Гипотетическая химическая модель окислительного фосфорилирования.

Общий принцип теории – энергия, высвобождающаяся при переходе электронов по дых-ой цепи, напрямую исп-ся в синтезе АТФ с участием промеж-го продукта.

НЕДОСТАТКИ:

· не удалось эксп-но установить др. в-ва и Х, У;

· для синтеза АТФ нужна целая, неповрежденная внутр. мембрана мтх-й.

 

Механохимическая или конформационная (Грин-Бойер, 1965). В процессе переноса протонов и электронов изменяется конформация белков-ферментов. Они переходят в новое, богатое энергией конформационное состояние, а затем при возвращении в исходную конформацию отдают энергию для синтеза АТФ.

Работа мтх-й сходна с работой мышц. Энергия, высв-яся при дв-ии электронов рассходуется на перевод внутр-й мембраны в особое высокоэнергизированное состояние наподобие сжатой пружины. Затем она переходит в исходное положение, а энергия преобр-ся в химич. энергию АТФ – расслабление мышц или пружины.

Вторая КТ 1965 г. Кинг. АДФ и Фн связ-ся белками на близко расп-х участках. В результате движения электронов по ЭТЦ конформация этих белков изм-ся т.о, что АДФ и Фн оказ-ся прижатыми др. к др. В этих усл-х самопроизв-го отщепления мол-лы воды достаточно, чтобы синтезировать мол-лы АТФ из АДФ и Фн.

 

хемиосмотическая теория Митчелла, предложенная им в 1961 г.

Основные постулаты этой теории:

· внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ионов Н⁺ и ОН⁻ ;

· за счет энергии транспорта электронов через I, III и IV комплексы дыхательной цепи из матрикса выкачиваются протоны;

· возникающий на мембране электрохимический потенциал является промежуточной формой запасания энергии;

· возвращение протонов в матрикс митохондрии через протонный канал АТФ синтазы является поставщиком энергии для синтеза АТФ по схеме

АДФ+Н₃РО₄ à АТФ+Н₂О

 

Доказательства хемиоосмотической теории:

· на внутренней мембране есть градиент Н⁺ и его можно измерить;

· создание градиента Н⁺ в митохондрии сопровождается синтезом АТФ;

· ионофоры (разобщители), разрушающие протонный градиент, тормозят синтез АТФ;

· ингибиторы, блокирующие транспорт протонов по протонным каналам АТФ-синтазы, ингибируют синтез АТФ.

 

· Генераторы мембранного потенциала внутренней мембраны мтх-й

5 ферментов:

ü НАДН-КоQ-оксидоредуктаза

ü КоQ-цитохром с-оксидоредуктаза

ü цитохром с-оксидаза

ü трансгидрогеназа

ü АТФаза

Первые 4 – генераторы ОВР, последний – генератор гидролитического процесса.

77. Биохимическая характеристика этапов мочеобразования в нефроне: ультрафильтрация, реабсорбция, канальцевая секреция. Регуляция процессов реабсорбции и секреции.

Этапы мочеобразования в нефроне:

А) ультрафильтрация

Б) реабсорбция

В) секреция

Ультрафильтрация.

Кровь фильтруется в полости клубочка через поры соединительнотканной капсулы, которая состоит из 3-х слоев.

1-й слой - эндотелий капилляров, имеет поры большого размера, пропускающие все компоненты, кроме форменных элементов и высокомолекулярных белков.

2-й слой - базальная мембрана, построена из коллагеновых фибрилл, образующих молекулярное «сито».Диаметр пор – 4 нм, не пропускают белки с м. м. > 50 кДа.

3-й слой - эпителиальные клетки капсулы, их мембраны заряжены отрицательно и не пропускают отрицательно заряженные альбумины плазмы крови.

Ультрафильтрат (первичная моча) в норме содержит белков и пептидов не более 3-4 г/л.

Фильтрационную способность почек оценивают путем вычисления фильтрационного клиренса (коэффициента очищения). Для этого в кровь вводят вещества, которые только фильтруются, но не реабсорбируются (инулин, маннитол, креатинин).

Фильтрационный клиренс (ФК) или объемная скорость фильтрации – это объем плазмы крови, который полностью очищается от нереабсорбируемого вещества за 1 мин.

ФК =[ A]+ мочи / [A]+ крови ∙ V,

где

[A]+ мочи - концентрация вещества в моче;

[A]+ крови - концентрация вещества в крови;

V - скорость образования мочи (мл/мин).

Единицы измерения клиренса - мл (плазмы крови)/мин.

У здорового человека ФК составляет около 125 мл/мин., или 180л/сут., – это количество первичной мочи, образующейся в сутки.

Энергия АТФ в процессе ультрафильтрации не затрачивается.

РЕАБСОРБЦИЯ

Первичная моча концентрируется ≈ в 100 раз по сравнению с исходным уровнем за счет реабсорбции (обратной фильтрации).Все вещества первичной мочи делятся на:

•пороговые – реабсорбируются (имеют порог реабсорбции);

•беспороговые – не реабсорбируются (выделяются в количествах, пропорциональных их концентрации в плазме крови).

Или на:

· активно реабсорбирующиеся (Na⁺ , Cl⁻, H₂ O, глюкоза, др.моносахариды, аминокислоты, Са, Mg, фосфаты, гидрокарбонаты, белки);

· слабо реабсорбирующиеся (мочевина, мочевая кислота),

· нереабсорбирующиеся (креатин, инулин, маннит).

Реабсорбции подвергаются:

•около 99 % воды;

•почти все белки, попавшие в ультрафильтрат

•низкомолекулярные вещества особенно глюкоза, аминокислоты;

•неорганические и органические ионы (электролиты);

•частично – конечные продукты азотистого обмена (мочевина, мочевая кислота).

За сутки реабсорбируется:

- около 179 л воды; примерно 1 кг NaCl;

Два механизма реабсорбции:

1) пассивный транспорт (вода, ионы хлора – 2/3, мочевина);

2) активный транспорт (глюкоза, аминокислоты, неорганические и органические ионы).

80 % АТФ тратится на реабсорбцию Na⁺ Na, К-АТРазой.

Аналогично реабсорбируются ионы Ca2+и Mg2+– Ca2+, Mg2+-АТРазой.

Активный транспорт глюкозы и др. осуществляют транслоказы путем симпорта с Na⁺. Na⁺ транспотируется по градиенту, т.к. его концентрация в первичной моче выше, чем в клетках. Путем симпорта происходит активный транспорт аминокислот и кетоновых тел.

Транслоказы:

- способны к избирательно связываться с веществом;

- имеют предел насыщаемости веществом (подобно Vmax у ферментов), который определяется почечным порогом реабсорбции – предельной концентрацией реабсорбируемого вещества.

Почечный порог реабсорбции (ППР) равен наименьшей концентрации реабсорбируемого вещества, при которой достигается транспортный максимум реабсорбции (ТМ). Транспортный максимум характеризует состояние почечных канальцев. ТМ равен скорости транспорта вещества белком- переносчиком в условиях насыщения его переносимым веществом.

СЕКРЕЦИЯ

Избирательная секреция осуществляется в канальцах. Она происходит в противоположном реабсорбции направлении – из крови в просвет канальцев (секреция, в основном, протекает в дистальной части канальца). Процесс секреции протекает с затратой АТФ (активный транспорт) и характеризуется величиной транспортного максимума. Эта величина может служить характеристикой белков-переносчиков, обеспечивающих транспорт веществ.

Часто реабсорбция и секреция протекают одновременно - например, секреция ионов K+ осуществляется Na, K- АТРазой. При работе фермента K+ секретируется, а Na+реабсорбируется..

Вещества, которые фильтруются через клубочки, а затем реабсорбируются, и вещества, которые фильтруются через клубочки, а затем секретируются в канальцах, имеют свой клиренс. Поэтому целостную работу почек характеризует смешанный клиренс.

Таким образом смешанный клиренса включает:

фильтрационно-реабсорбционный (фильтрация комбинируется сеабсорбцией);

фильтрационно-секреционный (фильтрация комбинируется с секрецией).

Величина смешанного фильтрационно-реабсорбционного клиренса меньше величины клубочкового клиренса, так как часть вещества реабсорбируется из первичной мочи в канальцах.

Показатель смешанного фильтрационно- реабсорбционного клиренса тем меньше, чем эффективнее реабсорбция в канальцах.

• Для глюкозы в норме он равен 0.

• Для мочевины величина смешанного фильтрационно-реабсорбционного клиренса = 70.

Реабсорбция и секреция различных веществ регулируются ЦНС и гормональными факторами.

В процессе выполнения почками экскреторной функции обеспечивается их участие в поддержании водно-солевого баланса организма и кислотно-щелочного равновесия.

 

78. Реакция конъюгации ксенобиотиков. Характеристика ферментов и субстратов конъюгации. Энергетическое обеспечение процессов.

К конъюгационным относятся процессы биосинтеза, в результате из ксенобиотиков или их метаболитов и эндогенных продуктов (глюкуроновой кислоты, ацетилсульфата, глицина и др.) образуются сложные вещества.

фермент

RX + эндогенное соединение( донорное в-во) − − − − − − − > коньюгат

 

Образование конъюгатов − это энергозависимые процессы, подразделяющиеся на две группы в зависимости от природы активных промежуточных продуктов реакций:

1) процессы, в результате которых образуются активированные конъюгирующие агенты (реакции метилирования, ацетилирования, образования глюкуронидов, гликозидов и сульфатов);

Энергия субстрат

конъюгирующий-------------- > активированный--------------- ► продукт

⇐ Предыдущая25262728293031323334Следующая ⇒

Поделиться: