, минеральные соли и другие питательные компоненты (

Хромосомная инженерия
· Метод основывается на возможности замены или добавлении новых отдельных хромосом у растений · Возможно уменьшение или увеличение числа хромосом в любой гомологичной паре – анеуплоидия

Селекция животных
· Имеет ряд особенностей по сравнению с селекцией растений, объективно затрудняющих её проведение 1. Характерно в основном только половое размножение (отсутствие вегетати

Одомашнивание
· Началось около 10 – 5 тыс. назад в эпоху неолита (ослабило действие стабилизирующего естественного отбора, что привело к увеличению наследственной изменчивости и повышению эффективности отбора

Скрещивание (гибридизация)
· Существуют два метода скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг) · При подборе пары учитывают родословные каждого производителя (племенные книги, учи

Неродственно скрещивание (аутбридинг)
· Может быть внутрипородное и межпорордное, межвидовое или межродовое (систематически отдалённая гибридизация) · Сопровождается эффектом гетерозиса гибридов F1

Проверка племенных качеств производителей по потомству
· Существуют хозяйственные признаки, проявляющиеся только у самок (яйценоскость, молочность) · Самцы участвуют в формировани этих признаков у дочерей (необходимо проверять самцов на ц

Селекция микроорганизмов
· Микроорганизмы (прокариоты – бактерии, синезелёные водоросли; эукариоты – одноклеточные водоросли, грибы, простейшие) – широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, медици

Этапы селекции микроорганизмов
I. Поиски природных штаммов, способных к синтезу необходимых человеку продуктов II.Выделение чистого природного штамма (происходит в процессе многократного пересеивания п

Задачи биотехноглгии
1. Получение кормового и пищевого белка из дешового природного сырья и отходов промышленности (основа решения продовольственной проблемы) 2. Получение достаточного количесства

Продукция микробиологического синтеза
q Кормовой и пищевой белок q Ферменты (широко применяются в пищевой, спиртовой, пивоваренной, винодельческой, мясной, рыбной, кожевенной, текстильной и др. пр

Этапы технологического процесса микробиологического синтеза
I этап – получение чистой культуры микроорганизмов, содержащей лишь организмы одного вида или штамма · Каждый вид хранится в отдельной пробирке и поступает на производство и

Генная (генетическая) инженерия
Генная инженерия – это область молекулярной биологии и биотехнологии, занимающаяся созданием и клонированием новых генетических структур (рекомбинантных ДНК) и организмов с заданными н

Стадии получение рекомбинантных (гибридных) молекул ДНК
1. Получение исходного генетического материала – гена, кодирующего интересующий белок(признак) · Необходимый ген может быть получен двумя способами: искусственный синтез или выд

Достижения генной инженерии
· Введение генов эукариот в бактерии используется для микробиологического синтеза биологически активных веществ, которые в природе синтезируются только клетками высших организмов · Синтез

Проблемы и перспективы генной инженерии
· Изучение молекулярных основ наследственных заболеваний и разработка новых методов их лечения, изыскание методов исправления повреждений отдельных генов · Повышение сопротивляемости орга

Хромосомная инженерия у растений
· Заключается в возможности биотехнологической замены отдельных хромосом в гаметах растений или добавления новых · В клетках каждого диплоидного организма имеются пары гомологичных хромосо

Метод культуры клеток и тканей
· Метод представляет собой выращивание отдельных клеток, кусочков тканей или органов вне организма в искусственных условиях на строго стерильных питательных средах с постоянными физико-химическими

Клониальное микроразмножение растений
· Культивирование клеток растений относительно несложно, среды просты и дёшевы, а культура клеток неприхотлива · Метод культуры клеток растений состоит в том, что отдельная клетка или т

Гибридизация соматических клеток (соматическая гибридизация) у растений
· Протопласты растительных клеток без жёстких клеточных стенок могут сливаться друг с другом, образуя гибридную клетку, обладающую признаками обоих родителей · Даёт возможность получать

Клеточная инженерия у животных
Метод гормональной суперовуляции и трансплантации эмбрионов · Выделение от лучших коров десятков яйцеклеток в год способом гормональной индуктивной полиовуляции (вызывается

Гибридизация соматических клеток у животных
· Соматические клетки содержат весь объём генетической информации · Соматические клетки для культивирования и последующей гибридизации у человека получают из кожи, ко

Получение моноклониальных антител
· В ответ на введение антигена (бактерии, вирусы, эритроциты и др.) органимизм продуцирует с помощью В – лимфоцитов специфические антитела, которые представляют собой белки, называемые имм

Экологическая биотехнология
· Очистка воды путё создания очистных сооружений, работающих с использованием биологических методов q Окисление сточных вод на биологических фильтрах q Утилизация органических и

Биоэнергетика
Биоэнергетика – направление биотехнологии, связанное с получением энергии из биомассы при помощи микроорганизмов · Одним из эффективных методов получения энергии из биом

Биоконверсия
Биоконверсия – это превращение веществ, образовавшихся в результате обмена веществ, в структурно родственные соединения под действием микроорганизмов · Целью биоконверсии я

Инженерная энзимология
Инженерная энзимология – область биотехнологии, использующая ферменты в производстве заданных веществ · Центральным методом инженерной энзимологии является иммобилиза

Биогеотехнология
Биогеотехнология – использование геохимической деятельности микроорганизмов в горнодобывающей промышленности (рудной, нефтяной, угольной) · С помощью микроо

Границы биосферы
· Определяются комплексом факторов; к общим условиям существования живых организмов относятся: 1. наличие жидкой воды 2. наличие ряда биогенных элементов (макро- и микроэлемент

Свойства живого вещества
1. Содержат огромный запас энергии, способной производить работу 2. Скорость протекания химических реакции в живом веществе в миллионы раз быстрее обычных благодаря участию ферментов

Функции живого вещества
· Выполнятся живой материей в процессе осуществления жизнедеятельности и биохимических превращений веществ в реакциях метаболизма 1. Энергетическая – трансформация и усвоение живым

Биомасса суши
· Континентальная часть биосферы – суша занимает 29% (148 млн км2) · Неоднородность суши выражается наличием широтной зональности и высотной зональностью

Биомасса почвы
· Почва – смесь разложившихся органических и выветренных минеральных веществ; минеральный состав почвы включает кремнезём (до 50%) , глинозём (до 25%) , оксид железа, магния, калия, фосфора

Биомасса Мирового океана
· Площадь Мирового океана (гидросфера Земли) занимает 72,2% всей поверхности Земли · Вода обладает особыми свойствами, важными для жизни организмов – высокую теплоёмкость и теплопроводн

Биологический (биотический, биогенный, биогеохимический цикл) круговорот веществ
Биотический круговорот веществ – непрерывное, планетарное, относительно циклическое, неравномерное во времени и пространстве закономерное распределение веществ

Биогеохимические циклы отдельных химических элементов
· Биогенные элементы циркулируют в биосфере, т. е. совершают замкнутые биогеохимичесик циклы, которые функционируют под действием биологических (жизнедеятельность) и геологичес

Круговорот азота
· Источник N2 – молекулярный, газообразный, атмосферный азот (не усваивается большинством живых организмов, т. к. химически инертен; растения способны усваивать лишь связанный с ки

Круговорот углерода
· Главный источник углерода – углекислый газ атмосферы и воды · Круговорот углерода осуществляется благодаря процессам фотосинтеза и клеточного дыхания · Круговорот начинается с ф

Круговорот воды
· Осуществляется за счёт солнечной энергии · Регулируется со стороны живых организмов: 1. поглощение и испарение растениями 2. фотолиз в процессе фотосинтеза (разложени

Круговорот серы
· Сера- биогенный элемент живой материи; содержится в белках в составе аминокислот (до 2,5%) , входит в состав витаминов, гликозидов, коферментов, имеется в растительных эфирных маслах

Поток энергии в биосфере
· Источник энергии в биосфере – непрерывное электромагнитное излучение солнца и радиоактивная энергия q 42% солнечной энергии отражается от облаков, атмосферой пыли и поверхности Земли в

Возникновение и эволюция биосферы
· Живая материя, а вместе с ней и биосфера появилась на Земле вследствие возникновения жизни в процессе химической эволюции около 3,5 млрд лет назад, приведшей к образованию органических веществ

Ноосфера
Ноосфера (букв. сфера разума) – высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разум

Признаки современной ноосферы
1. Возрастающее количество извлекаемых материалов литосферы – рост разработок месторождений полезных ископаемых (сейчас оно превышает 100млрд тонн в год) 2. Массовое потр

Влияние человека на биосферу
· Современное состояние ноосферы характеризуется всё возрастающей перспективой экологического кризиса, многие аспекты которой уже проявляются в полной мере, создавая реальную угрозу сущест

Производство энергии
q Строительство ГЭС и создание водохранилищ вызывает затопление больших территорий и переселение людей, поднятие уровня грунтовых вод, эрозию и заболачивание почвы, оползни, потерю пахотных зем

Производство пищи. Истощение и загрязнение почвы, сокращение площади плодородных почв
q Пахотные земли занимают 10% поверхности Земли (1,2 млрд. га) q Причина – чрезмерная эксплуатация, несовершенство с\х производства: водная и ветровая эрозия и образование оврагов, в

Сокращение природного биологического разнообразия
q Хозяйственная деятельность человека в природе сопровождается изменением численности видов животных и растений, вымиранию целых таксонов, снижению разнообразия живого q В настоящее врем

Кислотные осадки
q Увеличение кислотности дождей, снега, туманов вследствие выброса в атмосферу окислов серы и азота от горения топлива q Кислые осадки снижают урожай, губят естественную растительность

Пути решения экологических проблем
· Человек в дальнейшем будет эксплуатировать ресурсы биосферы во всё более возрастающих масштабах, поскольку эта эксплуатация – непременное и главное условие самого существования ч

Рациональное потребление и управление природными ресурсами
q Максимально полное и комплексное извлечение из месторождений всех полезных ископаемых (из-за несовершенства технологии добычи из месторождений нефти извлекается лишь 30-50% запасов q Рек

Экологическая стратегия развития сельского хозяйства
q Стратегическое направление - повышение урожайности для обеспечения продовольствием растущего населения без увеличения посевных площадей q Повышение урожайности с\х культур без негативны

Свойства живой материи
1. Единство элементарного химического состава (98% приходится на углерод, водород, кислород и азот) 2. Единство биохимического состава – все живые органи

Гипотезы происхождения жизни на Земле
· Существую две альтернативные концепции о возможности происхождения жизни на Земле: q абиогенез – возникновение живых организмов из веществ неорганической природы

Стадии развития Земли (химические предпосылки возникновения жизни)
1. Звездная стадия истории Земли q Геологическая история Земли началась более 6 морд. лет назад, когда Земля представляла собой раскалённый свыше 1000

Возникновение процесса самовоспроизведения молекул (биогенного матричного синтеза биополимеров)
1. Произошло вследствие взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами 2. Все необходимые компоненты процесса биогенного матричного синтеза: - ферменты - белки - пр

Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина
Социально-экономические предпосылки 1. В первой половине XIX в. Англия стала одной из самых развитых в хозяйственном отношении стран мира с высоким уровне

· Изложены в книге Ч. Дарвина « О происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь » , которая вышла

Изменчивость
Обоснование изменяемости видов · Для обоснования положения об изменчивости живых существ Ч. Дарвин воспользовался распространёнными

Коррелятивная (соотносительная) изменчивость
· Изменение структуры или функции одной части организма обуславливает согласованное изменение другой или других, поскольку организм - целостная система, отдельные части которой тесно связаны межд

Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина
1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда и никем не были созданы, а возникли естественным путём 2. Возникнув естественным путём, виды медленно и постепенно

Развитие представлений о виде
· Аристотель- пользовался понятием вида при описании животных, которое не имело научного содержания и использовалось как логическое понятие · Д. Рэй

Критерии вида (признаки идентификации видовой принадлежности)
· Значение критериев вида в науке и практике – определение видовой принадлежности особей (видовая идентификация) I. Морфологический – сходство морфологических наследс

Виды популяций
1. Панмиктические - состоят из особей, размножающихся половым путём, перекрёстно оплодотворяющихся. 2. Клониальные- из особей, размножающихся только бе

Мутационный процесс
· Спонтанные изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно на протяжении всего периода существования жизни под действием мут

Изоляция
Изоляция - прекращение потока генов из популяции в популяцию (ограничение обмена генетической информацией между популяциями) · Значение изоляции как фа

Первичная изоляция
· Не связана прямо с действием естественного отбора, является следствием внешних факторов · Приводит к резкому снижению или прекращению миграции особей из других попул

Экологическая изоляция
· Возникает на основе экологических отличий существования разных популяций (разные популяции занимают различные экологические ниши) v Например, форели озера Севан р

Вторичная изоляция (биологическая, репродуктивная)
· Имеет решающее значение в формировании репродуктивной изоляции · Возникает вследствие внутривидовых различий организмов · Возникла в результате эволюции · Имеет два изо

Миграции
Миграции - перемещение особей (семян, пыльцы, спор) и свойственных им аллелей между популяциями, ведущее к изменению частот аллелей и генотипов в их генофондах · Общее с

Популяционные волны
Популяционные волны (« волны жизни ») - периодические и непериодические резкие колебания численности особей популяции под действием естественных причин (С. С.

Значение популяционных волн
1. Приводит к ненаправленному и резкому изменению частот аллелей и генотипов в генофонде популяций (случайное выживание особей в период зимовки может увеличить концентрацию данной мутации в 1000 р

Дрейф генов (генетико-автоматические процессы)
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы) - случайное ненаправленное, не обусловленное действием естественного отбора, изменение частот аллелей и генотипов в м

Результат дрейфа генов (для малых популяций)
1. Обуславливает утрату (р =0) или фиксацию (р=1) аллелей в гомозоготном состоянии у всех членов популяции вне связи с их адаптивной ценностью - гомозиготизация особей

Естественный отбор - направляющий фактор эволюции
Естественный отбор – процесс преимущественного (селективного, выборочного) выживания и размножения наиболее приспособленных особей и не выживания или не размножения

Борьба за существование Формы естественного отбора
Движущий отбор (Описан Ч. Дарвином, современное учение развито Д. Симпсоном, англ.) Движущий отбор - отбор в

Стабилизирующий отбор
· Теорию стабилизирующего отбора разработал русский акад. И. И. Шмаьгаузен (1946) Стабилизирующиё отбор - отбор, действующий в стабильных

Другие формы естественного отбора
Индивидуальный отбор -избирательное выживание и размножение отдельных особей, обладающих преимуществом в борьбе за существование и элиминация других

Основные особенности естественного и искусственного отбора
Естественный отбор Искусственный отбор 1. Возник с возникновением жизни на Земле (около 3млрд лет назад) 1. Возник в не

Общие признаки естественного и искусственного отбора
1. Исходный (элементарный) материал - индивидуальные признаки организма (наследственные изменения - мутации) 2. Осуществляются по фенотипу 3. Элементарная структура - популяци

Борьба за существование - важнейший фактор эволюции
Борьба за существование - комплекс взаимоотношений организма с абиотическими (физические условия жизни) и биотическими (отношения с другими живыми организмами) фак

Интенсивность размножения
v Одна особь аскариды производит в сутки 200 тыс. яиц; серая крыса даёт 5 помётов в год по 8 крысят, которые становятся половозрелыми в трёхмесячном возрасте; потомство одной дафнии за лето дост

Межвидовая борьба за существование
· Происходит между особями популяций разных видов · Менее острая, чем внутривидовая, но её напряжённость увеличивается, если разные виды занимают сходные экологические ниши и обладают с

Борьба с неблагоприятными абиотическими факторами окружающей среды
· Наблюдается во всех случаях, когда особи популяции оказываются в экстремальных физических условиях (излишнее тепло, засуха, суровая зима, избыточная влажность, неплодородные почвы, суровые

Основные открытия в области биологии после создания СТЭ
1. Открытие иерархических структур ДНК и белка, в том числе вторичной структуры ДНК - двойной спирали и её нуклеопротеидной природы 2. Расшифровка генетического кода (его триплетнос

Признаки органов эндокринной системы
1. Обладают относительно небольшими размерами (доли или несколько грамм) 2. Анатомически не связаны между собой 3. Синтезируют гормоны 4. Имеют обильную сеть кровеносны

Характеристика (признаки) гормонов
1. Образуются в железах внутренней секреции (нейрогормоны могут синтезироваться в нейросекреторных клетках) 2. Высокая биологическая активность – способность быстро и сильно изменять инт

Химическая природа гормонов
1. Пептиды и простые белки (инсулин, соматотропин, тропные гормоны аденогипофиза, кальцитонин, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гормоны гипоталамуса) 2. Сложные белки – тиреотропин, лют

Гормоны средней (промежуточной) доли
Меланотропный гормон(меланотропин) – обмен пигментов (меланина) в покровных тканях Гормоны задней доли (нейрогипофиза) – окситрцин, вазопрессин

Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин)
В состав гормонов щитовидной железы непременно входит йод и амнокислота тирозин (ежедневно в составе гормонов выделяется 0,3 мг. йода, следовательно человек должен ежедневно с пищей и водой получа

Гипофункция щитовидной железы (гипотериоз)
Причиной гипотерозов является хронический дефицит йода в пище и воде Недостаток секреции гормонов компенсируется за счёт разрастания ткани железы и значительное увеличение её объёма

Гормоны коркового слоя (минералкортикоиды, глюкокортикоиды, половые гормоны)
Корковый слой образован из эпителиальной ткани и состоит из трёх зон: клубочковой, пучковой и сетчатой, имеющих разную морфологию и функции. Гормоны относится к стероидам – кортикостероиды

Гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин, норадреналин)
- Мозговой слой состоит из особых хромаффинных клеток, окрашивающихся в жёлтый цвет, (эти же клетки расположены в аорте, месте разветвления сонной артерии и в симпатических узлах; все они составл

Гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон, соматостатин)
Инсулин (секретируется бета-клетками(инсулоцитами), является простейшим белком) Функции: 1. Регуляция углеводного обмена (единственный сахаропониж

Тестостерон
Функции: 1. Развитие вторичных половых признаков (пропорции тела, мускулатура, рост бороды, волос на теле, психические особенности мужчины и др.) 2. Рост и развитие органов размножения

Яичники
1. Парные органы (размеры около 4 см. , масса 6-8 гр.), расположенные в малом тазу, по обеим сторонам матки 2. Состоят из большого числа (300 -400 тыс.) т. н. фолликулов – структу

Эстрадиол
Функции: 1. Развитие женских половых органов: яйцеводов, матки, влагалища, молочных желёз 2.Формирование вторичных половых признаков женского пола (телосложение, фигура, отложение жира, в

Железы внутренней секреции (эндокринная система) и их гормоны
Эндокринные железы Гормоны Функции Гипофиз: - передняя доля: аденогипофиз - средняя доля - задня

Рефлекс. Рефлекторная дуга
Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение (изменение) внешней и внутренней среды, осуществляющуюся с участием нервной системы (основная форма деятельнос

Механизм обратной связи
· Рефлекторная дуга не заканчивается ответной реакцие организма на раздражение (работой эффектора). Все ткани и органы имеют собственные рецепторы и афферентные нервные пути, подходящие к чувствите

Спинной мозг
1. Наиболее древний отдел ЦНС позвоночных (впервые появляется у головохордовых – ланцетника) 2. В процессе эмбриогенеза развивается из нервной трубки 3. Располагается в костном

Скелетно-моторные рефлексы
1. Коленный рефлекс (центр локализуется в поясничном сегменте); рудиментарный рефлекс от животных предков 2. Ахиллов рефлекс (в поясничном сегменте) 3. Подошвенный рефлекс (с

Проводниковая функция
· Спинной мозг имеет двустороннюю связь с головным мозгом (стволовой частью и корой полушарий); через спинной мозг головной мозг связан с рецепторами и исполнительными органами тела · Св

Головной мозг
· Головной и спинной мозг развиваются у эмбриона из наружного зародышевого листка - эктодермы · Располагается в полости мозгового черепа · Покрыт (как и спинной мозг) тремя обол

Продолговатый мозг
2. В процессе эмбриогенеза развивается из пятого мозгового пузыря нервной трубки зародыша 3. Является продолжением спинного мозга (нижней границей между ними является место выхода корешко

Рефлекторная функция
1. Защитные рефлексы: кашель, чихание, мигание, рвота, слёзоотделение 2. Пищевые рефлексы: сосание, глотание, сокоотделение пищеварительных желёз, моторика и перистальтика

Средний мозг
1. В процессе эмбриогенеза из третьего мозгового пузыря нервной трубки зародыша 2. Покрыт белым веществом, серое вещество – внутри в виде ядер 3. Имеет следующие структурные компо

Функции среднего мозга (рефлекторная и проводниковая)
I. Рефлекторная функция(все рефлексы врождённые, безусловные) 1. Регуляция мышечного тонуса при движении, ходьбе, стоянии 2. Ориентировочный рефлекс

Таламус (зрительные бугры)
· Представляет собой парные скопления серого вещества (40 пар ядер), покрытые слоем белого вещества, внутри – III желудочек и ретикулярная формация · Все ядра таламуса афферентные, чувств

Функции гипоталамуса
1. Высший центр нервной регуляции сердечно-сосудистой системы, проницаемость кровеносных сосудов 2. Центр терморегуляции 3. Регуляция водно-солевого баланса орган

Функции мозжечка
· Мозжечёк соединён со всеми отделами ЦНС; рецепторами кожи, проприорецептрами вестибулярного и двигательного аппарата, подкоркой и корой больших полушарий · Функции мозжечка исследуют пут

Конечный мозг (большой мозг, большие полушария переднего мозга)
1. В процессе эмбриогенеза развивается из первого мозгового пузыря нервной трубки зародыша 2. Состоит из двух полушарий (правого и левого), разделённых глубокой продольной щелью и соединён

Кора больших полушарий (плащ)
1. У млекопитающих и человека поверхность коры складчатая, покрытая извилинами и бороздами, обеспечивающими увеличение площади поверхности (у человека составляет около 2200 см2

Функции коры больших полушарий
Методы изучения: 1. Электрическое раздражение отдельных участков (метод «вживления» электродов в зоны мозга) 3. 2. Удаление (экстирпация) отдельных участк

Сенсорные зоны(области) коры больших полушарий
· Представляют из себя центральные (корковые) отделы анализаторов, к ним подходят чувствительные (афферентные) импульсы от соответствующих рецепторов · Занимают небольшую часть кор

Функции ассоциативных зон
1. Связь между различными зонами коры (сенсорными и моторными) 2. Объединение (интеграция) всей чувствительной информации, поступающей в кору с памятью и эмоциями 3. Решающее з

Особенности вегетативной нервной системы
1. Разделяется на два отдела: симпатический и парасимпатический (каждый из них имеет центральную и переферическую части) 2. Не имеет собственных афферентных (

Особенности отделов вегетативной нервной системы
Симпатический отдел Парасимпатический отдел 1. Центральные ганглии расположены в боковых рогах грудных и поясничных сегментов спинн

Функции вегетативной нервной системы
· Большинство органов тела иннервирует как симпатическая, так и парасимпатическая системы (двойная иннервация) · Оба отдела оказывают на органы три рода действий – сосудодвигательное,

Влияние симпатического и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы
Симпатический отдел Парасимпатический отдел 1. Учащает ритм, увеличивает силу сердечных сокращений 2. Расширяет коронарные сосуды се

Высшая нервная деятельность человека
Психические механизмы отражения: Психические механизмы проектирования будущего - ощуще

Особенности (признаки) безусловных и условных рефлексов
Безусловные рефлексы Условные рефлексы 1. Врожденные видовые реакции организма (передаются по наследству) – генетически детерм

Методика выработки (образования) условных рефлексов
· Разработана И. П. Павловым на собаках при изучении слюноотделения при действии световых или звуковых раздражений, запахов, прикосновений и т. д. (проток слюнной железы выводился наружу через разр

Условия выработки условных рефлексов
1. Индифферентный раздражитель должен предшествовать безусловному (опережающее действие) 2. Средняя сила индифферентного раздражителя (при малой и большой силе рефлекс может не образовать

Значение условных рефлексов
1. Лежат в основе обучения, получения физических и психических навыков 2. Тонкое приспособление вегетативных, соматических и психических реакций к условиям с

Индукционное (внешнее) торможение
o Развивается при действии постороннего, неожиданного, сильного раздражителя из внешней или внутренней среды v Сильный голод, переполненный мочевой пузырь, боль или половое возбуждение тор

Угасательное условное торможение
· Развивается при систематическом неподкреплении условного раздражителя безусловным v Если условный раздражитель повторять через короткие промежутки времени без подкреплениея его бе

Взаимоотношене возбуждения и торможения в коре больших полушарий
Иррадиация - распространение процессов возбуждения или торможения из очага их возникновения на другие области коры · Примером иррадиации процесса возбуж

Причины возникновения сна
· Существуют несколько гипотез и теорий причин возникновения сна: Химическая гипотеза – причиной сна является отравления клеток мозга токсичными продуктами жизнедеятельности, образ

Быстрый (парадоксальный) сон
· Наступает после периода медленного сна и продолжается 10 -15 мин; затем опять сменяется медленным сном; повторяется в течение ночи 4-5 раз · Характеризуется быстрыми

Особенности высшей нервной деятельности человека
(отличия от ВНД животных) · Каналы получения информации о факторах внешней и внутренней среды называются сигнальными системами · Выделяют первую и вторую сигнальные систем

Особенности высшей нервная деятельность человека и животных
Животное Человек 1. Получение информации о факторах среды только с помощью первой сигнальной системы (анализаторов) 2. Конкретное

Память, как компонент высшей нервной деятельности
Память – совокупность психических прцессов, обеспечивающих сохранение, закрепление и воспроизведение предыдущего индивидуального опыта v Основные прцессы памяти

Анализаторы
· Всю информацию о внешней и внутренней среде организма, необходимую для взаимодействие с ней человек получает с помощью органов чувств (сенсорных систем, анализаторов) v Понятие об анали

Строение и функции анализаторов
· Каждый анализатор состоит из трёх анатомически и функционально связанных отделов: переферического, проводникового и центрального · Повреждение одной из частей анализатора

Значение анализаторов
1. Информация организму о состоянии и изменении внешней и внутренней среды 2. Возникновение ощущений и формирование на их основе понятий и представлений об окружающем мире,т. е.

Сосудистая оболочка (средняя)
· Находится под склерой, богата кровеносными сосудами, состоит из трёх частей: переднюю – радужку, среднюю – ресничное тело и заднюю – собственно сосудистую

Особенности фоторецепторных клеток сетчатки
Палочки Колбочки 1. Количество 130 млн. 2. Зрительный пигмент– родопсин(зрительный пурпур) 3. Максимальное количество на п

Хрусталик
· Расположен позади зрачка, имеет форму двояковыпуклой линзы диаметром около 9 мм, абсолютно прозрачен и эластичен. Покрыт прозрачной капсулой, к которой прикрепляются цинновы связки ресничного тел

Функционирование глаза
· Зрительная рецепция начинается с фотохимических реакций, начинающихся в палочках и колбочках сетчатки и заключающихся в распаде зрительных пигментов под действием квантов света. Именно это

Гигиена зрения
1. Профилактика травм (защитные очки на производстве с травмирующими объектами – пыль, химические вещества, стружки, осколки и т.д.) 2. Защита глаз от слишком яркого света – солнце, эле

Наружное ухо
· Представлении ушной раковиной и наружным слуховым проходом · Ушная раковина – свободно выступающая на поверхности головы

Среднее ухо (барабанная полость)
· Лежит внутри пирамиды височной кости · Заполнено воздухом и сообщается с носоглоткой через трубку, длиной 3,5 см. и диаметром 2 мм – евстахиеву трубу Функция евстахиев

Внутреннее ухо
· Расплагается в пирамиде височной кости · Включает костный лабиринт, представляющий собой сложно устроенные каналы · Внутри костног

Восприятие звуковых колебаний
· Ушная раковина улавливает звуки и направляет их в наружный слуховой проход. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, которые от неё предаются по системе рычагов слуховых косточек (

Гигиена слуха
1. Профилактика травм органов слуха 2. Защита органов слуха от чрезмерной силы или продолжительности звуковых раздражений – т. н. «шумового загрязнения», особенно в условиях шумного произв

Биосферный
1. Представлен клеточными органоидами 2. Биологические мезосистемы 3. Возможны мутации 4. Гистологический метод исследования 5. Начало метаболизма 6. Об

« Строение эукариотической клетки » 9. Органоид клетки, содержащие ДНК 10. Имеет поры 11. Выполняет в клетке компартаментальную функцию 12. Функ

Клеточный центр
Проверочный тематический цифровой диктант по теме « Метаболизм клетки » 1. Осуществляется в цитоплазме клетки 2. Требует специфических фермен

Тематический цифровой программированный диктант
по теме « Энергетический обмен » 1. Осуществляются реакции гидролиза 2. Конечные продукты – СО2 и Н2 О 3. Конечный продукт – ПВК 4. НАД восстана

Кислородный этап
Тематический цифровой программированный диктант по теме « Фотосинтез » 1. Осуществляется фотолиз воды 2. Происходит восстановление

« Метаболизм клетки:Энергетический обмен. Фотосинтез. Биосинтез белка» 1. Осуществляется у автотрофов 52. Осуществляется транскрипция 2. Связан с функционировани

Основные признаки царств эукариот
Царство Растений Царство Животных 1. Имеют три подцарства: – низшие растения (настоящие водоросли) – красные водоросли

Особенности видов искусственного отбора в селекции
Массовый отбор Индивидуальный отбор 1. К размножению допускаются множество особей с наиболее выраженными хозя

Общие признаки массового и индивидуального отбора
1. Осуществляется человеком при искусственном отборе 2. К дальнейшему размножению допускаются толко особи с наиболее выраженным желаемым признаком 3. Может быть многократным

Казалось бы, такое вещество, как мочевая кислота, трудно сочетается с кровью. Вот в моче – другое дело, там ей место быть. Между тем, в организме постоянно идут различные обменные процессы с образованием солей, кислот, щелочей и других химических соединений, которые выводятся мочой и желудочно-кишечным трактом из организма, поступая туда из кровеносного русла.

Мочевая кислота (МК) тоже присутствует в крови, она образуется в небольших количествах из пуриновых оснований. Необходимые организму пуриновые основания, в основном, поступают извне, с пищевыми продуктами, и используются в синтезе нуклеиновых кислот, хотя в некоторых количествах вырабатываются организмом тоже. Что касается мочевой кислоты, то она является конечным продуктом пуринового обмена и сама по себе организму, в общем-то, не нужна. Ее повышенный уровень (гиперурикемия) указывает на нарушение пуринового обмена и может грозить отложением ненужных человеку солей в суставах и других тканях, вызывая не только неприятные ощущения, но и тяжелые болезни.

Норма мочевой кислоты и повышенная концентрация

Норма мочевой кислоты в крови у мужчин не должна превышать 7,0 мг/дл (70,0 мг/л) или находится в пределах 0,24 – 0,50 ммоль/л. У женщин норма несколько ниже – до 5,7 мг/дл (57 мг/л) или 0,16 – 0,44 ммоль/л соответственно.

Образованная в ходе пуринового обмена МК должна раствориться в плазме, чтобы в дальнейшем уйти через почки, однако плазма не может растворить мочевой кислоты более чем 0,42 ммоль/л. С мочой из организма в норме удаляется 2,36 – 5,90 ммоль/сутки (250 – 750 мг/сут).

При своей высокой концентрации мочевая кислота образует соль (урат натрия), которая откладывается в тофусы (своеобразные узелки) в различных видах тканей, обладающих сродством к МК. Чаще всего тофусы можно наблюдать на ушных раковинах, кистях рук, стопах, но излюбленным местом являются поверхности суставов (локоть, голеностоп) и сухожильные влагалища. В редких случаях они способны сливаться и образовывать язвы, из которых в виде белой сухой массы выходят кристаллы уратов. Иногда ураты обнаруживаются в синовиальных сумках, вызывая воспаление, боль, ограничение подвижности (синовит). Соли мочевой кислоты можно найти в костях с развитием деструктивных изменений костных тканей.

Уровень мочевой кислоты в крови зависит от ее продукции в ходе пуринового обмена, клубочковой фильтрации и реабсорбции, а также канальцевой секреции. Чаще всего повышенная концентрация МК является следствием неправильного питания, особенно, это касается людей, имеющих наследственную патологию (аутосомно-доминантные или связанные с Х-хромосомой ферментопатии), при которой увеличивается выработка мочевой кислоты в организме или замедляется ее выведение. Генетически обусловленная гиперурикемия называется первичной , вторичная вытекает из ряда других патологических состояний или формируется под воздействием образа жизни.

Таким образом, можно сделать вывод, что причинами повышения мочевой кислоты в крови (излишняя продукция или замедленное выведение) являются:

• Генетический фактор;
• Неправильное питание;
• Почечная недостаточность (нарушение клубочковой фильтрации, уменьшение канальцевой секреции – МК из кровяного русла не переходит в мочу);
• Ускоренный обмен нуклеотидов ( , лимфо- и миелопролиферативные болезни, гемолитическая ).
• Применение салициловых препаратов и .

Главные причины повышения…

Одной из причин повышения мочевой кислоты в крови медицина называет неправильное питание, а именно, потребление неразумного количества продуктов, аккумулирующих пуриновые вещества. Это – копчености (рыба и мясо), консервы (особенно – шпроты), печень говяжья и свиная, почки, жареные мясные блюда, грибочки и другие всякие вкусности. Большая любовь к этим продуктам приводит к тому, что нужные организму пуриновые основания усваиваются, а конечный продукт – мочевая кислота, оказывается лишней.

Следует отметить, что продукты животного происхождения, играющие не последнюю роль в возрастании концентрации мочевой кислоты, поскольку несут пуриновые основания, как правило, содержат большое количество холестерина . Увлекаясь такими любимыми блюдами, не соблюдая меры, человек может наносить двойной удар по своему организму .

Диета, обедненная пуринами, состоит из молочных продуктов, груш и яблок, огурцов (не маринованных, конечно), ягод, картофеля и других овощей в свежем виде. Консервация, жарка или всякое «колдовство» над полуфабрикатами заметно ухудшают качество пищи в этом плане (содержание пуринов в еде и накопление мочевой кислоты в организме).

…И главные проявления

Лишняя мочевая кислота разносится по организму, где выражение ее поведения может иметь несколько вариантов:

1. Кристаллы уратов откладываются и образуют микротофусы в хрящевых, костных и соединительных тканях, вызывая подагрические заболевания. Накопленные в хряще ураты, нередко освобождаются из тофусов. Обычно этому предшествует воздействие провоцирующих гиперурикемию факторов, например, новое поступление пуринов и, соответственно, мочевой кислоты. Кристаллы солей захватываются лейкоцитами (фагоцитоз) и обнаруживаются в синовиальной жидкости суставов (синовит). Это – острый приступ подагрического артрита .
2. Ураты, попадая в почки, могут откладываться в интерстициальной почечной ткани и приводить к формированию подагрической нефропатии, а следом – и почечной недостаточности. Первыми симптомами болезни можно считать перманентно низкий удельный вес мочи с появлением в ней белка и повышение артериального давления (артериальная гипертензия), в дальнейшем происходят изменения органов выделительной системы, развивается пиелонефрит. Завершением процесса считают формирование почечной недостаточности .
3. Повышенное содержание мочевой кислоты, образование солей (ураты и кальциевые конкременты) при ее задержке в почках + повышенная кислотность мочи в большинстве случаев приводит к развитию почечнокаменной болезни.

Все движения и превращения мочевой кислоты, обусловливающие ее поведение в целом, могут быть взаимосвязаны или существовать изолированно (как у кого пойдет).

Мочевая кислота и подагра

Рассуждая о пуринах, мочевой кислоте, диете, никак не получается обойти вниманием такую неприятную болезнь, как подагра . В большинстве случаев ее связывают с МК, к тому же редкой ее назвать трудно.

Подагра преимущественно развивается у лиц мужского пола зрелого возраста, иной раз имеет семейный характер. Повышенный уровень мочевой кислоты (гиперурикемия) в наблюдается задолго до появления симптомов заболевания.

Первый приступ подагры тоже яркостью клинической картины не отличается, всего-то – заболел большой палец какой-нибудь ноги, а дней через пять человек опять чувствует себя вполне здоровым и забывает об этом досадном недоразумении. Следующая атака может проявиться через большой промежуток времени и протекает более выраженно:

Лечить болезнь непросто, а иногда и не безобидно для организма в целом. Терапия, направленная на проявление патологических изменений включает:

1. При остром приступе – колхицин, который снижает интенсивность болей, но склонен накапливаться в белых клетках крови, препятствовать их передвижению и фагоцитозу, а, следовательно, участию в воспалительном процессе. Колхицин угнетает кроветворение;
2. Нестероидные противовоспалительные препараты – НПВП, обладающие обезболивающим и противовоспалительным эффектом, но негативно влияющие на органы пищеварительного тракта;
3. Диакарб препятствует камнеобразованию (участвует в их растворении);
4. Противоподагрические препараты пробенецид и сульфинпиразон способствуют усиленному выведению МК с мочой, но применяются с осторожностью при изменениях в мочевыводящих путях, параллельно назначают большое потребление жидкости, диакарб и отщелачивающие препараты. Аллопуринол снижает продукцию МК, способствует обратному развитию тофусов и исчезновению других симптомов подагры, поэтому, наверное, этот препарат один из лучших средств лечения подагры.

Эффективность лечения пациент может значительно повысить, если возьмется за диету, содержащую минимальное количество пуринов (только для нужд организма, а не для накопления).

Диета при гиперурикемии

Малокалорийная диета (лучше всего подходит стол №5, если у пациента все в порядке с весом), мясо и рыбка – без фанатизма, граммов 300 в недельку и не более. Это поможет больному снизить мочевую кислоту в крови, жить полноценной жизнью, не мучаясь приступами подагрического артрита. Пациентам с признаками этой болезни, имеющим лишний вес, рекомендуется использовать стол №8, не забывая разгружаться каждую неделю, но при этом помнить, что полное голодание запрещено. Отсутствие еды в самом начале диеты быстренько поднимет уровень МК и обострит процесс. А вот о дополнительном поступлении аскорбиновой кислоты и витаминов группы В следует подумать всерьез.

Все дни, пока будет длиться обострение заболевания, должны протекать без употребления мясных и рыбных блюд. Пища должна быть не твердой, впрочем, лучше вообще потреблять ее в жидком виде (молоко, фруктовые кисели и компоты, соки из фруктов и овощей, супы на овощном бульоне, каша-«размазня»). Кроме этого, пациент должен много пить (не меньше 2 литров в сутки).

Следует иметь в виду, что значительное количество пуриновых оснований имеется в таких деликатесах, как:

Напротив, минимальная концентрация пуринов отмечается в:

Это краткий список продуктов, которые запрещены или разрешены пациентам, обнаружившим первые признаки подагры и повышенную мочевую кислоту в анализе крови. Снизить мочевую кислоту в крови поможет вторая часть списка (молоко, овощи и фрукты).

Мочевая кислота понижена. Что это может значить?

Мочевая кислота в крови понижена, в первую очередь, при использовании противоподагрических средств, что абсолютно естественно, ведь они снижают синтез МК.

Кроме этого, причиной понижения уровня мочевой кислоты может стать уменьшение канальцевой реабсорбции, наследственно обусловленное снижение продукции МК и в редких случаях – гепатиты и анемия.

Между тем, пониженный уровень конечного продукта метаболизма пуринов (ровно, как и повышенный) в моче связан с более широким кругом патологических состояний, однако анализ мочи на содержание МК не такой уж и частый, он обычно интересует узких специалистов, занимающихся какой-то конкретной проблемой. Для самодиагностики пациентам он вряд ли может пригодиться.

Видео: мочевая кислота в суставах, мнение врача

Азотистый обмен - совокупность химических превращений азотсодержащих веществ в организме.

Азотистый обмен включает обмен простых и сложных белков, нуклеиновых кислот, продуктов их распада (пептидов, аминокислот и нуклеотидов), содержащих азот жироподобных веществ (липидов), аминосахаров, гормонов, витаминов и другое.

Для нормального течения процессов жизнедеятельности организм должен быть обеспечен необходимым количеством усвояемого азота. Главнейшей составной частью и основным источником азота пищи человека являются белковые вещества (см. Белки).

Суточная норма белка в питании взрослого человека, принятая в СССР, составляет 100 г белка или 16 г белкового азота при трате энергии в 2500 ккал. Однако и значительно меньшие количества белка могут обеспечить азотистое равновесие, то есть состояние, при котором количества вводимого и выводимого азота одинаковы. После приема белковой пищи основной обмен (см. Обмен веществ и энергии) повышается больше, чем это обусловлено калорийной ценностью белка. Это явление получило наименование «специфически динамическое действие» белковой пищи. Механизм этого явления не вполне ясен. По-видимому, некоторые аминокислоты - продукты расщепления белка - участвуют в реакциях, связанных с гидролизом АТФ и образованием АДФ, обусловливая повышенное потребление кислорода.

При общем голодании или при недостаточном азотистом питании количество выводимого с мочой и калом азота превышает количество вводимого с пищей - состояние отрицательного азотистого баланса. В том случае, когда количество вводимого азота превышает количество выводимого, наступает состояние положительного азотистого баланса, что характерно для растущего организма, при процессах регенерации и так далее.

При составлении или оценке рациона питания необходимо учитывать полноценность белков, характеризующуюся содержанием в них незаменимых аминокислот, то есть таких, которые не могут образоваться из других соединений в организме (см. Аминокислоты).

Суточная потребность организма человека в различных незаменимых аминокислотах неодинакова (табл. 1).

Таблица 1. Потребность взрослого человека в незаменимых аминокислотах (в г за сутки)

Переваривание белков и других азотсодержащих веществ

Для высокоорганизованных позвоночных животных, в том числе и для человека, началом процессов азотистого обмена следует считать переваривание в желудочно-кишечном тракте простых и сложных белков, а также других сложных азотистых соединений с последующим всасыванием продуктов их расщепления.

Переваривание белков начинается в желудке под влиянием ферментов пепсина (см.) и гастриксина, вырабатываемых в слизистой оболочке желудка в неактивной форме - в виде зимогенов (проферментов).

Кислая среда, необходимая для активации зимогенов, обеспечивается соляной кислотой, секретируемой железами слизистой оболочки дна желудка (обкладочные клетки). Пепсин (оптимум рН около 2) и гастриксин (оптимум рН 3-4) представляют собой протеазы - эндопептидазы, которые разрывают пептидные связи между аминокислотами, расположенными внутри пептидных цепей молекулы белка (см. Пептидгидролазы).

При накоплении в желудке пищевой массы, обладающей достаточно кислой реакцией, рефлекторно раскрывается пилорический жом, и пищевая масса порциями поступает в двенадцатиперстную кишку, а затем в нижележащие отделы тонкой кишки, где в дальнейшем расщеплении пептидных связей участвуют ферменты сока поджелудочной железы - трипсин (см.), химотрипсин (см.) и карбоксипептидаза (см.) и ферменты кишечника - амино- и дипептидазы.

Трипсин и химотрипсин относятся к эндопептидазам (оптимум рН около 8,0), карбокси- и аминопептидазы - к экзопептидазам; они расщепляют крайнюю пептидную связь соответственно со стороны свободной карбоксильной и аминогруппы. При образовании дипептидов они расщепляются дипептидазами. Параллельно перевариванию простых белков в тонкой кишке происходит расщепление нуклеопротеидов, а также дезоксирибонуклеиновых (ДНК) и рибонуклеиновых (РНК) кислот.

В результате последовательного проявления гидролитической активности ферментов пищеварительных желез, а также микроорганизмов кишечника простые и сложные белки, а также другие биополимеры распадаются, и продукты распада (низкомолекулярные пептиды, аминокислоты, нуклеотиды, нуклеозиды) всасываются в тонком кишечнике и поступают в кровь.

Параллельно происходит ферментативный распад тканевых белков под влиянием тканевых протеаз - катепсинов (см.) и пептидаз (см. Пептидгидролазы). Образующиеся ори этом продукты распада также попадают в кровь и разносятся во все органы и ткани.

Тканевой обмен аминокислот

Фонд аминокислот, образовавшийся в результате ферментативного расщепления пищевых продуктов или продуктов распада тканей, расходуется на биосинтез белков и многих других соединений, свойственных только данному организму, на энергетические затраты, а также на образование конечных продуктов азотистого обмена, подлежащих выведению (рис. 1).

Участие аминокислот в процессах биосинтеза

Синтез специфических для данного организма белков находится под контролем молекул ДНК, входящих в состав хроматина клеточных ядер.

На одном из тяжей ДНК (в месте ее раскручивания) по закону комплементарности (см. Генетический код) происходит сборка (синтез) информационных, или матричных, РНК (мРНК).

К фиксированным на рибосомах мРНК подходят транспортные рибонуклеиновые кислоты (тРНК), несущие на себе предварительно активированные аминокислоты, которые фиксируются на мРНК. Рядом располагаются такие аминокислоты, которые в синтезируемом белке должны быть соединены пептидной связью, чем обеспечивается специфическая первичная структура белков со строго определенным порядком следующих друг за другом аминокислот.

В свою очередь первичная структура предопределяет, если не полностью, то в значительной мере, пространственную конфигурацию, или третичную структуру, белков, в том числе и белков-ферментов.

Выпадение или нарушение какого-либо звена в сложном процессе биосинтеза фермента, осуществляющего определенную реакцию в обмене веществ, может привести к тяжелым патологическим нарушениям. Так, причиной многих наследственных болезней (см.) является выпадение синтеза всего лишь одного белка-фермента (например, гидроксилазы при фенилпировиноградной олигофрении); «ошибка» в первичной структуре У α- или β-цепей гемоглобина, заключающаяся в замене всего лишь одной из 287 аминокислот, приводит к образованию патологических форм гемоглобина с нарушенной функцией присоединения и отдачи кислорода.

Фонд аминокислот используется также при синтезе других соединений.

Например, биосинтез пуриновых нуклеотидов (см. Пуриновые основания), начинающийся с рибозил-5-фосфата, проходит через многочисленные стадии и завершается образованием инозиновой кислоты (инозиновая кислота затем может подвергаться превращениям в адениловую и гуаниловую кислоты). При этом требуется участие глутамина (амида глутаминовой кислоты) в качестве источника азота в 3-м и 9-м положениях, глицина - в 7-м положении и углерода - в 4-м и 5-м положениях. Аспарагиновая к-та - источник азота в 1-м положении:

При последующем образовании адениловой кислоты (см. Аденозинфосфорные кислоты) вновь вовлекается аспарагиновая кислота, азот которой обеспечивает аминогруппу, стоящую при 6-м углеродном атоме пуринового кольца. При синтезе гуаниловой кислоты (см.) аминогруппа при 2-м углеродном атоме берется из глутамина.

из аммиака (NH3), бикарбоната (НСО3-), аденозинтрифосфата (АТФ) как источника энергии и, наконец, N-ацетилглутаминовой кислоты в качестве активатора:

Карбамильная группа карбамилфосфата ферментативно переносится на аспарагиновую кислоту. Через образовавшуюся карбамиласпарагиновую к-ту, дигидрооротовую и оротовую кислоты (рис. 2) образуется оротидиловая кислота, переходящая в уридиловую кислоту и уридинтрифосфат (УТФ). Путем аминирования УТФ образуется цитидинтрифосфат (ЦТФ), причем эта последняя реакция представляет собой регулируемый процесс по закону обратной связи: ЦТФ тормозит образование карбамиласпарагиновой кислоты, а АТФ снимает это торможение. Таким образом, образование пиримидиновых нуклеотидов, входящих в состав нуклеиновых кислот, регулируется соотношением содержания ЦТФ и АТФ.

Помимо образования пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, аминокислоты участвуют в образовании многих других физиологически важных соединений.

в результате ряда последовательных ферментативных превращений образуется никотиновая кислота, выполняющая функцию антипеллагрического витамина и участвующая в виде никотинамида в биосинтезе никотпнамидных коферментов НАД и НАДФ.

2. Простейшая аминокислота глицин (CH 2 NH 2 COOH), помимо участия в образовании пуринов, обеспечивает весь азот и ряд атомов углерода при биосинтезе порфиринов, составляющих структурную основу желчных пигментов и небелковой части (простетической группы) железосодержащих хромопротеидов (см.).

Глицин выполняет также роль акцептора амндиновой группы аргинина при синтезе гуанидинуксусной кислоты, N-метилпронзводное которой - креатин (см.) является важной составной -частью скелетной мускулатуры, сердца и мозга, а в виде фосфорилированного продукта (фосфокреатина) обеспечивает резерв богатых энергией фосфорных соединений, необходимых для функциональной активности ткани.

3. Серин участвует в образовании сложного аминоспирта - сфингозина (см. Сфингозины), входящего в состав сфингомиелина (см. Сфинголипиды) - липида, особенно богато представленного в составе мозга и нервной ткани. Серин участвует также в синтезе кофермента (см.) ацетилирования (КоА), ацилпроизводные которого представляют активную форму жирных кислот (см. Жировой обмен), участвующих в различных процессах биосинтеза и окислительного распада.

Таблица 2. Некоторые биологически важные азотистые вещества, образующиеся из аминокислот

В табл. 2 представлены дополнительные сведения об отдельных аминокислотах, являющихся предшественниками некоторых других биологически важных азотистых соединений.

Функциональные группы аминокислот широко вовлекаются в различные реакции обмена веществ.

Прежде всего это относится к аминогруппам, участвующим в реакции переаминирования (см.). Эта реакция, представляющая важнейший путь ферментативного превращения аминокислот, была открыта советскими биохимиками А. Е. Браунштейном и М. Г. Крицман в 1937 году. Она заключается в обратимом ферментативном переносе α-аминогруппы α-аминокислоты на α-углеродный атом α-кетокислоты без промежуточного освобождения аммиака.

В реакциях переаминирования, катализируемых различными трансаминазами, могут участвовать не только аминогруппы α-аминокислот, но и аминогруппы аминов и ω-аминокислот (например, β-аланина, γ-аминомасляной кислоты); акцептировать аминогруппы могут не только α-кетокислоты, но и альдегиды (например, малоновый или янтарный полуальдегиды).

Общая схема реакции переаминирования обычно изображается в следующем виде: Непременным участником обратимой реакции ферментативного переаминирования, выполняющим коферментную функцию, является пиридоксальфосфат (I), а также пиридоксаминфосфат (II), оба - производные витамина В6 (пиридоксина).
Пиридоксальфосфат принимает на себя аминогруппу аминокислоты и через стадии образования шиффовых оснований превращается в пиридоксаминфосфат (II), который передает аминогруппу также через промежуточные стадии на кетокислоту, возвращаясь в первоначальное состояние (I).

Дикарбоновые аминокислоты - глутаминовая и аспарагиновая - наиболее активные участники процесса переаминирования. Под влиянием фермента глутаматдегидрогеназы осуществляется образование глутаминовой кислоты из аммиака и кетоглутаровой кислоты. Аминогруппа глутаминовой кислоты широко транспортируется при участии аминофераз на различные α-кетокислоты и альдегиды, образуя новые аминокислоты и амины. Этим косвенным путем азот аммиака вовлекается в состав многочисленных азотистых органических веществ.

В биосинтезе ряда биологически активных соединений значительная роль принадлежит процессу метилирования. Перенос метильной группы, как правило, осуществляется аминокислотой - метионином в виде аденозилметионина, превращающегося после отдачи метильной группы в S-аденозилгомоцистеин (рис. 3).

Акцепторы метильной группы разнообразны; к ним относятся: липиды, транспортные нуклеиновые кислоты, содержащие минорные (редкие) компоненты - метилированные нуклеотиды, гуанидинуксусную кислоту, никотинамид и другое. Донорами метильных групп могут быть, помимо аденозилметионина, еще и холин, бетаины, N5-метилтетрагидрофолиевая кислота и другое. (см. Метилирование).

Участие аминокислот в процессах катаболизма

Одним из путей катаболизма (деградации) аминокислот является их ферментативное декарбоксилирование (см.), приводящее к освобождению углекислого газа и образованию биогенных аминов, обладающих высокой биологической активностью, например гистамина из гистидина; серотонина из окситриптофана; γ-аминомасляной к-ты из глутаминовой к-ты:

H 2 N-CH 2 -CH 2 -CH 2 -COOH

тирамина из тирозина

Декарбоксилирование аминокислот катализируется декарбоксилазами (см.), коферментом которых обычно является пиридоксальфосфат, однако механизм декарбоксилирования аминокислот остается недостаточно выясненным. В декарбоксилазе гистидина коферментная функция принадлежит остатку пировиноградной кислоты, карбоксильная группа которой соединена с пептидной цепью белка-фермента кислотноамидной связью:

Образовавшиеся при декарбоксилировании аминокислот амины служат субстратами окисления для моноамино- и диаминооксидаз - ферментов, отличающихся друг от друга не только белковой частью, но и коферментами: митохондриалыше моноаминооксидазы (см.) принадлежат к флавопротеидам, их кофсрмент - флавинадениндинуклеотид. У диаминооксидаз коферментом служит пиридоксальфосфат. Образующиеся при дезаминированип монаминов аммиак и альдегиды претерпевают дальнейшие превращения: обезвреживание аммиака происходит преимущественно путем образования мочевины (см.), углеродный скелет аминов (в виде альдегидов) подвергается дальнейшему окислению.

Другим процессом деградации L-аминокислот является их окислительное дезаминирование (см.), идущее с образованием аммиака и кетокислот. Эта реакция протекает в организме высших животных и человека очень медленно (в противоположность окислительному образованию аммиака из D-аминокислот), однако может осуществляться быстрее косвенным путем: сначала при персаминировании образуется α-глутаминовая кислота, которая затем при дезаминировании является источником кетоглутаровой кислоты и аммиака. Следует, однако, учесть, что в реакции дезаминирования равновесие смещено в сторону восстановительного образования глутаминовой кислоты, то есть слева направо:

Пути образования аммиака из аминокислот остаются недостаточно ясными.

В последнее время Г. X. Бунатяном и его сотрудниками большое значение в процессе образования аммиака (в частности, в центральной нервной системе и в печени) приписывается отщеплению NH2-группы аденина, находящегося в составе никотинамидадениндпнуклеотида (НАД). Продуктом этой реакции является дезамгшоникотинамид-адениндинуклеотид (деНАД):

Последующее аминирование деНАД осуществляется при участии аспарагиновой кислоты, протекает с образованием промежуточного продукта (НАД-янтарной кислоты) и после отщепления фумаровой кислоты приводит к восстановлению первоначальной структуры НАД (рис. 4):

Следовательно, по Г. X. Бунатяну, дезаминирование α-аминокислот с образованием аммиака протекает через образование аспарагиновой кислоты путем переаминирования, передачи аминогруппы на деНАД, образования НАД и отщепления аммиака от НАД.

В настоящее время еще невозможно оценить, насколько широко этот процесс представлен в организме и каково его биологическое значение. ДеНАД приписывают высокую биологическую активность в качестве фактора, легко проникающего как в окисленной, так и в восстановленной форме через мембрану митохондрий и значительно повышающего энергетическую эффективность окислительного фосфорилирования.

Образование конечных продуктов обмена простых белков

Возникший в процессах обмена веществ аммиак и безазотистый остаток аминокислот претерпевают своеобразные превращения. Основной путь нейтрализации и связывания аммиака у уреотелических животных заключается в синтезе мочевины, протекающем в печени и состоящем из серии последовательных ферментативных реакций. Первый этап этого процесса заключается в образовании карбамилфосфата (так же, как при синтезе пиримидиновых оснований), затем карбамильная группа акцептируется орнитином.

Образовавшийся при этом цитруллин эндергонически реагирует с аспарагиновой кислотой. Образовавшаяся аргининянтарная кислота подвергается расщеплению: один из продуктов реакции - фумаровая кислота - включается в цикл трикарбоновых кислот, другой - аргинин - гидролитически расщепляется аргиназой на мочевину и орнитин (рис. 5). Последний вновь включается в цепь превращений, приводящих к образованию мочевины. Процесс этот, получивший наименование орнитинового цикла, протекает в печени, хотя отдельные его реакции представлены также в сердце, ткани мозга и другое.

Таким образом, азот, выводимый из организма в виде мочевины, наполовину берется из аммиака и наполовину из аспарагиновой кислоты.

Нейтрализация образующегося в организме аммиака происходит еще путем синтеза амидов - аспарагина и глутамина. Амидная группа последнего участвует в синтезе пуринов, нуклеиновых кислот и так далее.

Нейтрализация аммиака у урикотелических животных (рептилии, птицы) связана с образованием мочевой кислоты (см.).

Безазотистая часть аминокислот, как правило, включается через многочисленные промежуточные этапы в разные стадии окислительных превращений по циклу трикарбоновых кислот (см. Трикарбоновых кислот цикл).

Согласно схеме, приведенной на рис. 6, отчетливо выявляется роль аминокислот в обеспечении энергетических запросов организма. Нарушения в превращениях тех или иных аминокислот часто генетически обусловлены и являются причиной различных болезней.

Причиной нарушений, как правило, является дефект в одном специфически действующем ферменте или в серии ферментативных реакций. Эти нарушения могут возникнуть, например, в силу недостаточного образования или слишком быстрого расщепления кофермента, участвующего во многих ферментативных процессах.

Тканевой обмен нуклеотидов

Продукты распада нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот - нуклеотиды и нуклеозиды - претерпевают в органах и тканях различные превращения.

Синтез ДНК и РНК

Нуклеотиды - как пуриновые, так и пиримидиновые - участвуют в синтезе нуклеиновых кислот в клеточных ядрах. Синтез ДНК осуществляется ферментами - ДНК-полимеразами, для которых субстратами служат дезоксирибонуклеозидтрифосфаты.

Синтез ДНК сопровождается освобождением молекул пирофосфата в количестве, соответствующем числу молекул нуклеозидтрифосфатов, вступивших в реакцию. ДНК (образец) и вновь синтезированный полинуклеотид образуют вместе двутяжную ДНК. Схема этого процесса может быть представлена в следующем виде:

Буква «d» перед символом нуклео-зидтрифосфата или мононуклеотидов в синтезированной молекуле ДНК обозначает, что в биосинтезе участвуют нуклеотиды, в которых пентоза представлена дезоксирибозой, то есть дезоксирибонуклеотиды. Образование дезоксирибонуклеотидов происходит в результате сложного процесса восстановления рибонуклеотидов при действии нечувствительного к нагреванию белка - тиоредоксина.

Восстановленная форма тиоредоксина образуется под действием редуктазы (фермента флавопротешговой природы), коферментом которого служит восстановленный никотинамидадениндпнуклеотидфосфат (НАДФ) по схеме:

Вновь образованная ДНК и служившая шаблоном ДНК могут на своих концах соединиться под влиянием фермента ДНК-лигазы и образовать циклическую структуру ДНК.

Синтез РНК осуществляется при участии полинуклеотидфосфорилазы - фермента, обусловливающего обратимую реакцию соединения нуклеозидднфосфатов в присутствии ионов магния и первоначальной РНК:

Образованный полимер содержит 3′-5′-фосфодиэфирные связи, которые расщепляются рибонуклеазой. Реакция обратима и может быть направлена справа налево (в сторону распада полимера) при увеличении концентрации неорганического фосфата. Первоначальная РНК в данном случае не играет роли шаблона, по которому синтезируется полинуклеотид. Скорее всего свободная ОН-группа, находящаяся в концевом нуклеотиде РНК, необходима для присоединения к ней последующих нуклеотидов независимо от входящих в их состав оснований.

По-видимому, в интактной клетке полинуклеотидфосфорилазе принадлежит функция не образования полимера, а расщепления РНК. Что касается высокополимерной РНК с определенной последовательностью нуклеотидов, то образование ее осуществляется РНК-полимеразой, действие которой аналогично ферменту, синтезирующему ДНК. РНК-полимераза активна в присутствии ДНК-шаблона, осуществляет синтез РНК из нуклеозидтрифосфатов и собирает их в последовательности, предопределенной структурой ДНК:

Катаболизм ДНК и РНК

Деградация ДНК и РНК происходит по этапам. Ферменты, расщепляющие РНК, - рибонуклеазы - широко представлены в различных животных тканях. Под влиянием рибонуклеаз двоякого типа - трансфераз и истинных гпдролаз - из РНК образуются олиго- и мононуклеотиды.

Ферменты, расщепляющие ДНК, принадлежат к нуклеазам - гидролазам; результатом их действия является образование олигонуклеотидов как с концевым 5′-фосфатом, так и 5′-фосфатом. Под влиянием диэстераз, специфических нуклеотидаз, фосфорилаз, фосфатаз и нуклеозидаз происходит деградация нуклеотидов с образованием свободных пуриновых и пиримндиновых оснований, дальнейшее превращение которых идет по разным путям.

Пуриновые основания - аденин и гуанин - подвергаются гидролитическому дезаминированию под влиянием ферментов аденазы и гуаназы. Из аденина образуется 6-оксипурин (гипоксантин), из гуанина - 2,6-диоксипурин (ксантин). Эти превращения ампнопуринов могут происходить и без предварительного распада соответствующих нуклеотидов и нуклеозидов. Гипоксантин и ксантин подвергаются дальнейшему окислению под влиянием фермента ксантиноксидазы. Конечным продуктом этого окисления является 2, 6, 8-триоксипурин, или мочевая кислота (см.). У человека мочевая кислота дальнейшим превращениям не подвергается и является постоянной составной частью мочи и конечным продуктом обмена пуриновых нуклеотидов и пуриновых оснований. У большинства млекопитающих мочевая кислота не представляет собой конечного продукта обмена веществ и переходит в аллантоин под действием фермента уриказы.

Стадии дезаминирования и окисления пуриновых оснований представлены на рис. 7.

По иному пути идет деградация пиримидиновых оснований (см.). Первый шаг заключается в восстановлении урацила в дигидроурацил с последующим гидролизом, приводящим к образованию сначала β-уреидопропионовой кислоты, а затем β-аланина, NH3 и СО2 (рис.8):

Аналогичные превращения тимина приводят к образованию β-аминоизо-масляной кислоты.

Таким обраом, конечным продуктом обмена пуринов у человека является мочевая кислота, а пиримидинов - углекислый газ и аммиак, которые могут быть источниками образования мочевины. Что касается β-аланина, то эта аминокислота участвует в биосинтезе дипептидов карнозина (см.) и ансерина (см.), в большом количестве содержащихся в скелетной мускулатуре позвоночных животных.

В мышечной ткани человека содержится лишь карнозин.

β-аланин является также составной частью пантотеновой кислоты, а следовательно, и коэнзима А, играющего очень важную роль в обмене жирных кислот, стеринов, а также в цикле трикарбоновых кислот.

Регуляция процессов азотистого обмена

Азотисный обмен так же, как и все виды обмена веществ, регулируется нервной системой как непосредственно, так и через воздействие на железы внутренней секреции. Основное значение нервной регуляции Азотистый обмен заключается в приспособлении его к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. В силу этого выпадение нервных воздействий на органы и ткани приводит к тяжелым нарушениям их структуры и функции.

Благодаря весьма сложным и тонким механизмам регуляции азотистого обмена у взрослого здорового человека обеспечивается относительное постоянство состава азотистых компонентов органов, тканей и внутренней среды организма. Избыток вводимых с пищей азотистых соединений выводится с мочой и калом, недостаток - пополняется из состава тканей тела (это не относится к числу незаменимых соединений).

Насколько состав крови и тканей обладает относительным динамическим постоянством, настолько изменчив состав мочи, отражающий особенности обмена веществ в значительно большей степени, чем состав плазмы крови или цельной крови. В силу этого для выводов об особенностях азотистого обмена необходимо прежде всего знать качественный и количественный состав принимаемой пищи, исследовать качественный и количественный состав азотистых соединений, выделяемых с мочой и калом, и сопоставить полученные данные. Определение особенностей состава крови может дать представление о качественном своеобразии некоторых сторон азотистого обмена, но не позволяет дать заключение о его состоянии в целом. Например, увеличение содержания белков в пищевом рационе приведет к незначительному повышению содержания небелковых азотистых составных частей (остаточного азота) крови, но выделение азотистых соединений и в первую очередь мочевины с мочой будет значительно повышено. Нарушение окислительного фосфорилирования несколько изменит соотношение содержания креатина и креатинина Р сыворотке крови, однако значительно резче изменится содержание этих соединений и их соотношение в моче (см. Креатин, Креатинурия).

Несмотря на всю сложность и разнообразие реакций, протекающих в организме, выделяемые конечные продукты обмена веществ остаются для данного вида при данном режиме питания качественно более или менее постоянными. Они претерпевают значительные отклонения от нормы при различных патологических состояниях организма.

Методические приемы изучения отдельных стадий превращения азотистых соединений значительно расширились и обогатились. Большую роль сыграло внедрение в практику исследовании азотистого обмена органических веществ, содержащих радиоактивные или тяжелые изотопы различных элементов и в первую очередь фосфора, углерода, серы, азота, кислорода, водорода. Использование этих соединений позволило довольно детально следить за их превращениями, за постепенным переходом метки из одного вещества к другому, завершающимся выделением изотопа в составе конечных продуктов обмена веществ. В настоящее время можно получить практически любую меченую аминокислоту, принимающую участие в процессах биосинтеза белков, свойственных данному организму. Эти эксперименты позволяют выяснить, где и когда аминокислоты включаются в состав белков, с какими веществами или структурами связываются аминокислоты до того, как войдут в состав пептидной цепи. Если аминокислоту глицин, меченную изотопом N 15 , ввести с пищей в организм животного, то значительная часть изотопа будет быстро выведена из организма в составе мочевины, другая часть остается в тканях и выводится очень медленно. Большая часть введенного препарата с изотопом N 15 обнаруживается в белках, причем треть меченого азота включается в белок в виде остатков глицина, а остальные две трети - в составе других аминокислотных остатков. С помощью меченых соединений были открыты или уточнены многие стадии метаболических процессов, идущих в клетках. Так, например, было подтверждено, что аминогруппы переходят от одной аминокислоты к другой (процесс переаминирования).

Патология азотистого обмена

Патология азотистого обмена проявляется в форме патологии синтеза белков и нарушений обмена различных азотсодержащих метаболитов (аминокислоты, мочевина, аммиак, креатин и креатинин, мочевая кислота и другое), циркулирующих в крови и выделяемых почками.

Основная форма патологии синтеза белков - белковая недостаточность - наступает при нарушении соотношения между процессами биосинтеза и катаболизма белковых структур, приводящем к преобладанию процессов распада над синтезом. Общая белковая недостаточность, характеризующаяся ограничением синтеза многих белков (тканевых, плазменных, ферментных), развивается при алиментарном их дефиците - при общем недоедании и при дефиците энергетических компонентов пищи - углеводов и жиров. В последнем случае белки расходуются в организме в качестве источника энергии (см. Обмен веществ и энергии). Такой же механизм развития общей белковой недостаточности имеет место при нарушении усвоения отдельных пищевых продуктов в связи с патологией пищеварительного аппарата. Ускоренная эвакуация пищи из желудка, а также гипо- и анацидные состояния ограничивают гидролиз пищевых белков, что затрудняет их дальнейшее переваривание. Наиболее выражено нарушение переваривания белков после обширной резекции желудка. Недостаточное расщепление пищевых белков наблюдается также при выпадении действия ферментов сока поджелудочной железы вследствие закупорки или сдавления ее выводящего протока. При энтеритах и энтероколитах усвоение пищевых белков ограничивается из-за ослабления секреторной и ускорения моторной функции тонкой кишки, а также нарушения ее всасывательной способности. При недостаточном питании или питании преимущественно растительными белками и при нарушении усвоения пищевых белков ограничение синтеза разнообразных белков в организме наступает не только из-за количественного недостатка аминокислот, но и из-за нарушения соотношения в содержании отдельных незаменимых аминокислот (дисбаланс). При выраженной белковой недостаточности наступает состояние отрицательного азотистого баланса, при к-ром количество выделяющегося из организма азота больше, чем количество азота, поступающего в организм.

Причиной расстройства белкового обмена в форме усиленного распада является нарушение регуляции метаболизма белковых структур. Ослабление и выпадение нервных воздействий на ткани приводит к нарушению их трофики и развитию трофических язв. Недостаток гормонов анаболического действия (соматотропный гормон, инсулин, половые гормоны) сопровождается первичным ослаблением биосинтеза белков. Недостаток соматотропного гормона у детей вызывает выраженное торможение роста. Дефицит инсулина при некомпенсированном сахарном диабете приводит к преобладанию процессов распада и отрицательному азотистому балансу. Первичное усиление распада белков наблюдается при тиреотоксикозе, избыточном действии стероидных гормонов коры надпочечников.

Усиление распада белков в тканях происходит также при повреждениях тканей (травмы, воспаление, аллергическая альтерация, ишемия, дегенерация). При общей интоксикации, в частности инфекционного происхождения, и обширных травмах мягких тканей и трубчатых костей преобладание распада в метаболизме белковых структур имеет генерализованный характер. Известную роль в этом играют продукты распада, поступающие из поврежденных тканей в общую циркуляцию.

Патология белкового обмена, кроме нарушения соответствия процессов синтеза и распада, в отношении отдельных видов белков проявляется также в форме врожденной недостаточности их биосинтеза, вследствие чего развивается, например, агаммаглобулинемия (см.), анальбуминемия (см.). Патология обмена белков может быть также в форме извращенного синтеза отдельных видов белков, она проявляется в образовании аномальных по своей структуре белков - некоторые виды гемоглобинопатии, появление белка Бене-Джонса (см. Бенс-Джонса белок), парапротеинов при миеломной болезни (см.) и другое.

Патология обмена аминокислот. Патология трансаминирования в форме недостаточности этого процесса возникает при уменьшении активности ферментов - трансаминаз (см. Ферменты), осуществляющих перенос аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту. Такое нарушение имеет место при алиментарном гипо- или авитаминозе B6, поскольку витамин B6 является предшественником фосфопиридоксаля, а последний представляет собой активную группу (кофермент) трансаминаз. Абсолютной алиментарной недостаточности витамина В6 практически не встречается. Относительная недостаточность его поступления в организм может развиваться при повышенной потребности в нем, например, при беременности или при значительном подавлении антибиотиками и сульфамидными препаратами нормальной микрофлоры кишечника, где синтезируется витамин В6 в количестве, лишь частично покрывающем суточную потребность организма.

Недостаточность фосфопиридоксаля в организме может развиваться также вследствие нарушения ферментных систем, превращающих витамин B6 в его активную форму (метаболический авитаминоз), что может наблюдаться, по-видимому, при лечении фтивазидом больных туберкулезом.

Уменьшение активности трансаминаз может возникнуть и вследствие нарушения синтеза белковых структур трансаминаз (при белковой недостаточности) или изменения их конфигурации (связывание функциональных групп циклосерином, используемым при лечении туберкулеза). Локальное нарушение трансаминирования в отдельных органах возникает при повреждении их клеточных структур, особенно при некрозе последних. Это сопровождается выходом в кровь внутриклеточных ферментов и повышением в крови активности отдельных трансаминаз, определение которых используется в клинике в диагностических целях. Нарушение трансаминпрования в самих поврежденных органах носит при этом комплексный характер, оно обусловлено не только потерей ферментов из клеток, но и нарушением их биосинтеза, в том числе и ферментов синтеза фосфопиридоксаля.

Изменение интенсивности процесса трансаминирования в организме происходит и в результате нарушения соотношения реагирующих субстратов. При недостатке α-кетокислот, что может иметь место при угнетении цикла Кребса (например, при гипоксии, диабете), трансаминирование угнетается, а при избытке аминокислот, наблюдающемся при усиленном распаде белков, трансаминирование может быть усиленным. В последнем случае может возникать вторичное угнетение окисления в цикле Кребса (см. Окисление биологическое , Трикарбоновых кислот цикл).

Фактором нарушения трансаминирования может явиться расстройство регуляции активности отдельных трансаминаз под влиянием гормонов щитовидной железы и коры надпочечников.

Угнетение процесса дезаминирования может наступать в связи с причинами, вызывающими ослабление процесса трансаминирования, так как многие аминокислоты быстрее теряют свою аминогруппу в реакции трансаминирования с α-кетоглутаровой кислотой, чем в реакции прямого окислительного дезаминирования. Глутаминовая кислота, образующаяся при аминировании α-кетоглутаровой кислоты, быстрее, чем все остальные аминокислоты, подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака. Этому способствует наличие в клетках специфического фермента - глутаматдегидрогеназы, функционирующей с участием НАД. В ряде исследований показано, что при экспериментальном авитаминозе B 6 или при инактивации фосфопиридоксаля тубазидом содержание отдельных аминокислот, кроме глутаминовой, в крови увеличивается, а образование мочевины в печени уменьшается.

Угнетение окислительного дезаминирования в печени возникает также вследствие ослабления биосинтеза белковых структур соответствующих ферментов при белковой недостаточности.

Ослабление окислительного дезаминирования наблюдается также при различных формах гипоксии (геморрагический шок и другое).

Следствием нарушения дезаминирования являются гипераминоацидемия (см. Аминоацидемия) - увеличение доли азота аминокислот в составе остаточного азота (см. Азот остаточный) и даже общая гиперазотемия и аминоацидурия (см.).

Наиболее отчетливо эти сдвиги в азотистом обмене наблюдаются при обширных поражениях клеток печени, особенно при гипоксии органа, когда нарушается не только процесс дезаминирования аминокислот, но и процесс мочевинообразования. При этом в составе остаточного азота, содержание которого может значительно возрастать, увеличивается концентрация азота аминокислот, а относительное (или даже абсолютное) количество азота мочевины уменьшается (продукционная гиперазотемия).

Продукционная гиперазотемия возникает и при патологических состояниях, сопровождающихся массивным распадом белков в организме. В этих условиях дезаминирование аминокислот и мочевинообразование в печени могут быть относительно недостаточными, и содержание остаточного азота крови будет увеличиваться за счет свободных аминокислот.

Увеличение содержания остаточного азота происходит также и при нарушении выделительной функции почек. Однако в этих условиях гиперазотемия происходит главным образом за счет увеличения в крови концентрации мочевины (ретенционная гиперазотемия). Клинической формой выраженной ретенционной гиперазотемии является уремия (см.). Гиперазотемии могут иметь и смешанный генез при одновременной недостаточности функции почек и печени и усиленном распаде белков. Продукционная гиперазотемия, не осложненная нарушением выделительной функции почек, приводит к потере аминокислот организма с мочой, так как фильтрация аминокислот в клубочковом аппарате почек превышает в этих условиях возможности их реабсорбции в канальцах (см. Почки). Усиленное выведение аминокислот выявлено в условиях белкового голодания при раневом истощении, травматических повреждениях трубчатых костей, спинного и головного мозга, в тяжелых случаях ожога, при инфекционных заболеваниях, в стадии кахексии при злокачественных новообразованиях, при гипертиреозе, болезни Иценко-Кушинга, длительном лечении глюкокортикоидами и препаратами АКТГ. В этих случаях гипераминоацидурия отражает в основном относительную недостаточность процессов дезаминирования избыточно освобождающихся при распаде белка аминокислот. Не исключено, что при этих состояниях может иметь место и прямое угнетение процессов дезаминирования в отдельных тканях, особенно в печени.

Другая группа гипераминоацидурий объединяет различные по происхождению формы нарушения обмена аминокислот, при которых увеличение их выделения связано с нарушением реабсорбции в канальцевой системе почек.

Генерализованное нарушение реабсорбции аминокислот происходит при фильтрации их из крови не в свободном состоянии, а в комплексе с металлами. Показано, что аминокислоты крови легко образуют комплексы с медью, свинцом, кадмием, ураном и при этом выводятся из организма.

При болезни Вильсона - Коновалова или гепато-лентикулярной дегенерации (см. Гепато-церебральная дистрофия), для которой характерно нарушение обмена меди, наблюдается значительная экскреция аминокислот в комплексе с медью без одновременного увеличения концентрации аминоазота в крови.

Нарушение почечной реабсорбции аминокислот имеет место и при синдроме Фанкони (см. Цистиноз), называемом некоторыми авторами аминовым диабетом. Для этого заболевания характерно сочетание усиленного выведения аминокислот (количество аминоазота в моче увеличивается в 30-40 раз) с гиперфосфатурией и псевдорахитическими изменениями в костях. Наблюдается также почечная глюкозурия (см. Диабет почечный).

Избирательное нарушение реабсорбции известно в отношении цистина. Однако цистинурия (см.) обычно сопровождается общим нарушением обмена этой аминокислоты. Описана врожденная аномалия обмена цистина, проявляющаяся в резко выраженной цистинурии без повышения содержания цистина в крови. Выведение цистина с мочой достигает в этих случаях 400-800 мг в сутки, тогда как нормальная экскреция цистина не превышает 80 мг. Цистин сравнительно плохо растворим, и увеличение его экскреции сопровождается образованием цистиновых камней в мочевыводящих путях.

Более тяжелое нарушение обмена цистина известно под названием цистиноза (см.). Это заболевание сопровождается общей аминоацидурией, в том числе и цистинурией, отложением кристаллов цистина в элементах ретикулоэндотелиальной системы; при нем наблюдается ранний смертельный исход.

Угнетение превращения фенилаланина в тирозин относится к наследственным заболеваниям. В крови и моче значительно увеличивается количество фенилаланина и ряда промежуточных продуктов его обмена, в частности фенилпировиноградной и фенилуксусной кислот. Клинически это нарушение обмена проявляется значительным отставанием умственного развития - фенилпировиноградная олигофрения (см. Фенилкетонурия). Недостаточно полное превращение фенилпировиноградной и фенилуксусной кислот в фенилацетилглутамин - нормальный конечный продукт обмена той части фенилаланина, которая не подвергалась превращению в тирозин, - выявлено и при вирусном гепатите. Ограниченное образование фенилацетилглутамина в этих случаях обусловлено первичным ограничением образования глутамина в печени.

Нарушение окислительного превращения тирозина в конечные продукты его обмена (фумаровую и ацетоуксусную кислоты) может сопровождаться накоплением различных промежуточных продуктов. Так, нарушение первого этапа этого пути обмена (переаминирования с α-кетоглутаровой к-той) приводит к гипертирозинемии, тярозинурии и состоянию тирозиноза (см.). Этот механизм нарушения обмена выявлен при экспериментальной белковой недостаточности, поражении печени четыреххлористым углеродом и экспериментальном лейкозе у мышей. В клинике аналогичное нарушение обмена тирозина наблюдается у больных лейкозом и при коллагенозах. Другая форма нарушения обмена тирозина - алкаптонурия (см.), развивающаяся при задержке окислительного превращения тирозина на стадии гомогентизиновой кислоты (см.). Патология относится к врожденным аномалиям обмена.

Нарушение других направлений в обмене тирозина также связано с активацией или угнетением ферментов, катализирующих реакции его специфических превращений. Превращение тирозина через стадию ДОФА в пигменты (меланины), окрашивающие кожу и волосы, определяется активностью тирозиназы, представляющей собой специфический медьсодержащий белок. Активность тирозиназы регулируется меланофорным гормоном гипофиза, синтез которого сдерживается гормонами коры надпочечников. При гипофункции надпочечников могут возникать нарушения пигментного обмена (см.). Альбинизм (см.) представляет собой врожденную аномалию обмена тирозина, состоящую в выпадении синтеза фермента тирозиназы.

Основной путь обмена триптофана в организме заканчивается превращением его в никотиновую кислоту. Ряд промежуточных продуктов на этом пути обмена триптофана, а именно 3-оксикинуренин, ксантуреновая, 3-оксиантраниловая кислоты и их производные, обладают при повышенной концентрации патогенными свойствами.

Ксантуреновая кислота способствует распаду гликогена и гипергликемии. При длительном повышении ее концентрации в крови у экспериментальных животных наблюдаются дегенеративные изменения в бетаклетках поджелудочной железы. 3-Оксикинуренин и 3-оксиантраниловая кислоты могут проявлять также канцерогенное действие.

Накопление в крови промежуточных продуктов обмена триптофана происходит вследствие подавления активности ряда ферментов, функционирующих в комплексе с производными витаминов В6, B1, В2 и PP. Избыточное образование токсических метаболитов выявлено при хроническом гепатите, тяжелых формах сахарного диабета, остром лейкозе, хронических миело- и лимфолейкозе, лимфогранулематозе, ревматизме и склеродермии. Нарушение обмена триптофана может быть выявлено при помощи пробы с нагрузкой.

Увеличение концентрации креатинина в крови происходит при нарушении выделения его почками, а увеличенное пли уменьшенное выведение его с мочой, без одновременной ретенции в крови, отражает нарушение образования его из креатина при патологии обмена последнего в мышечной ткани. Увеличение экскреции креатинина наблюдается при гипофункции щитовидной железы. Уменьшение экскреции креатинина в сочетании с увеличенным выведением креатина имеет место при гипертиреозе, тяжелом течении сахарного диабета и особенно при миопатиях (миастения, миозит, миотония).

Количество азота мочевой кислоты - конечного продукта пуринового обмена (см.) - в составе остаточного азота крови колеблется от 0,1 до 3.0 мг%. Патологическое увеличение его концентрации наблюдается при массивном распаде клеточных структур (голодание, тяжелая мышечная работа, инфекции и так далее), когда усиление эритропоэза (см. Кроветворение) сопровождается освобождением ядер из ретикулоцитов. Выведение мочевой кислоты с мочой ограничивается ее интенсивной реабсорбцией. Увеличение концентрации мочевой кислоты в крови обусловливает возможность отложения ее в хрящах, суставных сумках, сухожилиях, фасциях, а иногда в почках, мышцах и коже.

Азотистый обмен в облученном организме

Характер изменений азотистого обмена в основном зависит от дозы облучения. При воздействии больших доз ионизирующей радиации в организме происходит процесс патологического распада белков органов и тканей, которые не восстанавливаются белками пищи, что проявляется в отрицательном азотистом балансе, особенно при облучении в летальных дозах.

В изменении азотистого обмена в облученном организме существенную роль играет пониженное всасывание аминокислот стенками тонкой кишки, а также повышенное выделение азота с мочой в ближайшие дни после лучевого поражения. Так, например, при тотальном воздействии гамма-излучением и нейтронами выделение аминокислот с мочой у людей увеличивается в 10 раз по сравнению с нормой. При облучении в больших дозах экспериментальных животных отмечалось увеличение содержания мочевины в моче, тирозина в крови, выведение аминокислот с мочой, креатинурия (см.), что указывает на усиление тканевого распада. Увеличение распада белков может быть также результатом повышения активности протеолитических ферментов. В свою очередь повышение активности протеолитических ферментов связывают с непосредственным поражением внутриклеточных мембран.

Изменения азотистого обмена при облучении зависят от следующих основных причин: непосредственное воздействие радиации на молекулы белка в клетке и изменение его физико-химических свойств; изменение биохимических механизмов синтеза белка; интенсификация протеолитических ферментов в клетке; опосредованное влияние радиации на деятельность желез внутренней секреции и так далее

В пожилом возрасте существенно снижается функциональная способность пищеварительного тракта (ослабляется синтез и секреция соляной к-ты, протеолитических ферментов), замедляется всасывание свободных аминокислот в кишечнике; снижается способность ассимиляции пищевых веществ на тканевом и клеточном уровнях, что связано в первую очередь с дизадаптацией ферментных систем организма; нарушаются процессы биосинтеза белков, нуклеиновых кислот и так далее.

По мере старения организма снижается его способность ассимилировать белки, увеличиваются эндогенные потери белковых компонентов пищи, что характеризуется появлением отрицательного азотистого баланса.

Причины снижения интенсивности синтеза белка в старости до сих пор остаются неясными. Большинство исследователей считает, что при старении первичные изменения возникают в регуляторных генах, приводя в одних случаях к нарастающему подавлению транскрипции отдельных оперонов (см.), а в других - к временному усилению биосинтеза некоторых белков. При этом неравномерно изменяется биосинтез различных белков, сокращается возможный диапазон активации биосинтеза, быстрее нарастает снижение потенциальных возможностей биосинтетических систем в условиях напряженной деятельности. В последующем наступают изменения и в структурных генах, что приводит к определенным качественным сдвигам в синтезируемых белковых молекулах, в частности к изменениям в аллостерическом регулировании активности ферментов.

Характерным примером изменения азотистого обмена при старении является нарушение пуринового обмена, когда в крови и тканях накапливается большое количество уратов, которые отлагаются затем в суставах и хрящах (см. Подагра). Однако так наз. отложения солей связаны не только с нарушениями пуринового и минерального обмена.

Имеются убедительные доказательства, что причины отложения солей в суставах и хрящах заключаются не только в увеличении концентрации уратов и кальция, а прежде всего в изменении свойств структурных белков соединительной ткани, в частности коллагена. Качественные изменения белков проявляются главным образом в нарушении третичной и четвертичной структуры молекулы белка (см.). При этом отмечено повышение прочности белковой структуры, обусловленное появлением дополнительных, перекрестных связей между отдельными компонентами. В процессе старения меняются физико-химических свойства белков, в частности снижается лабильность, дисперсность, гидрофильность и электрический заряд их молекул. Гипотеза отечественных авторов (А. А. Богомолец, А. В. Нагорный, В. Н. Никитин) о важности для процессов старения изменения физико-химических свойств белков, например, белков соединительной ткани, их огрубения и понижения функциональной активности, находит все большее признание в мировой литературе.

Многочисленные экспериментальные и клинические наблюдения особенностей разбалансирования процессов азотистого обмена при старении послужили основанием для разработки специальных рационов. В основе рекомендаций для составления таких рационов, направленных на нормализацию нарушений азотистого обмена у лиц пожилого и старческого возраста, лежат: принцип энергетической сбалансированности пищевого рациона с энерготратами организма; обеспечение в рационах сравнительно высоких количеств белка (1,2-1,3 г на 1 кг веса) с высоким содержанием полноценных животных белков (главным образом белков молока); ограничение в рационах продуктов высокой концентрации пуриновых оснований (см.); обеспечение в рационах достаточного содержания витаминов и микроэлементов, в частности аскорбиновой к-ты, ниацина, тиамина, рибофлавина, кобаламина и другое, что необходимо для обновления изнашивающихся в процессе жизнедеятельности ферментных систем.

Особенности азотистого обмена у детей

Интенсивность процессов азотистого обмена на протяжении роста ребенка подвергается изменениям, особенно ярко выраженным у новорожденных и детей раннего возраста. В течение первых трех дней жизни баланс азота является отрицательным, что объясняется недостаточным поступлением белка с малым количеством пищи. В этот период обнаруживается транзиторное повышение остаточного азота в крови до 55-60 мг% . Количество выделяемого почками азота нарастает в течение первых 3 дней, после чего падает и начинает вновь увеличиваться со второй недели жизни параллельно возрастающему количеству пищи.

Общая особенность азотистого обмена у детей - положительный баланс азота, что является необходимым условием роста. Азот пищи в максимальной степени используется растущим организмом для пластических целей. Так, например, на ранних этапах развития детского организма ферментные системы, обеспечивающие синтез нуклеиновых кислот, отличаются наивысшей активностью, в то же время активность ферментов, катализирующих их распад, снижена.

Наиболее высокая усвояемость азота в организме наблюдается у детей первых месяцев жизни. Баланс азота заметно снижается в период 3-6 месяцев жизни, хотя и остается положительным.

Во втором полугодии жизни баланс азота стабилизируется. По данным В. Ф. Ведрашко (1958), у детей 2-3 лет, получающих 4-4,2 г/кг белка, баланс азота составляет 2,3 г, ретенция (т. е. задержка) - 30% при соотношении животных и растительных белков 4:1. У детей 4-6 лет удовлетворительный баланс и ретенция азота достигаются при получении 3,5 г/кг белка: баланс 2,7 г, ретенция - 25% (В. Ф. Ведрашко и Э. И. Аршавская, 1965). У детей 7-8 лет азотистое равновесие достигается при введении 2,5 г/кг белка: баланс 2,8-3 г, ретенция - в пределах 21% . По данным Ин-та питания АМН СССР, у детей 11-13 лет при введении 2 г/кг белка азотистый баланс составляет 1,8 г, ретенция - 13,8%.

Показатели ретенции и баланса азота подвержены значительным индивидуальным колебаниям, зависят от количества белка пищи, его соотношения с другими пищевыми ингредиентами. Установлены также сезонные колебания этих показателей: они выше в весеннее и летнее время и ниже зимой.

Потребность в незаменимых аминокислотах у детей выше, чем у взрослых, при этом для детского организма к незаменимым аминокислотам относят и гистидин. Средние величины потребности в незаменимых аминокислотах, по данным ФАО ВОЗ(1963), представлены в таблице 3.

Таблица 3. Потребности в незаменимых аминокислотах у детей

Клетки растущих тканей отличаются высокой концентрацией аминокислот, что свидетельствует о высокой активности механизмов, обеспечивающих транспорт аминокислот через клеточные мембраны. Активный мембранный транспорт аминокислот имеет место в плаценте. Дент (С. Е. Dent, 1948) говорит в связи с этим о «плацентарном аминокислотном насосе», обеспечивающем движение аминокислот от матери к плоду (см. Плацента). Показано, что этот процесс отличается строгой стереоспецифичностью, то есть левовращающие (L-аминокислоты) проходят плацентарный барьер с более высокой скоростью, чем правовращающие (D-аминокислоты). Функция плаценты позволяет объяснить более высокое содержание аминокислот в пуповинной крови по сравнению с кровью детей более старшего возраста и взрослых (табл. 4).

Таблица 4. Содержание свободных аминокислот в крови (в мг%) (по Шрейеру, 1965)

Аминокислота	В пуповинной крови	В крови детей	В крови взрослых
Аланин	4,8	3,9	3,8
Аргинин	3,3	2,2	2,1
Глицин	3,4	2,6	2,8
Гистидин	3,4	1,8	1,7
Изолейцин	2,3	1,7	1,6
Лейцин	2,5	2,3	2,0
Лизин	8,1	2,4	2,8
Метионин	0,5	0,3	0,35
Фенилаланин	2,3	1,6	1,6
Треонин	2,8	2,3	2,0
Триптофан	1,7	0,8	1,1
Тирозин	2,3	1,6	1,4
Валин	4,9	3,2	3,0

Существенное влияние на рост ребенка оказывают дефекты питания, вследствие которых ребенок получает избытки отдельных аминокислот, что служит причиной задержки физического развития, гипераминоацидурии, интоксикации.

У детей раннего возраста повышена экскреция аминокислот с мочой - так называемая физиологическая гипераминоацидурия. На первой неделе жизни азот аминокислот составляет 3-4% от общего азота мочи (по некоторым данным, до 10%) и лишь к концу первого года жизни снижается до 1 %. В этот период выведение аминокислот в расчете на 1 кг веса достигает величин выведения их у взрослого человека, экскреция аминоазота, достигающая у новорожденных 10 мг/кг, на втором году жизни редко превышает 2 мг/кг. В моче новорожденных повышено по сравнению со взрослыми содержание таурина, треонина, серина, глицина, аланина, цистина, лейцина, тирозина, фенилаланина и лизина. В первые месяцы жизни в моче обнаруживается также этаноламин и гомоцитруллин. В моче детей первого года жизни преобладают аминокислоты пролин и гидроксипролин. Причиной физиологической гипераминоацидурии является функциональная незрелость почек, проявляющаяся в недостаточной реабсорбции аминокислот из клубочкового фильтрата (гипераминоацидурия ренального типа). Доказательством этого служит более высокий клиренс аминокислот. У недоношенных, кроме того, имеет место гипераминоацидурия перегрузочного типа, так как содержание свободных аминокислот в плазме крови выше, чем у доношенных.

В процессе роста ребенка меняются количественные и качественные характеристики азотистого обмена

Еще Вирхов (R. Virchow, 1856) обратил внимание на то, что моча плода содержит избытки мочевой кислоты и лишь следы мочевины. Отложение кристаллов мочевой кислоты в почечной ткани он назвал мочекислым инфарктом новорожденных. Исследования важнейших азотистых компонентов мочи у детей показали, что соотношение мочевой кислоты, мочевины и аммиака в процессе роста существенно изменяется. Так, первые 3 месяца жизни характеризуются наименьшим содержанием в моче мочевины и наибольшей экскрецией мочевой кислоты. В возрасте от 3 до 6 месяцев в моче нарастает количество мочевины и снижается содержание мочевой кислоты. Выведение мочевой кислоты на протяжении первого - второго года жизни в расчете на 1 кг веса превышает таковое у взрослых, содержание аммиака в моче в первые дни жизни невелико, но затем резко возрастает и держится на высоком уровне на протяжении всего первого года жизни. Н. Ф. Толкачевская (1960) связывает эти особенности азотистого обмена с преобладанием у плода и новорожденного урикотелического пути обмена аммиака (нейтрализация аммиака обеспечивается главным образом за счет усиленного образования мочевой кислоты). Это филогенетически более древний путь, который на первом году жизни постепенно и почти полностью вытесняется уреотелическим - синтезом мочевины в цикле Кребса-Гензелейта.

Важной особенностью азотистого обмена у детей является физиологическая креатинурия (см.). Креатин обнаруживается в амниотической жидкости и в моче, начиная с периода новорожденности и до периода полового созревания. Суточная экскреция креатинина с возрастом увеличивается, в то же время по мере нарастания массы тела азот креатинина в процентном отношении к общему азоту мочи снижается. Количество выведенного с мочой креатинина в расчете на 1 кг веса у детей колеблется в пределах 5,5-10 мг. Величины суточного выведения креатинина, процентного отношения к общему азоту мочи, полученные у разных детей одного возраста, близки между собой.

Библиография: Белозерский А. Н. Молекулярная биология - новая ступень познания природы, М., 1970; Браунштейн А. Е. Биохимия аминокислотного обмена, М., 1949, библиогр.; Збарский Б. И., Иванов И. И. и Мардашев С. Р. Биологическая химия, Л., 1972; Иванов И. И. и др. Введение в клиническую биохимию, Л., 1969, библиогр.; Химия и биохимия нуклеиновых кислот, под ред. И. Б. Збарского и С. С. Дебова, Л., 1968; Lehninger A. L. Biochemistry, N. Y., 1970.

Радиоизотопное исследование азотистого обмена - Белки, под ред. Г. Нейрата и К. Бэйли, пер. с англ., т. 3, ч. 2, с. 594, М., 1950, библиогр.; Хаггис Д ж. и др. Введение в молекулярную биологию, пер. с англ., с. 341, М., 1967.

Патология азотистого обмена . - Ангелов А. М. и др. Влияние тироксина на активность некоторых ферментов обмена углеводов и аминокислот в печени морских свинок, Вопр. мед. хим., т. 17, в. 2, с. 165, 1971, библиогр.; Бадалян Л. О., Таболин В. А. и Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни у детей, с. 44, М., 1971; Капланский С. Я. Вопросы патологии обмена белков и аминокислот, в кн.: Хим. основы процессов жизнедеятельности, под ред. В. Н. Ореховича, с. 253, М., 1962, библиогр.; он же, Патологическая физиология белкового обмена, Многотомн. руководство по пат. физиол., под ред. Н. Н. Сиротинина, т. 2, с. 455, М., 1966, библиогр.; Кремер Ю. Н. Биохимия белкового питания, Рига, 1965, библиогр.; Лаптева Н. Н. Патофизиология белкового обмена, М., 1970, библиогр.; Майстер А. Биохимия аминокислот, пер. с англ., с. 463, М., 1961; Мардашев С. Р. и д р. Опыт и перспективы лечения L-глютамином больных тяжелым эпидемическим гепатитом (болезнь Боткина), в кн.: Усп. гепатол., под ред. Е. М. Тареева и А. Ф. Блюгера, с. 401, Рига, 1971; Репин И. С. Азотистый обмен при лихорадочных состояниях, Л., 1961, библиогр.; Xорст А. Молекулярная патология, пер. с польск., с. 196, М., 1967, библиогр.

Азотистого обмена в облученном организме - Бак З. и Александер П. Основы радиобиологии, пер. с англ., М., 1963, библиогр.; Ранние радиационно-биохимические реакции, под ред. Е. Ф. Романцева, М., 1966, библиогр.; Штреффер К. Радиационная биохимия, пер. с нем., М., 1972.

Изменение азотистого обмена в процессе старения - Ведущие проблемы советской геронтологии, под ред. Д. Ф. Чеботарева и др., Киев, 1972; Ведущие проблемы возрастной физиологии и биохимии, под ред. В. Н. Никитина, М., 1966, библиогр.; Парина Е. В. Возраст и обмен белков, Харьков, 1967, библиогр.; Фролькис В. В. Регулирование, приспособление и старение, Л., 1970, библиогр.; Gsеll D. Protein and nitrogen metabolism in the old age, Proc. 4-th int. congr. dietetics, p. 88, Stockholm, 1965; Verz#225;r F. Aging of the collagen fiber, Int. Rev. Connect. Tissue Res., v. 2, p. 243, 1964.

Азотистый обмен у детей - Питание здорового И больного ребенка, под ред. М. И. Олевского и Ю. К. Полтевой, с. 59, 212, М., 1965; Толкачевская Н. Ф. Развитие процессов обмена у детей первого года жизни, М., 1960, библиогр.; Тур А. Ф. Физиология и патология новорожденных детей, Л., 1967; Schreier K. Eiweiβstoffwechsel, Handb. d. Kinderheilk., hrsg. v. H. Opitz u. P. Schmid, S. 57, B. u. a., 1965, Bibliogr.; Sсhreiеr К. u. a. Über die Clearance-Rate einiger Aminosäuren bei Säuglingen und Frühgeborenen, Z. Kinderheilk., Bd 79, S. 165, 1957, Bibliogr.; SereniF. a. Principi N. The development of enzyme systems, Pediat. Clin. N. Amer., v. 12, p. 515, 1965, bibliogr.

С. Е. Северин, Н. Н. Лаптева; Ю. Е. Вельтищев (пед.), Г. И. Козинец (рад.), Е. Ф. Романцев (рад. био.), В. А. Тутельян (гер.).

Тесты

1. Наибольшее количество аммиака выводится из организма в составе азотистого компонента мочи:

Креатинина. Аммонийных солей. Индикана. Мочевины. Мочевой кислоты. Уробилиногена.

2. В обмене аминокислот метионина и серина, как источников одноуглеродных радикалов в биосинтетических процессах, активное участие в качестве коферментов принимают витамины:

Витамин С. Витамин D. Витамин В 12 . Витамин К. Тиамин. Фолиевая кислота. Витамин РР. Рибофлавин.

3. К кетогенным аминокислотам относятся:

Серин. Валин. Лейцин. Метионин. Изолейцин . Гистидин. Лизин.Тирозин.

4. Вследствие нарушения обмена аминокислот развиваются заболевания:

Фруктоземия. Подагра. Алкаптонурия. Микседема. Альбинизм.Фенилкетонурия. Рахит.

5. К фенилпировиноградной олигофрении (фенилкетонурии) приводит нарушение обмена аминокислотЫ:

Тирозин. Лизин. Фенилаланин. Гистидин. Аргинин.

6. Причиной развития алкаптонурии является нарушение обмена аминокислоты:

Цистеина. Триптофана. Тирозина. Метионина. Гистидина. Аргинина.

7. Понятие «гликогенные аминокислоты» означает:

Снижают почечный порог для глюкозы и вызывают глюкозурию. Нарушают способность клеток усваивать глюкозу. Способны трансформироваться в глюкозу и гликоген. В энергетическом отношении могут заменять глюкозу. Способны подавлять процесс глюконеогенеза.

8. Аммиак обезвреживается в печени включаясь В синтез мочевины в печени принимают непосредственное участие вещества:

Углекислый газ. Лизин. Орнитин.АТФ. Глютаминовая кислота. Аспартат.Аммиак. Щавелевоуксусная кислота.

9. В обезвреживании токсичного аммиака могут участвовать:

Ацетоуксусная кислота. Белки. Моносахариды. Глютаминовая кислота.Альфа -кетоглутаровая кислота. Молочная кислота.

10. Чёрный цвет мочи наблюдается при заболевании:

Подагра. Фенилкетонурия. Алкаптонурия . Желтуха

11. При алкаптонурии дефектен фермент:

Фенилаланинмонооксигеназа. Диоксигеназа (оксидаза) гомогентизиновой кислоты. Гидролаза фумарилацетоуксусной кислоты

12. Какой фермент дефектен при фенилкетонурии?

Фенилаланинмонооксигеназа . Тирозиназа. Гидролаза фумариацетоуксусной кислоты

13. При альбинизме в обмене тирозина нарушено:

Окисление и декарбоксилирование . Трансаминирование

14. При тирозинозах дефектны ферменты:

Гидролаза фумарилацетоуксусной кислоты. Тирозиновая трансаминаза

15. Минимальная доля полноценных белков в рационе ребенка от их общего потребления должна составлять:

50%. 75%. 20%

Ситуационные задачи

1. Молодая мама сообщила врачу о потемнении пелёнок во время их высушивания. О каком наследственном заболевании можно думать? Каковы диетические рекомендации педитра?

2. 27. Спустя 36 часов после рождения у мальчика выявлено нарушение сознания, дыхания. Роды естественные, в срок. Родители - двоюродные брат и сестра. В сыворотке крови выявлено содержание аммиака выше 1000мкМ/л (норма 20-80), содержание мочевины 2,5 мМоль/л (норма 2,5-4,5). В моче повышено содержание оротовой кислоты. Через 72 часа ребёнок погиб.

В пользу каких врожденных дефектов обмена свидетельствуют лабораторные данные?

3. У ребёнка 5-ти лет после перенесенного инфекционного гепатита содержание мочевины в крови составило 1,9 мМ/л. О чем свидетельствует данный анализ? Каковы рекомендации врача - педиатра?

4. У новорожденного в первые дни после рождения наблюдается рвота, судороги, в крови выявлено резкое повышение содержания аминокислоты орнитина, а концентрация мочевины очень низкая. Какое заболевание у ребёнка? Какие рекомендации могут быть использованы

5. У больного сахарным диабетом отмечалось высокое содержание мочевины в крови. Однако в период ухудшения общего состояния концентрация ее в крови почему-то снизилась. Объясните причины колебания уровня мочевины в крови.

7. У ребёнка 1,5 месяцев наблюдается вялость, заторможенность. При обследовании выявлено содержание фенилаланина в крови 35 мг/дл (норма 1,4-1,9 мг/дл), содержание фенилпирувата в моче 150 мг/сутки (норма 5-8 мг/сутки). Сделайте вывод о заболевании, его причине. Какие диетические рекомендации обязательны в данном случае?

8. Проведено успешное лечение больного 22 лет с аргининсукцинатурией назначением кетоаналогов аминокислот фенилаланина, валина, лейуина на фоне малобелковой диеты. Концентрация аммиака в плазме при этом снизилась с 90 до 30 мкмоль/л, а выведение аргининсукцината значительно снизилось. Объясните механизм лечебного действия кетоаналогов аминокислот.

9. При наследственном заболевании семейная гипераммониемия наблюдается стойкое повышение содержание аммиака в крови и полное отсутствие цитруллина. Основные клинические проявления связаны с поражением ЦНС. Какая реакция блокирована при данном заболевании? Как изменится суточное выведение мочевины?

10. В моче больного обнаружено значительное количество гомогентизиновой кислоты. Какой наследственный ферментативный дефект можно предположить? Напишите реакцию, заблокированную у данного пациента. Каковы диетические рекомендации для данного пациента?

Каковы нарушения переваривания белков в желудочно-кишечном тракте? Какие дополнительные анализы необходимы?

11. Количество белка в питании детей в возрасте 3-х и 13-ти лет рекомендовано врачом из расчёта 2,3 г/кг массы тела.

12. В детскую клинику поступил ребёнок, которому необходимо провести анализ желудочного сока. Введение же зонда затруднено. Как провести исследование секреторной функции желудка?

23. Врач-педиатр назначил ребёнку с заболеванием желудка пепсин. Какой препарат необходим дополнительно? Почему?

13. С пищей в организм подростка поступает 80 г белка в сутки. С мочой за это время выделилось 16 г азота. Каков азотистый баланс у ребенка? О чём он свидетельствует?

14. С мочой физически крепкого школьника-старшеклассника выводится

15 г азота. Нужно ли менять содержание белка в его рационе?

15. Ребёнок поступил в хирургическое отделение с болями в животе. При лабораторном обследовании выявлено резкое повышение индикана в моче. Какова возможная причина этого нарушения?

16. Мать ребенка, страдающего пониженной кислотностью желудочного сока, вместо назначенной ему соляной кислоты стала использовать раствор лимонной кислоты.

Возможна ли такая замена? Объясните допустимость или недопустимость данной замены.

Вопросы для итогового занятия по теме «Обмен белков и амнокислот»

1. Особенности обмена белков и аминокислот. Азотистое равновесие. Коэффициент изнашивания организма. Белковый минимум. Критерии пищевой ценности белков. Белковая диета детей раннего возраста. Квашиоркор.

2. Переваривание белков. Протеиназы желудочно-кишечного тракта и их проферменты. Субстратная специфичность протеиназ. Эндо- и экзопептидазы. Всасывание аминокислот. Возрастная характеристика процессов перевааривания и всасывания белков.

3. Гниение белков в толстом кишечнике. Продукты гниения и механизмы их обезвреживания в печени. Особенности протекания гнилостных процессов в толстом кишечнике грудных детей.

4. Динамическое состояние белков в организме. Катепсины. Аутолиз тканей и роль в этом процессе повреждения лизосом. Источники и основные пути расходования аминокислот. Окислительное дезаминирование аминокислот. Аминокислотоксидазы, глютаматдегидрогеназа. Другие виды дезаминирования аминокислот.

5. Трансаминирование. Аминотрансферазы и их коферменты. Биологическое значение реакций трансаминирования. Особая роль в этом процессе a -кетоглютарата. Непрямое дезаминирование аминокислот. Клиническое значение определения активности трансаминаз в сыворотке крови.

6. Декарбоксилирование аминокислот и их производных. Важнейшие биогенные амины и их биологическая роль. Распад биогенных аминов в тканях.

7. Конечные продукты азотистого обмена: соли аммония и мочевина. Основные источники аммиака в организме. Обезвреживание аммиака. Биосинтез мочевины (орнитиновый цикл). Связь орнитинового цикла с циклом Кребса. Происхождение атомов азота мочевины. Суточная экскреция мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия. Возрастная характеристика выведения азота конечных продуктов из организма ребенка в возрасте до 1 года.

8. Обезвреживание аммиака в тканях: восстановительное аминирование a -кетокислот, амидирование белков, синтез глютамина. Особая роль глютамина в организме. Глютаминаза почек. Адаптивное изменение активности глютаминазы почек при ацидозе.

9. Особенности обмена фенилаланина и тирозина. Использование тирозина для синтеза катехоламинов, тироксина и меланинов. Распад тирозина до фумаровой и ацетоуксусной кислот. Наследственные нарушения обмена фенилаланина и тирозина: фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм.

10. Особенности обмена серина, глицина, цистеина, метионина. Значение тетрагидрофолиевой кислоты и витамина В 12 в метаболизме одноуглеродных радикалов. Недостаточность фолиевой кислоты и витамина В 12 . Механизм бактериостатического действия сульфаниламидных препаратов.

11. Взаимосвязь обмена аминокислот с обменом углеводов и жиров. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Биосинтез аминокислот из углеводов.

СТРУКТУРА И ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

1. В состав РНК входят азотистые основания:

Аденин. Гуанин. Урацил. Тимин. Цитозин.

2. Отдельные нуклеотиды в полинуклеотидной цепи соединены связями:

Пептидными. Фосфодиэфирными. Дисульфидными. Водородными.

3. В переваривании нуклеиновых кислот - составных частей нуклеопротеидов пищи участвуют ферменты:

Пепсин. Рибонуклеаза. Трипсин. Фосфолипазы. Дезоксирибонуклеаза. Амилаза. Нуклеотидазы. Фосфатазы.

4. Наименьшей молекулярной массой обладают нуклеиновые кислоты:

ДНК. рРНК. тРНК. иРНК.

5. Конечным продуктом распада пуриновых азотистых оснований в организме человека является:

6. Величина суточной экскреции с мочой мочевой кислоты у взрослого здорового человека составляет:

0,01-0,05 г. 0,06-0,15 г. 0,35-1,5 г. 2,5-5,0 г.

7. Конечным продуктом распада в организме человека пиримидиновых азотистых оснований является:

Мочевина. Мочевая кислота. Аммонийные соли. Креатинин.

8. При нарушении обмена пуриновых азотистых оснований? Могут возникать патологические состояния:

Подагра. Базедова болезнь. Мочекаменная болезнь. Болезнь Леш-Нихана. Гипераммониемия.

9. Строительным материалом при матричном синтезе нуклеиновых кислот являются вещества:

Нуклеозидмонофосфаты. Нуклеозиддифосфаты. Нуклеозидтрифосфаты. Циклические нуклеотиды.

1. Процесс биосинтеза РНК называется:

11. Биосинтез белка, осуществляющийся с участием полисом и тРНК, называется:

Транскрипция. Трансляция. Репликация. Репарация. Рекомбинация.

12. Основной путь воспроизводства генетической информации называется:

Транскрипция. Трансляция. Репликация. Репарация. Рекомбинация.

13 Превращение про-РНК в "зрелые" формы называется:

Рекомбинация. Процессинг. Репликация. Трансляция. Терминация.

14. Процессинг и -РНК, т.е. ее созревание сводится:

Удалению интронов. Удалению экзонов. Специфической модификации (метилированию, дезаминированию и др.).

15 "Нонсенс - кодоны" (бессмысленные кодоны) в структуре и-РНК являются сигналом:

Сигнал к запуску синтеза белка. Мутантно измененный кодон. Сигнал к терминации синтеза белка. Сигнал для присоединения к синтезированному белку простетических групп.

16. Под термином "вырожденность" генетического кода понимают:

Способность аминокислоты кодироваться более чем одним кодоном. Способность кодона кодировать несколько аминокислот. Содержание в кодоне четырех нуклеотидов. Содержание в кодоне двух нуклеотидов.

17. К правилам Чаргаффа, характеризующим особенности биспиральной структуры ДНК, относятся:

А = Т. Г = Ц. А = Ц. Г = Т. А + Г = Ц + Т. А + Т = Г + Ц.

17. Для синтеза пиримидиновые основания de novo используются вещества:

Углекислый газ. Глютамат. Глютамин. Аспартат. Аланин.

19. Для формирования пуринового цикла в ходе синтеза пуриновых нуклеотидов используются вещества:

Углекислый газ. Аспартат. Аланин. Гликокол. Глютамин. Производные тетрагидрофолата.

20. Специфичность взаимодействия аминокислот с т-РНК обусловлена:

Составом антикодона. Особенностью структурной организации тРНК. Специфичностью аминоацил-тРНК-синтетаз. Строением аминокислоты.

21. Для синтеза пиримидиновых нуклеотидов используются:

СО 2 . Г лютамин. Аспартат. Аланин

22.Предшественником синтеза пуриновых нуклеотидов являются:

Инозиновая кислота. Оротовая кислота. Мочевая кислота

23 Оротатацидурия развивается при «блоке» фермента:

Карбамоиласпартаттрансфераза. Оротатфосфорибозилтрансфераза

Ксантиноксидаза.

24. Первым этапом синтеза пиримидинового кольца является:

Карбамоилфосфат. Рибозо-5-фосфат. Оротовая кислота. Аспартат

25. Нуклеотидом - предшественником в синтезе пиримидиновых нуклеотидов является:

Инозинмонофосфат. Оротатмонофосфат. Ксантиловая кислота. Оротовая кислота

26. Ключевыми ферментами в синтезе пиримидиновых нуклеотидов являются:

27. Ключевыми ферментами в синтезе в синтезе пуриновых нуклеотидов являются:

Карбамоилфосфасинтетаза. Карбамоиласпартаттрансфераза. Фосфорибозиламидотрансфераза

28. При иммунодефицитах снижена активность ферментов:

Аденозиндезаминаза. Ксантиноксидаза. Пуриннуклеозидфосфорилаза

29. При синдроме Леш-Нихана снижена активность фермента:

Ксантиноксидаза. Аденинфосфорибозилтрансфераза. Гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза

30. При оротатацидурии снижена активность фермента:

Оротатфосфорибозилтрансфераза. Дигидрооротатдегидрогеназа. Карбамоиласпартаттрансфераза

31.Процесс превращения про-РНК в зрелые формы называется:

Рекомбинация. Процессинг. Трансляция. Терминация. Репликация

32 .При сплайсинге происходит:

Вырезание копий интронов. Вырезание копий экзонов. Соединение информативных участков РНК

33. Для транскрипции необходимы:

ДНК. Праймер. РНК-полимераза. Белковые факторы. Нуклеотидтрифосфаты. Топоизомераза

34. В синтезе РНК участвуют ферменты:

РНК-полимеразы. ДНК-полимеразы. Топоизомеразы. Праймазы

35. «Экзонами» про-РНК называются:

Некодирующие участки. Вспомогательные белки. Терминальный сайт. Кодирующие участки. Стартовый сайт

36. В репарации ДНК участвуют ферменты:

ДНК-лигазы. ДНК -полимеразы.) ДНК-рестриктазы. Праймазы

37. Для репликации необходимы:

ДНК. Праймер. И-РНК. Белковые факторы. Нуклеотидтрифосфаты.

Т опоизомераза

38. В синтезе ДНК участвуют ферменты:

РНК-полимеразы. ДНК-полимеразы. Пептидилтрансферазы. тТопоизомеразы. Праймазы

39. В регуляции синтеза белков участвуют:

Ген-регулятор. Экзон. Ген-оператор. Репрессор. Интрон. Структурный ген

40. При посттрансляционной модификации белков возможны:

Частичный протеолиз. Гликозилирование. Модификация аминокислот. Присоединение простетической группы

41. Процесс перемещения иРНК по рибосоме называется:

Транслокация. Трансляция. Терминация

42. В образовании пептидной связи при биосинтезе белков участвует фермент:

Пептидилтрансфераза. Топоизомераза. Хеликаза

43.Сигналом начала и конца синтеза полипептидной цепи служит:

Определённые кодоны иРНК. Определённые ферменты. Определённые аминокислоты

44. Суточная экскреция мочевины у взрослого человека составляет:

1,0-2,0 г. 20,-30,0 г. 2,0-8,0 г. 35,0-50,0 г. 8,0-20,0 г

0.1-0.3 мМ/л. 0,17-0,41 мМ/л. 0.05-0,1 мМ/л

46. Доля азота мочевой кислоты в моче у детей составляет:

1-3%. 3-8,5 %. 0,5-1,0 %.

47. Доля азота мочевины в моче у новорожденных детей составляет:

30% . 75% . 50%.

Ситуационные задачи

1.Больной жалуется на боли в суставах. Содержание мочевой кислоты в крови составляет 0,26 ммоль/л. Количество сиаловых кислот – 4,5 ммоль/л

(норма 2,0-2,6 ммоль/л). Какое заболевание можно исключить?

2. У ребёнка обнаружен генетический дефект фермента гипоксантин-гуанинфосфорибозил трансферазы. К каким последствиям это может привести?

3.Больной жалуется на боли в суставах. Содержание мочевой кислоты в крови составляет 0,56 ммоль/л. Количество сиаловых кислот – 2,5 ммоль/л (норма 2,0-2,6 ммоль/л). Какое заболевание наиболее вероятно? Какая диета показана?

4. В результате мутации гена изменён порядок чередования нуклеотидов в кодоне. К чему это может привести?

5.У ребёнка, страдающего гиповитаминозом, снижен обмен нуклеиновых кислот. Объясните причины нарушений. Какие витамины показаны в первую очередь?

6. При сахарном диабете существенно падает скорость синтеза нуклеиновых кислот. Опишите возможные причины этого нарушения.

7. В результате мутации гена изменен порядок чередования нуклеотидов в кодоне. К чему это может привести?

8. Опухолевые клетки характеризуются ускоренным клеточным делением и ростом. Как можно этому восприпятствовать, влияя на синтез азотистых оснований?

Вопросы для итогового занятия по теме «Обмен нуклеопротеидов»

1. Нуклеиновые кислоты как полимерные соединения. Состав и строение нуклеотидов, их функции в организме. Биологическое значение нуклеиновых кислот. Уровни структурной организации. Видовая специфичность первичной структуры.

2. Основные виды нуклеиновых кислот в тканях. Их общая характеристика. Особенности химического состава, структуры и свойств молекул ДНК. Комплементарность азотистых оснований. Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация ДНК«ДНК и ДНК«РНК.

3. Распад в тканях пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов. Конечные продукты распада. Особенности выведения мочевой кислоты из организма. Гиперурикемия. Подагра.

4. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов. Аллостерические механизмы регуляции.

5. Биосинтез пуриновых нуклеотидов. Происхождение частей пуринового ядра. Начальные стадии биосинтеза. Инозиновая кислота как предшественник адениловой и гуаниловой кислот. Аллостерические механизмы регуляции биосинтеза.

6. Биосинтез ДНК. Репликиция и репарация повреждений. Ферменты биосинтеза ДНК. Матрица. Соответствие первичной структуры продукта реакции первичной структуре матрицы. Затравка (праймер). Матричная роль РНК. Ревертаза.

7. Биосинтез РНК. РНК-полимеразы. Транскрипция как передача информации от ДНК к РНК. Образование первичного транскрипта, его созревание (процессинг).

8. Биосинтез белков. Матричная (информационная) РНК. Основной постулат молекулярной биологии: ДНК®иРНК®белок. Соответствие нуклеотидной последовательности гена аминокислотной последовательности белка (коллинеарность). Проблема перевода (трансляция) четырёхзначной нуклеотидной записи информации в двадцатизначную аминокислотную запись. Характеристика нуклеотидного кода.

9. Транспортные РНК (тРНК), особенности структуры и функций. Изоакцепторные формы тРНК. Биосинтез аминоацил-тРНК. Значение высокой субстратной специфичности аминоацил-тРНК-синтетаз.

10. Биологические системы биосинтеза белков. Строение рибосом. Последовательность событий при биосинтезе полипептидной цепи. Инициация, элонгация, терминация. Регуляция биосинтеза белков. Ингибиторы матричного биосинтеза: лекарственные препараты, вирусные и бактериальные токсины. Посттрансляционное изменение полипептидной цепи.