Раздел 6. Обмен белков и аминокислот

 

К азотистым соединениям относятся белки, пептиды, аминокислоты и их производные, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды и их производные, а также азотистые производные сахаров. Основная часть связанного азота приходится на белки, поэтому азотистый обмен часто отождествляют с белковым. Хотя аминокислоты, образующиеся при распаде белков, могут быть повторно использованы для биосинтеза белка (в среднем 5 раз), для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянное поступление аминокислот в составе пищи.

Способность клеток осуществлять эти биохимические процессы зависит от наличия в них сбалансированного пула аминокислот. Клетки не имеют запасных форм аминокислот, они не могут осуществлять синтез белковых молекул, если отсутствует хотя бы одна из входящих в их состав аминокислот. Каждая из аминокислот, входящая в состав белков, вносит свой вклад в синтез углеводов путем глюконеогенеза или в образование важных биологически активных соединений – пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, порфиринов, гормонов, медиаторов.

Определение промежуточных продуктов азотистого обмена в крови и моче дает ценную информацию о функции печени, состоянии азотистого обмена в различных органах, помогает выявить врожденные нарушения обмена веществ.

Цель изучения раздела: уметь применять знания о путях метаболизма аминокислот

Студент должен:

Усвоить:

- общие и индивидуальные пути превращения важнейших аминокислот;

– механизмы обезвреживания аммиака;

– взаимосвязь обмена аминокислот, глюкозы и жирных кислот;

 

Рекомендуемые темы реферативных сообщений.

1. Биосинтез и секреция протеолитических ферментов в желудке.

2. Механизмы активации и ингибирования протеолитических ферментов желудочно – кишечного тракта.

3. Регуляция секреции пищеварительных соков.

4. Молекулярные механизмы обезвреживания токсических продуктов гниения белков в желудочно-кишечном тракте.

Переваривание и всасывание белков. Пути использования аминокислот в клетке. Нарушения переваривания белков

 

Методические указания к самоподготовке

Вопросы к разделу

1.Переваривание белков. Характеристика протеолитических ферментов, работающих в желудке. Роль соляной кислоты в переваривании белков.

2. Характеристика протеолитических ферментов, работающих в тонком кишечнике. Схема активации протеолитических ферментов поджелудочной железы. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Ингибиторы протеиназ для лечения панкреатитов.

3.Всасывание продуктов гидролиза белка.

4. Гниение белков в кишечнике. Механизмы обезвреживания продуктов, образующихся при этом процессе.

5.Пул аминокислот в клетке. Пополнение пула аминокислот за счет эндогенного распада дефектных тканевых белков.

6.Роль убиквитина и процессов гликозилирования в «мечении» старых белков в клетке. Роль шаперонов.

7.Внутриклеточные протеазы.

8.Возможные пути использования аминокислот в клетке.

 

При подготовке к занятию, используя лекции, учебники и дополнительную литературу, выполните следующие задания (таблица 18).

 

Таблица 18. Переваривание белков

 

Задание	Указания к выполнению задания
Вспомните биологическую роль белков.	Напишите, какие функции выполняют белки в организме: а), б), в) и.т.д.
Изучите роль пищевых белков.	Выпишите, какие факторы должны учитываться при обосновании норм потребления белка. Напишите формулу незаменимых аминокислот. Дайте определение понятию «полноценные белки»
Дайте общую характеристику процессов переваривания белков в ЖКТ	Законспектируйте состав желудочного, панкреатического и кишечного соков. Запишите сведения о субстратной специфичности протеиназ, оптимуме рН их действия
Изучите процессы переваривания белков в желудке	Назовите условия, необходимые для переваривания белков в желудке Представьте схему превращения пепсиногена в пепсин. Начертите в тетради и заполните таблицу
Пепсиноген	Пепсин	гастриксин
Изучите переваривание белков в кишечнике и всасывание продуктов гидролиза	Приведите условия, обеспечивающие переваривание белков в тонком кишечнике Перечислите протеолитические ферменты кишечника и опишите их роль в переваривании белков и пептидов. Начертите в тетради и заполните таблицу
трипсин	химотрипсин	эластаза	Карбоксипептидазы А и В
Изучите механизмы регуляции секреции пищеварительных соков и протеолитических ферментов	Перечислите основные гормоны ЖКТ и назовите их физиологическую роль. Дайте характеристику их структуры.
Изучите гниение белков в кишечнике	Сформулируйте понятие о гниении белков в кишечнике Представьте примеры химических процессов превращения аминокислот в ядовитые продукты гниения Дайте примеры основных процессов детоксикации продуктов гниения Напишите структурные формулы ФАФС и УДФ-глюкуроновой кислоты и примеры реакций обезвреживания с их участием

 

Пример тест-контроля исходного уровня знаний

 

1. НОРМА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ПОТРЕБНОСТИ В БЕЛКЕ В СУТОЧНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ ДЛЯ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА, ЗАНИМАЮЩЕГОСЯ УМСТВЕННЫМ ТРУДОМ

1) 20-30 г.

2) 50-70 г.

3) 80-115 г.

4) 120-150 г.

5) 150-200г.

 

1. ПРИ БОЛЬШИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТАХ ОРГАНИЗМА (НЕДОСТАТОЧНО МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ ТРУД) НА СКОЛЬКО СЛЕДУЕТ УВЕЛИЧИТЬ НОРМУ БЕЛКА В ЕЖЕДНЕВНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ НА КАЖДЫЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНО ПОТРАЧЕННЫЕ 2100 кДж

1) 1 г

2) 5 г

3) 10 г

4) 20 г

5) 30 г

 

1. МИНИМАЛЬНОЕ КОЛИЧЕСТВО БЕЛКА (БЕЛКИ КУРИНОГО ЯЙЦА) В СУТОЧНОМ ПИЩЕВОМ РАЦИОНЕ ВЗРОСЛОГО ЧЕЛОВЕКА, НЕОБХОИМОЕ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ АЗОТИСТОГО РАВНОВЕСИЯ

1) 20 г

2) 28 г

3) 40 г

4) 60 г

5) 80 г

 

1. ПРИ ОКИСЛЕНИИ 1 Г ДАЕТ НАИБОЛЬШЕЕ КОЛИЧЕСТВО ЭНЕРГИИ ДАЁТ

1) Углеводы

2) Белки

3) Минеральные вещества

4) Жиры

5) Витамины

 

1. АЗОТИСТОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОРГАНИЗМЕ

1) При беременности на сроке 4-7 мес.

2) При голодании в течении 5-7 дней и более

3) У взрослых мужчин и женщин в период жизни 30-40 лет

4) У ребенка в течении 2-го года жизни

5) При обширных термических ожогах

 

1. ВЕЩЕСТВА, НАИБОЛЕЕ СИЛЬНО ВЛИЯЮЩИЕ НА СОСТОЯНИЕ АЗОТИСТОГО БАЛАНСА ЧЕЛОВЕКА

1) Углеводы

2) Жиры

3) Минералы

4) Белки

5) Витамины

 

1. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ВОЗМОЖЕН ПРИ

1) Процесс роста ребенка

2) Заболевание почек

3) Синдром приобретенного иммунодефицита

4) Заболевание псориаз

5) Недостаток незаменимых аминокислот в рационе

 

1. ВЫЗДОРАВЛИВАЮЩИЙ ПАЦИЕНТ БУДЕТ ИМЕТЬ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ЕСЛИ

1) Количество поступившего с пищей азота равно количеству азота, выводимого с мочой, калом и потом

2) Количество азота, выводимого с мочой, калом и потом, меньше, чем количество азота, поступившего с пищей

3) Количество азота, выводимого с мочой, калом и потом, больше, чем количество азота, поступившего с пищей

4) Пациент находится на безбелковой диете

5) Пациент находится на углеводной диете

 

1. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ВОЗМОЖЕН ПРИ

1) Лактация

2) Акромеглия

3) Онкологическое заболевание

4) Беременность

5) Гиповитаминоз К

 

1. ЗАМЕНИМАЯ АМИНОКИСЛОТА

1) Пролин.

2) Цистеин

3) Тирозин

4) Глутаминовая кислота

5) Все вышеперечисленное

 

1. ФЕРМЕНТ, УЧАСТВУЮЩИЙ В ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДКЕ

1) Пепсин

2) Химотрипсин

3) Гастрин

4) Карбоксипептидаза

5) Трипсин

 

1. ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИЙ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ,ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ КАТАЛИЗ ПРИ pH=1,5-2,5

1) Химотрипсин.

2) Энтеропептидаза (энтерокиназа).

3) Трипсин.

4) Карбоксипептидаза.

5) Пепсин.

 

1. ПРИ ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ ФЕРМЕНТ ПЕПСИН ГИДРОЛИЗУЕТ ПЕПТИДНУЮ СВЯЗЬ, ОТМЕЧЕННУЮ НА ПРИВЕДЕННОЙ СХЕМЕ СТРЕЛКОЙ С КАКОЙ ЦИФРОЙ

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

5) 5

 

1. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, РАСЩЕПЛЯЮЩИЙ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ, ОБРАЗОВАННЫЕ ОСНОВНЫМИ АМИНОКИСЛОТАМИ

1) Химотрипсин

2) Энтеропептидаза (энтерокиназа)

3) Трипсин

4) Карбоксипептидаза

5) Пепсин

 

1. ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, РАСЩЕПЛЯЮЩИЙ ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ, ОБРАЗОВАННЫЕ КАРБОКСИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ

1) Химотрипсин

2) Энтеропептидаза (энтерокиназа)

3) Трипсин

4) Карбоксипептидаза

5) Пепсин

 

16. ФЕРМЕНТ,УЧАСТВУЮЩИЙ В ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ТОНКОЙ КИШКЕ?

1) Пепсин

2) Гастриксин

3) Фосфолипаза

4) Карбоксипептидаза

5) α-Амилаза

 

17. ОРГАН, В КОТОРОМ СЕКРЕТИРУЕТСЯ ПРЕДШЕСТВЕННРИК КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ

1) Желудок

2) Поджелудочная железа

3) Кишечник

4) Желчный пузырь

5) Почки

 

18.ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЙ ФЕРМЕНТ, ГИДРОЛИЗУЮЩИЙ ПЕПТИДНУЮ СВЯЗЬ С-КОНЦЕВОЙ АМИНОКИСЛОТЫ ПЕПТИДА

1) Химотрипсин

2) Энтеропептидаза (энтерокиназа)

3) Трипсин

4) Карбоксипептидаза

5) Пепсин

 

1. ПРИ ПЕРЕВАРИВАНИИ БЕЛКОВ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ ФЕРМЕНТ КАРБОКСИПЕПТИДАЗА ГИДРОЛИЗУЕТ ПЕПТИНУЮ СВЯЗЬ, ОТМЕЧЕННУЮ НА ПРИВЕДЕННОЙ СХЕМЕ СТРЕЛКОЙ С КАКОЙ ЦИФРОЙ

1)1

2)2

3)3

4)4

5)5

 

20.ВЫСКАЗЫВАНИЕ, ПОХОДЯЩЕЕ ДЛЯ АМИНОКИСЛОТ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ИЗ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ

1) Предоставляют азот для синтеза незаменимых аминокислот

2) Могут быть превращены в глюкозу в большинстве тканей

3) Не могут быть превращены в жир в жировой ткани

4) Освобождают азот, превращающийся в мочевину в скелетных мышцах

5) В основном превращаются в белки организма и частично выделяются с мочой

 

1. ВО ВРЕМЯ ПРИЕМА СМЕШАННОЙ ПИЩИ

1) Крахмал и другие полисахариды кровью воротной вены транспортируются в печень

2) Белки расщепляются до дипептидов, всасывающихся в кровь

3) Моносахариды через лимфатическую систему транспортируются в жировую ткань

4) Пищевые триглицериды через воротную вену транспортируются в печень

5) Содержание глюкозы увеличивается в крови

Ответы на тестовые задания.

1.-3);2.-3);3.-1);4.-4);5.-3);6.-4);7.-1)4;8.-2);9.-3);10.-5);11.-1);12.-5);13.-1);14.-3);15.-1);16.-4);17.-2);18.-4);19.-5);20.-5);21.-5).

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. «Скорая помощь» доставила в приемное отделение мужчину 35 лет с острыми болями в животе, появившимися после обильной еды. По­степенно боль приобрела опоясывающий характер и локализовалась на границе брюшной полости и грудной клетки. Температура нормальная, давление 130/70 мм.рт. ст. Морфологический состав крови без существенных изменений. Анализ мочи: плотность 1,020, кетоновые тела и сахар в моче отсутствуют. Активность амилазы мочи по Вольгемуту равна 364 ед., содержание мочевины – 1,7%, хлоридов – 0,95%. Дайте заключение.

 

Задача 2. Реакционная смесь содержит два фермента – пепсин и химотрипсин. Какая реакция пойдет при 1) рН 1,5; 2) 7,5; 3) 5?

Задача 3. Ребенок получает с пищей 60 г белка в сутки. С мочой за это время выделяется 14 г азота. Рассчитайте азотистый баланс.