Зниження синтезу білка. Порушення білкового обміну
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru/
Міністерство охорони здоров'я Калузької області
ДАВУ КО СПО «Калузький базовий медичний коледж»
Реферат на тему:
Порушення біосинтезу білка. Їхні наслідки.
Студентки групи: Фц021
Просянової Ольги
Викладач: Сафонова В.М.
Калуга 2014
білок інгібітор амінокислота отрута
4. Дефіцит АТФ
1. Порушення структури генів, що кодують інформацію про будову білків (мутації)
Точна робота всіх матричних біосинтезів – реплікації, транскрипції та трансляції – забезпечує копіювання геному та відтворення фенотипічних характеристик організму в поколіннях, тобто. спадковості. Проте біологічна еволюція та природний відбірможливі лише за наявності генетичної мінливості. Встановлено, що геном постійно зазнає різноманітних змін. Незважаючи на ефективність механізмів корекції та репарації ДНК, частина пошкоджень чи помилок у ДНК залишається. Зміни у послідовності пуринових або піримідинових основ у гені, не виправлені ферментами репарації, отримали назву "Мутації".Одні з них залишаються в соматичних клітинах, в яких вони виникли, а інші виявляються у статевих клітинах, передаються у спадок і можуть виявлятися у фенотипі потомства як спадкова хвороба.
Ген або частини генів можуть переміщатися з одного місця хромосоми до інших. Ці рухомі елементи або фрагменти ДНК отримали назву транспозонів та ретротранспозонів.
Транспозони - ділянки ДНК, що видаляються з одного локусу хромосоми і вбудовуються в інший локус тієї ж чи іншої хромосоми. Ретротранспозони не залишають вихідного положення в молекулі ДНК, але можуть копіюватися, і копії вбудовуються, подібно до транспозонів, в нову ділянку. Включаючись у гени чи ділянки біля генів, можуть викликати мутації і змінювати їх експресію.
Геном еукаріотів піддається змінам і при зараженні ДНК- або РНК-вірусами, які впроваджують свій генетичний матеріал в ДНК клітин господаря.
2. Отрути та специфічні інгібітори мультиферментних комплексів, що забезпечують процеси транскрипції, трансляції та посттрансляційної модифікації білків
Інгібіторами біосинтезу білків можуть бути різні речовини, у тому числі антибіотики, токсини, алкалоїди, антиметаболіти (аналоги) структурних одиниць нуклеїнових кислот та ін. підібрати такі, що вибірково гальмують специфічні фази білкового синтезу. Антибіотики – речовини, що синтезуються мікроорганізмами, пліснявою, грибами, вищими рослинами, тканинами тварин у процесі їх життєдіяльності, а також отримані синтетичним шляхом. Їм властива бактеріостатичне або бактерицидна дія. Антибіотики, які взаємодіють із ДНК, порушують її матричні функції та пригнічують реплікацію або транскрипцію, або обидва ці процеси. Протипухлинні антибіотики практично однаково взаємодіють із ДНК як пухлинних, так і нормальних клітин, оскільки вони не відрізняються вибірковістю дії.
3. Дефіцит незамінних амінокислот
Амінокислоти-- органічні сполуки, у молекулі яких одночасно містяться карбоксильні та амінні групи.
Відсутність або нестача в продуктах харчування однієї або кількох незамінних амінокислот негативно впливає на загальний станорганізму, що викликає негативний азотистий баланс, порушення синтезу білків, процесів росту та розвитку. У дітей може виникнути тяжке захворювання. квашіокор.
Незамінні амінокислоти застосовують для збагачення кормів сільськогосподарських тварин з метою підвищення їх продуктивності, а також у вигляді лікарських препаратів. Здійснюється промисловий синтез деяких незамінних амінокислот – лізину, метіоніну, триптофану. Незамінні амінокислоти надходять до організму людини разом із продуктами харчування рослинного походження. У рослинах здійснюється синтез понад 200 різних амінокислот.
Білки відіграють важливу роль організмі людини. Вони виконують такі функції:
1) каталітична
2) структурна
3) захисна
4) регуляторна
5) транспортна
Валін здатний до гідрофобних взаємодій, бере участь у стабілізації третинної структури білків. Валін використовується при синтезі алкалоїдів, пантотенової кислотиряду циклопептидів. Добова потреба у валіні становить 1,3-3,8 г. Значна кількість валіну міститься у міоглобіні, казеїні, еластині.
За хімічними властивостями лейцин є типовою альфа-амінокислотою аліфатичного ряду. Лейцин входить до складу рослинних та тваринних білків. Нові дослідження вказують на те, що споживання високоякісного білка підвищує рівень лейцину, амінокислоти, яка допомагає людині підтримувати обсяг м'язової маси та зменшує вміст жиру в організмі, сприяючи схуднення.
Незамінні амінокислоти – амінокислоти, які не синтезуються в організмі людини та повинні обов'язково надходити в організм із продуктами харчування.
Вісім із 20 амінокислот є незамінними:
ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан та валін.
При декарбоксилюванні триптофану утворюється триптамін, який підвищує артеріальний тисккрові. Порушення обміну триптофану призводить до здивування, а також є показником таких захворювань, як туберкульоз, рак, цукровий діабет.
Нестача метіоніну в продуктах харчування призводить до затримки росту, порушення процесу синтезу білків та багатьох біологічно активних сполук. Метіонін міститься у багатьох продуктах харчування (у молоці, зокрема, у молочному білку – казеїні).
4. Дефіцит АТФ
Основним джерелом енергії для клітини є поживні речовини: вуглеводи, жири та білки, що окислюються за допомогою кисню. Практично всі вуглеводи, перш ніж досягти клітин організму, завдяки роботі шлунково-кишкового тракту та печінки перетворюються на глюкозу. Поруч із вуглеводами розщеплюються також білки - до амінокислот і ліпіди - до жирних кислот. У клітині поживні речовини окислюються під дією кисню та за участю ферментів, що контролюють реакції вивільнення енергії та її утилізацію. Майже всі окислювальні реакції відбуваються в мітохондріях, а енергія, що вивільняється, запасається у вигляді макроергічної сполуки - АТФ. Надалі для забезпечення внутрішньоклітинних метаболічних процесів енергією використовується саме АТФ, а чи не поживні речовини. При вивільненні енергії АТФ віддає фосфатну групу та перетворюється на аденозиндифосфат. Енергія, що виділилася використовується практично для всіх клітинних процесів, наприклад в реакціях біосинтезу і при м'язовому скороченні. Заповнення запасів АТФ відбувається шляхом возз'єднання АДФ із залишком фосфорної кислоти за рахунок енергії поживних речовин. Цей процес повторюється знову і знову. АТФ постійно витрачається та накопичується, тому вона отримала назву енергетичної валюти клітини.
5. Порушення утворення транспортних та рибосомальних РНК, білків рибосом
Для здійснення синтезу нуклеїнових кислот необхідна присутність у клітинах достатньої кількості пуринових та піримідинових основ, рибози та дезоксирибози, а також макроергічних фосфорних сполук. Матеріалом для синтезу пуринових та піримідинових основ є одновуглецеві фрагменти деяких амінокислот та їх похідних (аспарагінова кислота, гліцин, серин, глутамін), а також аміак та С02. Рибоза утворюється з глюкози в пентозному циклі, надалі вона може перетворюватися на дезоксирибозу.
Найбільш виражені порушення синтезу ДНК мають місце при дефіциті фолієвої кислотита вітаміну В 12 .
При дефіциті фолієвої кислоти порушується використання одновуглецевих фрагментів амінокислот для синтезу пуринових та піримідинових основ.
Вітамін В 12 необхідний для утворення деяких коферментних форм фолієвої кислоти, при дефіциті яких порушується перетворення діоксиурідінмонофосфату на дезокситіміділат. В результаті порушується синтез тимідину, що лімітує утворення нових молекул ДНК. Синтез РНК при дефіциті вітаміну В 12 та фолієвої кислоти не порушується. Знижене утворення ДНК гальмує введення клітин у мітоз внаслідок подовження синтетичної фази мітотичного циклу. Затримка мітозів веде до уповільнення клітинних поділів, в результаті гальмується процес фізіологічної регенерації в кістковому мозку і в інших тканинах, що швидко оновлюються. Затримка мітозів супроводжується збільшенням розмірів клітин, що, мабуть, пов'язане з подовженням інтерфази. Найбільш демонстративно ці зміни виражені у кровотворній тканині кісткового мозку: з'являються гігантські еритробласти – мегалобласти, при дозріванні їх утворюються еритроцити великих розмірів- Мегалоцити. Виявляються також збільшені у розмірах мієлоцити, метамієлоцити та зріліші гранулоцити. Гігантські клітини з'являються і в інших тканинах: слизової язика, шлунка та кишечника, піхви. Внаслідок уповільнення процесів регенерації розвиваються важка форма недокрів'я (перніціозна анемія), лейкопенія та тромбоцитопенія, атрофічні зміни у слизовій оболонці травного тракту.
Дефіцит вітаміну В 12 у людини виникає при тривалій вегетаріанській дієті, при порушенні його всмоктування у кишечнику у зв'язку із припиненням продукції внутрішнього фактораКасла в шлунку, при атрофії його слизової оболонки внаслідок пошкодження аутоантитілами. Іншими причинами розвитку гіповітамінозу В можуть бути: гастректомія, інвазія широким лентецом, хронічне запалення клубової кишки, відсутність слизової кишечника специфічних рецепторів, з якими взаємодіє комплекс внутрішнього чинника із вітаміном В12
Дефіцит фолієвої кислоти виникає при тривалій відсутності в їжі зелених овочів та тваринних білків, у дітей раннього вікупри вигодовуванні одним молоком (у ньому вміст фолієвої кислоти незначний). Ендогенний дефіцит фолієвої кислоти може розвинутися при порушенні всмоктування її в кишечнику (захворювання спру), порушенні депонування (захворювання печінки), підвищеному витраті (вагітність, якщо вихідні запаси вітаміну були знижені), при тривалому лікуванні деякими лікарськими препаратами (сульфаніл алкоголізм.
Вони супроводжуються порушенням трансляції з утворенням поліпептидних ланцюжків у цитозолі, гр. ЕПС та мітохондріях. Ці порушення виникають при впливі деяких патологічних факторів, наприклад, протипухлинних препаратів, що блокують синтез білків у еукаріотів. Зміни рибонуклеопротеїдних комплексів рибосом, а також рецепторів до них можуть супроводжуватися зниженням зв'язування рибосом та полісом з гр. ЕПС під час утворення секреторних білків. Такі новостворені поліпептидні ланцюжки швидко руйнуються в матриксі цитоплазми. Патологія ядерного апарату призводить до зниження вмісту рибосом у цитоплазмі та пригнічення пластичних процесів в організмі. Деякі особливості має патологія мітохондріальних рибосом. Їх порушення викликають препарати, що блокують білковий синтез у бактерій, наприклад левоміцетин, еритроміцин, які не впливають на активність цитоплазматичних рибосом. Наслідком порушення біосинтезу білка є генні мутації.
6. Генні мутації
Генні мутації - це мутації, у яких змінюються окремі гени і з'являються нові алелі. Генні мутації пов'язані зі змінами, що відбуваються всередині даного гена і зачіпають його частину. Зазвичай це заміна азотистих основ у ДНК, вставка зайвих пар чи випадання пари основ.
Зв'язок мутацій з рекомбінацією ДНК
З процесів, пов'язаних з рекомбінацією, найчастіше призводить до мутацій нерівний кросинговер. Він відбувається зазвичай у випадках, як у хромосомі є кілька дуплицированных копій вихідного гена, зберегли схожу послідовність нуклеотидів. В результаті нерівного кросинговеру в одній з рекомбінантних хромосом відбувається дуплікація, а в іншій - делеція.
Зв'язок мутацій з репарацією ДНК
Спонтанні ушкодження ДНК зустрічаються досить часто, такі події мають місце у кожній клітині. Для усунення наслідків подібних пошкоджень є спеціальні репараційні механізми (наприклад, помилкова ділянка ДНК вирізується і на цьому місці відновлюється вихідна). Мутації виникають лише тоді, коли репараційний механізм із якихось причин не працює або не справляється з усуненням ушкоджень. Мутації, що виникають у генах, що кодують білки, відповідальні за репарацію, можуть призводити до багаторазового підвищення (мутаторний ефект) або зниження (антимутаторний ефект) частоти інших мутацій генів. Так, мутації генів багатьох ферментів системи ексцизійної репарації призводять до різкого підвищення частоти соматичних мутацій у людини, а це, у свою чергу, призводить до розвитку пігментної ксеродерми та злоякісних пухлин покривів. Мутації можуть з'являтися не тільки при реплікації, але і при репарації - ексцизійної репарації або при постреплікативної (приклад: серповидноклітинна анемія).
Література
1. Загальна біологія. А. О. Рувінський; За ред.А.О. Рувінського. М.: Просвітництво, 1993. 544 з.
2. Біологія в екзаменаційних питаннях та відповідях / Под. заг.ред. Н.А.Лемези. 2-ге вид. Мн.: БелЕн, 1997. 464 з.
3. http://www.xumuk.ru/biologhim/233.html.
4. http://znanija.com/task/1150180.
5. http://www.eurolab.ua/symptoms/disorders/162/.
Розміщено на Allbest.ru
...Подібні документи
Загальні закономірностіпостсинтетичної модифікації білків. Процеси ковалентної модифікації лише на рівні амінокислотних радикалів. Процеси, що не включають утворення дериватів амінокислот. Посттрансляційне карбоксилювання залишків глутамінової кислоти.
реферат, доданий 10.12.2011
Регулювання метаболізму як управління швидкістю біохімічних процесів. Регулювання біосинтезу білків та особливості процесу реплікації. Транскрипція генетичної інформації, механізм катаболітної репресії, регулювання на етапі термінації транскрипції.
контрольна робота , доданий 26.07.2009
Положення біологічної гіпотези Жакоба-Мано. Роль генів-регуляторів у синтезі білків. Особливості перебігу першого етапу цього процесу – транскрипції. Трансляція як наступний ступінь їхнього біосинтезу. Основи ферментативної регуляції цих процесів.
презентація , додано 01.11.2015
Регуляція на етапі біосинтезу та складання компонентів апарату трансляції та на етапі його функціонування. Регуляція кругообігу білків шляхом виборчого протеолізу. Регулювання активності білкових посередників нековалентною взаємодією з ефекторами.
реферат, доданий 26.07.2009
Історія відкриття та вивчення білків. Будова молекули білка, її просторова організаціята властивості, роль у будові та життєзабезпеченні клітини. Сукупність реакцій біологічного синтезу. Всмоктування амінокислот. Вплив кортизолу обміну білка.
контрольна робота , доданий 28.04.2014
Використання незамінних амінокислот, залежність біологічного та хімічного складу білків від їхнього амінокислотного складу. Добова нормаспоживання білка. Роль магнію та калію для серця. Власне, симбіонтне та аутолітичне типи травлення.
контрольна робота , доданий 29.12.2009
Білки (протеїни) - високомолекулярні, азотовмісні природні органічні речовини, молекули яких побудовані з амінокислот. Будова білків. Класифікація білків. Фізико-хімічні властивості білків. Біологічні функціїбілків. Фермент.
реферат, доданий 15.05.2007
Електрофоретична рухливість білка, що впливають фактори та умови електрофорезу. Сутність методу повного поділу складної суміші білків. Вилучення білків з гелю після електрофорезу. Гелі агарози та їх застосування. Вплив вторинної структури ДНК.
реферат, доданий 11.12.2009
Проблеми складання мембранних білків, методи дослідження та умови перенесення білків через мембрани. Сигнальна та мембранна (тригерна) гіпотеза вбудовування білків у мембрану. Процес складання мультисубодиничних комплексів та оновлення мембранних білків.
курсова робота , доданий 13.04.2009
Типові порушення білкового обміну. Невідповідність надходження білка до споживання. Порушення розщеплення білка в шлунково-кишковому тракті та вмісту білка в плазмі крові. Розлад кінцевих етапів катаболізму білка та метаболізму амінокислот. Порушення ліпідного обміну.
Розрізняють такі види синтезу білка залежно з його призначення:
регенераційний,пов'язаний з процесами фізіологічної та репаративної регенерації;
синтез зростання,супроводжується збільшенням маси та розмірів тіла;
стабілізуючий,пов'язаний із відшкодуванням структурних білків, втрачених у процесі дисиміляції, що сприяє підтримці структурної цілісності організму;
функціональний,пов'язаний із специфічною діяльністю різних органів (синтез гемоглобіну, білків плазми крові, антитіл, гормонів та ферментів).
Причинами порушення синтезу білка є:
відсутність достатньої кількості амінокислот;
Дефіцит енергії у клітинах;
Розлади нейроендокринної регуляції;
Порушення процесів транскрипції або трансляції інформації про структуру того чи іншого білка, що закодована в геномі клітини.
Найчастішою причиною порушення синтезу білка є нестача амінокислот в організмівнаслідок:
1) розладів травлення та всмоктування;
2) зниженого вмісту білка в їжі;
3) харчування неповноцінними білками, у яких відсутні або є в незначній кількості незамінні амінокислоти, що не синтезуються в організмі (табл. 12-7).
Повний набір незамінних амінокислот є у більшості білків тваринного походження, тоді як рослинні білки можуть не містити деякі з них або містять недостатньо (наприклад, білки кукурудзи мало триптофану). Нестачав організмі хоча б однієї з незамінних амінокислот(Табл. 12-8) веде до зниження синтезу того чи іншого білка навіть при достатку інших.
Таблиця 12-7.Незамінні в людини амінокислоти (по І.П. Ашмарину, Є.П. Каразєєвої, 1997)
Таблиця 12-8.Прояви дефіциту незамінних амінокислот
| Гістідін | Дерматит, анемія, зниження продукції гістаміну, погіршення розумової діяльності |
| Ізолейцин | Ураження нирок, щитовидної залози, анемія, гіпопротеїнемія |
| Лейцин | Ураження нирок, щитовидної залози, гіпопротеїнемія |
| Метіонін (з цистеїном) | Ожиріння, некрози печінки, прискорення атерогенезу, надниркова недостатність, геморагії нирок, дефіцит холіну та адреналіну |
| Лізін | Анемія, міодистрофія, остеопороз, ураження печінки та легень, головний біль, підвищена чутливість до шуму |
| Фенілаланін з тирозином | Гіпотиреоз, недостатність мозкової речовини надниркових залоз |
| Аргінін | Порушення сперматогенезу, циклу сечовини |
Закінчення табл. 12-8
Дефіцит замінних амінокислотв їжі рідше призводить до зниження синтезу білка, оскільки вони можуть утворюватися в організмі з кетокислот, що є продуктами метаболізму вуглеводів, жирів та білків.
Нестача кетокислотвиникає при цукровому діабеті, порушенні процесів дезамінування та трансамінування амінокислот (гіповітаміноз В 6).
Нестача джерел енергіїмає місце при гіпоксії, дії роз'єднуючих факторів, цукровому діабеті, гіповітамінозі В 1 дефіциті нікотинової кислоти та ін Синтез білка - енергозалежний процес. Енергія макроергів АТФ та ГТФ необхідна для активації амінокислот та утворення пептидних зв'язків (21,9 кал на кожний пептидний зв'язок).
Розлади нейроендокринної регуляції синтезу та розщеплення білка.Нервова система надає на білковий обмін пряму і опосередковану дію. При випадінні нервових впливів виникає розлад трофіки клітини 1 . Порушення нервової трофіки є важливою ланкою патогенезу будь-якого захворювання. Денервація тканинвикликає: припинення їхньої стимуляції внаслідок порушення виділення нейромедіаторів; порушення секреції або дії комедіаторів, що забезпечують регуляцію рецепторних, мембранних та метаболічних процесів; порушення виділення та дії трофогенів 2 . Підтвердженням прямого трофічного
1 Комплекс процесів, що забезпечують життєдіяльність клітини та підтримання генетично закладених властивостей. Нервові волокна регулюють в тканинах, що іннервуються, не тільки кровообіг, але також метаболічні, енергетичні та пластичні процеси відповідно до поточними потребамиорганізму.
2 Трофогени - речовини переважно білкової природи, що сприяють зростанню, диференціюванню та життєдіяльності клітин, а також збереженню їхнього гомеостазу. Вони утворюються у клітинах периферичних органів, у плазмі крові; у нейронах, звідки надходять за допомогою аксонального транспорту в тканини, що іннервуються; у ролі трофогенів можуть виступати і анаболічні гормони.
Вплив нервової системи на метаболізм білків у клітинах є розвиток атрофічних та дистрофічних змін у денервованих тканинах. Встановлено, що денервованих тканинах процес розпаду білка превалює над синтезом. Непрямий вплив нервової системи на білковий обмін здійснюється шляхом зміни функції ендокринних залоз.
Дія гормонів може бути анаболічною(що посилює синтез білка) і катаболічним(підвищує розпад білка в тканинах).
Синтез білказбільшується під дією:
Інсуліну (забезпечує активний транспорт у клітини багатьох амінокислот - особливо валіну, лейцину, ізолейцину; підвищує швидкість транскрипції ДНК в ядрі; стимулює складання рибосом та трансляцію; гальмує використання амінокислот у глюконеогенезі, посилює мітотичну активність інсулін;
Соматотропного гормону (СТГ; ростовий ефект опосередковують соматомедини, що виробляються під його впливом у печінці). Інша назва соматомединів – інсуліноподібні ростові фактори – з'явилася у зв'язку з їхньою здатністю знижувати рівень глюкози в крові. Основний із них - соматомедин З, що у всіх клітинах тіла підвищує швидкість синтезу білка. Так стимулюється утворення хрящової та м'язової тканини. У хондроцитах є рецептори і до гормону росту, що доводить його прямий вплив на хрящову і кісткову тканину;
Тиреоїдних гормонів у фізіологічних дозах: трийодтиронін, зв'язуючись з рецепторами в ядрі клітини, діє на геном і спричиняє посилення транскрипції та трансляції. Внаслідок цього стимулюється синтез білка у всіх клітинах тіла. Крім того, тиреоїдні гормони стимулюють дію
Статевих гормонів, що надають СТГ-залежний анаболічний ефект на синтез білка; андрогени стимулюють утворення білків у чоловічих статевих органах, м'язах, скелеті, шкірі та її похідних, меншою мірою - у нирках та мозку; дія естрогенів спрямоване в основному на молочні залози та жіночі статеві органи. Слід зазначити, що анаболічний ефект статевих гормонів не стосується синтезу білка у печінці.
Розпад білкапідвищується під впливом:
Тиреоїдних гормонів при підвищеній їх продукції (гіпертиреоз);
Глюкагону (зменшує поглинання амінокислот та підвищує розпад білків у м'язах; у печінці активує протеоліз, а також стимулює глюконеогенез та кетогенез з амінокислот; гальмує анаболічний ефект СТГ);
Катехоламінів (сприяють розпаду м'язових білків з мобілізацією амінокислот та використанням їх печінкою);
Глюкокортикоїдів (підсилюють синтез білків і нуклеїнових кислот у печінці і підвищують розпад білків у м'язах, шкірі, кістках, лімфоїдної та жирової тканини з вивільненням амінокислот і залученням їх у глюконеогенез. Крім того, вони пригнічують транспорт амінокислот у мишу).
Анаболічна дія гормонів здійснюється в основному шляхом активації певних генів та посиленням освіти різних видівРНК (інформаційна, транспортна, рибосомальна), що прискорює синтез білків; Механізм катаболічної дії гормонів пов'язаний із підвищенням активності тканинних протеїназ.
Зниження синтезу гормонів анаболічної дії, таких як СТГ і тиреоїдні гормони, дитячому віціведе до затримки зростання.
Інактивацію тих чи інших факторів, що беруть участь у біосинтезі білка, можуть викликати деякі лікарські засоби(наприклад, антибіотики) та мікробні токсини. Відомо, що дифтерійний токсин гальмує приєднання амінокислот до поліпептидного ланцюга, що синтезується; цей ефект усувається анатоксином.
Стимулюючу або пригнічуючу дію на синтез білка можуть вплинути на зміни концентрації різних іонів (насамперед Mg 2 +), зменшення або збільшення іонної сили.
Третя форма порушень білкового обміну - диспротеїнози, тобто стану, у яких утворення білків не посилено і ослаблено, а перекручено. Такі ситуації є надзвичайно різноманітними. До них, наприклад, відносяться різні форми гемоглобінозів,- патологічні процеси, в основі яких лежить наявність у крові одного або кількох аномальних гемоглобінів, тобто таких гемоглобінів, синтез яких ненормальний, внаслідок чого утворюється специфічний білок із новими властивостями (знижений тропізм до кисню, знижена розчинність тощо). .
Диспротеїноз, що має велике клінічне значення, є амілоїдоз.
Цей патологічний процес є однією з форм порушень білкового обміну, при якій у міжтканинних щілинах, по ходу судин та в їх стінці, біля мембран залозистих органів відкладається особлива речовина. амілоїд,має білково-полісахаридну природу. Амілоїд різко порушує функцію органів за місцем свого відкладення і може призводити не лише до виникнення в організмі тяжких розладів, пов'язаних із патологією цих органів, а й до загибелі останніх.
Амілоїдоз має досить широке поширення. Крім того, що не дуже часто зустрічається первинного амілоїдозу(Причина якого не з'ясована), спадкових форм цього патологічного процесу та старечого амілоїдозу,що є результатом вікових зміну людей дуже похилого віку, існує вторинний амілоїдоз,Частота поширення вторинного амілоїдозу в останні десятиліття прогресивно наростає.
Вперше зміни органів при амілоїдозі були описані у 1844 р. видатним віденським патологом Карлом Рокитанським, який назвав цей патологічний процес сальним переродженням,підкресливши тим самим, що з ньому грубим змін піддається структура багатьох внутрішніх органів. У 1858 р. Рудольф Вірхов виділив це захворювання на самостійну нозологічну форму і запровадив сам термін - амілоїдоз (від латів. amilum - крохмаль). У 1894 р. М. П. Кравков встановив хімічну структуру амілоїду, показавши, що це складна, комплексна речовина, що представляє собою білок, пов'язаний з полісахаридом типу хондроїтинсерної кислоти.
Вторинний амілоїдозвиникає внаслідок наявності в організмі хронічних запальних (особливо – нагножувальних) захворювань (остеомієліт, кавернозчий туберкульоз, сифіліс, хронічні нагножувальні процеси у легенях, ревматоїдний поліартрит тощо). Нерідкими етіологічними факторами амілоїдозу також є проказа малярія; хронічна дизентерія.Сам амілоїдоз виникає через досить великий термін після початку основного захворювання. Даний латентний періодАмілоїдоза в середньому дорівнює 2-4 рокам, але може затягуватися і на десятиліття. Далі слідує період, на початку якого превалюють симптоми, властиві основному патологічному процесу, а потім починають проявлятися порушення функції того органу, в якому особливо сильно відкладається амілоїд. Цьому, як правило, передує виражена альбумінурія(Виділення білка з сечею), яка в ряді випадків довгий часє єдиним симптомом захворювання, у зв'язку з чим дана стадія амілоїдозу носить назву альбумінурічної.
Наступна стадія амілоїдозу характеризується залученням до процесу печінки та надниркових залоз, що веде до розвитку прогресуючої. білкової недостатності.супроводжується гіпопротеїнемічними набряками,і судинної гіпотонії.Відповідно до зазначених симптомів ця стадія називається набряково-гіпотонічній.
Потім настає заключна стадія процесу, що характеризується наростанням ниркової недостатності та розвитком уремії(заключна стадія ниркової недостатності), від якої хворі та гинуть. Оскільки при уремії в крові різко наростає кількість залишкового азоту, термінальну фазу амілоїдозу називають азотемічний.
Відкладається в органах амілоїдпредставляє за своїм хімічного складу глюкопротеїд,в котрому білок глобулінпов'язаний з мукополісахаридом - хондроїтинсерною або мукоітінсерною кислотою.За своєю структурою амілоїд макроскопічно виглядає як гомогенна речовина, проте він має субмікроскопічну, подібну до кристалічної, структуру. Амілоїд складається з пучків фібрил, що мають у людини довжину від 1200 до 5000 нм та ширину 70-140 нм. Амілоїдні фібрили мають упорядковане (наракристалічний)будову. Крім того, в амілоїді виявлено сферичні частинки, що знаходяться поза зв'язком з фібрилами.
Що стосується патогенезу амілоїдозу та механізмів утворення амілоїду, то в самому загальному планівони зводяться до наступного.
Твердо встановлено, що в основі розвитку амілоїдозу лежить диспротеїноз.Вважають, що при хронічних нагноєльних захворюваннях порушується білковий склад крові, внаслідок чого в ній з'являється велика кількістьгрубодисперсних білків, що належать до групи гамма-глобулінів. Цей факт, а також те, що вторинний амілоїдоз є наслідком захворювань інфекційного характеру, дозволяє припускати участь у патогенезі цього патологічного процесу імунологічних механізмів. Ця думка підтверджується також і тим, що при відтворенні амілоїдозу в експерименті спостерігається виражена проліферація елементів ретикуло-ендотеліальної системи (РЕМ). Поруч точних імунологічних та гістохімічних досліджень було показано, що клітини РЕМ у процесі розвитку амілоїдозу зазнають певної динаміки. Спочатку при тривалому антигенному стимулі виникає їх проліферація та трансформація в плазматичні клітини. Гістохімічні реакції, що проводяться в цей період, показують наявність у цих клітинах піронінофілії,що свідчить про наростання у яких кількості РНК. За часом піронінофілія збігається із гамма-глобулінемією. Вказаний комплекс змін складає передамілоїдну стадію,яка при подальшому збереженні антигенного стимулу переходить у другу - амілоїдну стадію,протягом якої піронінофілія клітин зменшується, що говорить про зменшення кількості РНК. зате наростає кількість клітин, що дають PAS - позитивну реакцію,яка виявляє полісахариди. Отже, у період у плазматичних клітинах відбувається посилене утворення полісахаридів. Далі ці клітини починають секретувати в навколишні тканини амілоїд, що є нерозчинною сполукою. Таким чином, амілоїд не є продуктом з'єднання (поза судинним руслом) глобулінів крові, що дифузували через судинну стінку, з полісахаридним компонентом, як це вважали раніше, а секретується на місці плазматичними клітинами. Електронно-мікроскопічні дослідження показують, що у клітинах РЕМ відбувається накопичення попередника амілоїду – амілоїдних фібрил. У міру наростання у клітині кількості цих фібрил розвивається її дегенерація з повною втратою власної структури. Далі оболонка клітини розривається, фібрили потрапляють у міжклітинний простір, де з'єднуються з секретованою цими ж клітинами полісахаридною субстанцією, у результаті і утворюється амілоїд.
При амілоїдозі виявляються антитіла до тканин органу, в якому відкладається амілоїд. У зв'язку з цим можна припустити наявність у патогенезі амілоїдозу та аутоімунногокомпонента.
Не можна забувати про можливе включення в динаміку розвитку амілоїдозу та неврогенногокомпонента. Про це дуже переконливо свідчать спостереження, проведені в блокадному та посблокадному Ленінграді. Статистичні дані показують, що під час блокади, коли, по-перше, було тяжке голодування, а по-друге, стан надзвичайної нервової напруги, кількість випадків амілоїдозу була мінімальною. Натомість після закінчення війни в осіб, які перенесли блокаду, спостерігалося різке зростання захворюваності на амілоїдоз, який значно перевищив довоєнний рівень.
Оскільки амілоїдоз розвивається лише у відносно невеликої частини осіб, які страждають на хронічні запальні захворювання, не можна виключати ролі спадковогофактора у його патогенезі.
2. Як називаються структури ядра, що зберігають інформацію про білки організму?
3. Яка молекула є матрицею (шаблоном) для синтезу іРНК?
4. Як називається процес синтезу поліпептидного ланцюга білка на рибосомі?
5. На якій молекулі знаходиться триплет, що називається кодон?
6. На якій молекулі знаходиться триплет, який називається антикодон?
7. За яким принципом антикодон дізнається кодон?
8. Де у клітині відбувається утворення комплексу т-РНК+амінокислота?
9. Як називається перший етап біосинтезу білка?
10. Дано поліпептидний ланцюг: -ВАЛ - АРГ - АСП; - Визначити структуру відповідних ланцюгів ДНК.
2. Який тип РНК переносить амінокислоти до місця синтезу білка?
3. Який тип РНК переносить спадкову інформацію з ядра в цитоплазму?
4.в яких організмів процеси транскрипції та трансляції не поділяються у часі та у просторі?
5.скільки нуклеотидів іРНК включає в себе "функціональний центр"рибосоми?
6. Скільки амінокислот має одночасно перебувати у великій субодиниці рибосоми?
7. Скільки генів можуть включати іРНК прокаріотів?
8. Скільки генів можуть включати іРНК еукаріотів?
9. коли рибосома доходить до СТОП-кодону, вона приєднує до останньої амінокислоти молекулу
10.якщо на одній іРНК одночасно знаходяться багато рибосом, така структура називається
11. для біосинтезу білка, як і інших процесів у клітині, використовується енергія
енергії для реакції
E. Мономер білка
F Група нуклеотидів, що кодують одну амінокислоту
з'єднання
2. Триплети ДНК
3. Рибосома
4. РНК-полімераза
5. Амінокислота
Необхідно співвіднести речовини і структури, що у синтезі білка зі своїми функціями
Де зберігається спадкова інформація? Назва білкової оболонки вірусу. Друга назва ядерних організмів.бактерій. З чого складається клітинна стінка у рослин? клітинна структураможе бути гладкою і шорсткою? Назва основної речовини цитоплазми. Який органоїд є центром синтезу білка в клітині? Загальна назва процесів фаго-і піноцитозу. Назва безбарвних пластид.
1. До реакцій пластичного обміну в організмі людини відносять процес1) транспорту поживних речовин травним каналом
2) виділення сальними залозами шкірного сала
3) синтезу білків у клітинах печінки
4) фільтрації плазми крові у нефроні
2. Встановіть рівневу організацію будови слухового аналізатора людини
століття, починаючи з його периферичного відділу – вуха. У відповідь запишіть соот-
відповідну послідовність цифр.
1) рецепторні волоскові клітини
2) равлик
3) внутрішнє вухо
4) перетинчастий лабіринт
5) кортієвий орган
3. Вставте у текст «Процеси, які у товстому кишечнику людини»
пропущені терміни із запропонованого переліку, використовуючи для цього
цифрові позначення. Запишіть у текст цифри вибраних відповідей, а потім
Послідовність цифр (за текстом), що вийшла, впишіть у наведену
нижче таблицю.
Процеси, що відбуваються в товстому кишечнику людини
У товстому кишечнику до крові всмоктується велика кількість ________ (А).
Залози товстого кишечника виробляють багато ________ (Б) і полегшують,
таким чином, просування та виведення неперетравлених залишків їжі.
Бактерії товстого кишківника синтезують деякі ________ (В). Не пере-
варені залишки їжі потрапляють у ________ (Г) і видаляються з організму.
Перелік термінів
1) слиз
2) вода
3) глюкоза
4) фермент
5) вітамін
6) пряма кишка
7) сліпа кишка
8) підшлункова залоза
4. До реакцій енергетичного обмінув організмі людини відносять процес
1) синтезу білків у м'язових волокнах
2) перенесення кров'ю поживних речовин по організму
3) окислення глюкози у нейронах мозку
4) зворотного всмоктування первинної сечі у звивистих канальцях нирок
5. Чому лікарі рекомендують включати в раціон харчування продукти, що містять-
щі йод?
1) йод впливає зміну складу плазми крові
2) йод нормалізує діяльність щитовидної залози
3) йод попереджає захворювання на ангіну
4) йод сприяє синтезу в організмі вітаміну С
6. Під час тренування спортсмена насамперед витрачаються запаси
1) вітамінів 2) білків 3) жирів 4) вуглеводів
7. Шкода засмаги полягає в тому, що
1) темніє шкіра
2) може виникнути меланома
3) виробляється надлишок вітаміну D
4) у розширюються судини шкіри відтікає велика кількість крові
8. У якому відділі травного каналу в основному відбувається всмоктування
ня органічних речовин їжі?
1) у ротовій порожнині 3) у товстому кишечнику
2) у шлунку 4) у тонкому кишечнику
9. Встановіть рівневу організацію будівлі зорового аналізаторачоло-
століття, починаючи з його периферичного відділу. У відповідь запишіть відповідну-
ну послідовність цифр.
1) око
2) сітківка
3) очне яблуко
4) колбочки
5) фоторецептори
Тривале та значне зниження синтезу білка призводить до розвитку дистрофічних та атрофічних порушень у різних органах та тканинах внаслідок недостатнього оновлення структурних білків. Уповільнюються процеси регенерації. У дитячому віці гальмуються зростання, фізичний і розумовий розвиток.
тие. Знижується синтез різних ферментів та гормонів (СТГ, антидіуретичний та тиреоїдний гормони, інсулін та ін.), що призводить до ендокринопатій, порушення інших видів обміну (вуглеводного, водно-сольового, основного). Знижується вміст білків у сироватці крові у зв'язку зі зниженням їхнього синтезу в гепатоцитах. Внаслідок цього у крові зменшується онкотичний тиск, що сприяє розвитку набряків. Зменшується продукція антитіл та інших захисних білків та, як наслідок, знижується імунологічна реактивність організму. Найбільш вираженою мірою ці розлади виникають у результаті тривалого порушення засвоєння білків їжі при різних хронічних захворюваннях органів травлення, а також при тривалому білковому голодуванні, особливо якщо воно поєднується з дефіцитом жирів і вуглеводів. В останньому випадку підвищується використання білка як джерело енергії.
Причини та механізм порушення синтезу окремих білків.Найчастіше ці порушення мають спадкову природу. В їх основі лежить відсутність у клітинах інформаційної РНК (іРНК), специфічної матриці для синтезу якогось певного білка, або порушення її структури внаслідок зміни структури гена, на якому вона синтезується. Генетичні порушення, наприклад, заміна або втрата одного нуклеотиду в структурному гені, призводять до синтезу зміненого білка, нерідко позбавленого біологічної активності.
До утворення аномальних білків можуть призвести відхилення від норми в структурі іРНК, мутації транспортної РНК (тРНК), внаслідок чого до неї приєднується невідповідна амінокислота, яка і включатиметься в поліпептидний ланцюг при її збиранні (наприклад, при утворенні гемоглобіну).
Процес трансляції є складним, що відбувається за участю низки ферментів, і порушення функції якогось із них може призвести до того, що та чи інша іРНК не передасть закодовану в ній інформацію.
Порушення синтезу окремих білків-ферментів або структурних білків лежить в основі різних спадкових хвороб (гемоглобінози, альбінізм, фенілкетонурія, галактоземія, гемофілія та багато інших – див. розділ 5.1). Порушення будь-якої ферментативної функції найчастіше пов'язані з відсутністю відповідного білка - ферменту, і з утворенням патологічно зміненого неактивного продукту.
Причини, механізм та наслідки підвищеного розпаду тканинних білків.Поряд із синтезом у клітинах організму постійно відбувається деградація білків під дією протеїназ. Оновлення білків за добу у дорослої людини становить 1-2% загальної кількості білка в організмі і пов'язане переважно з деградацією м'язових білків, при цьому 75-80% амінокислот, що звільнилися, знову використовується для синтезу.
Азотистий баланс- інтегральний показник загального рівня білкового обміну, це добова різниця між азотом, що надходить і виділяється з організму,
У здорової дорослої людини процеси розпаду та синтезу білка врівноважені, тобто. є азотисту рівновагу.У цьому добова деградація білка становить 30-40 р.
Азотистий баланс може бути позитивним чи негативним.
Позитивний азотистий баланс:надходження до організму азоту перевищує його виведення, тобто. синтез білка переважає його розпадом. Відзначається при регенерації тканин, у період одужання після тяжких хвороб, при вагітності, дитячому віці, гіперпродукції СТГ, поліцитемії.
При патології розпад білка може превалювати над синтезом і азоту надходить в організм менше, ніж виділяється (Негативний азотистий баланс).
Причинами негативного балансу азотистого є: інфекційна лихоманка; великі травми, опіки та запальні процеси; прогресуючий злоякісний пухлинний ріст, ендокринні захворювання (цукровий діабет, гіпертиреоз, гіперкортицизм); важкий емоційний стрес; зневоднення, білкове голодування, променева хвороба; гіповітамінози А, С, В1, В2, В6, РР, дефіцит фолієвої кислоти. У механізмі посиленого розпаду білків при багатьох перелічених станів лежить підвищена продукція катаболічних гормонів.
Наслідком негативного азотистого балансу є дистрофічні зміни в органах, схуднення, у дитячому віці – затримка росту та розумового розвитку.