Щук расшифровка биохимия

Как запомнить Цикл Кребса: 2 стиха для запоминания

Щук расшифровка биохимия

Россия, Москва

Цикл Кребса? Что это такое?

Если вы не в курсе, то это — цикл трикарбоновых кислот. Понятнее?

Если нет, то это — ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород. Кстати, за открытие этого цикла Ганс Кребс получил Нобелевскую премию.

Вообщем, как вы поняли, эта штука очень важная, особенно для биохимиков. Именно им интересен вопрос «Как быстро запомнить цикл Кребса?»

Вот как он выглядит:

По сути Цикл Кребса описывает этапы превращения лимонной кислоты. Их и нужно запомнить.

Вот они:

  1. Конденсация ацетил-коэнзима А со щавелевоуксусной кислотой приводит к образованию лимонной кислоты.
  2. Лимонная кислота превращается в изолимонную через цисаконитовую.
  3. Изолимонная кислота дегидрируется с образованием альфа-кетоглутаровой и углекислого газа.
  4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется с образованием сукцинил-коэнзима А и углекислого газа.
  5. Сукцинил-коэнзим А превращается в янтарную кислоту.
  6. Янтарная кислота дегидрируется с образованием фумаровой.
  7. Фумаровая кислота гидратируется с образованием яблочной.
  8. Яблочная кислота дегидрируется с образованием щавелевоуксусной. При этом цикл замыкается. В первую реакцию следующего цикла вступает новая молекула ацетил-коэнзима А.

Я, на самом деле, не всё понял. Мне больше интересно про то, а как это запомнить.

Как запомнить Цикл Кребса? Стих!

Есть замечательный стих, который позволяет запомнить этот цикл. Автор данного стиха бывшая студентка КГМУ, сочинила его ещё в 1996 году.

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМОНил,
Но нарЦИСсАКОНь боялся,
Он над ним ИЗОЛИМОННо
АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРался.

СУКЦИНИЛся КОЭНЗИМом,
ЯНТАРился ФУМАРОВо,
ЯБЛОЧек припас на зиму,
Обернулся ЩУКой снова.

Здесь последовательно зашифрованы субстраты реакций цикла трикарбоновых кислот:

  • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)
  • АЦЕТИЛ-коэнзим А
  • ЛИМОНная кислота
  • ЦИСАКОНитовая кислота
  • ИЗОЛИМОННая кислота
  • АЛЬФА-КЕТОГЛУТАРовая кислота
  • СУКЦИНИЛ-КОЭНЗИМ A
  • ЯНТАРная кислота
  • ФУМАРОВая кислота
  • ЯБЛОЧная кислота
  • ЩУК (щавелевоуксусная кислота)

Ещё один стих для запоминания цикла трикарбоновых кислот:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,
Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.

Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,
Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.

Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,
ТДФ, коэнзим А забирают СО2.

А энергия едва в сукциниле пoявилась,
Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.

Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,
Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.

Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,
ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

Стих — это неплохо. Его, конечно, еще запомнить надо, тогда вопрос: «Как запомнить цикл Кребса» волновать студентов не будет.

Как запомнить Цикл Кребса? История!

Я вдобавок предлагаю вот какую штуку — каждую из этих стадий (кислоту) преобразовать в образы и картинки:

ЩУКА — щавелевоуксусная кислота
АЦтек сражается с ЕТИ — ацетил-коэнзим А
ЛИМОН — лимонная кислота
ЦИСтерна с КОНями — цисаконитовая
Рисованный на холсте (ИЗО) ЛИМОН — изолимонная кислота
АЛЬФ держит ГЛУбокую ТАРу — альфа-кетоглутаровая кислота
на СУКу сидит и пилит его ЦИНИк — сукцинил-коэнзим А
ЯНТАРЬ — янтарная кислота
в ФУражке МАРля — фумаровая кислота
ЯБЛОКО — яблочная кислота

Добавил картинок, которые могут вызвать сомнения, чтобы вы уж знали наверняка кто есть кто:

Теперь вам нужно соединить их последовательно друг с другом. И тогда Цикл Кребса запомнится следующим образом.

Возле широкой реки ЩУКИ стали выпрыгивать из воды и нападать на АЦтека и ЕТИ, которые из без низ сражались друг с другом. Закидав их ЛИМОНами ацтек и ети сели на цистерну с конями и побыстрее стали убираться с этого места.

Они не заметили как врезались в ворота, на которых был изображен(ИЗО) ЛИМОН. Изнутри ворота им открыл АЛЬФ, держащий стеклянную ГЛУбокую ТАРу. В это время сидящий на СУКу ЦИНИк стал забрасывать их ЯНТАРНыми камнями. Прикрываясь ФУражками с МАРлей наши герои спрятались за огромные ЯБЛОКи.

Но оказывается ЩУКи оказались хитрыми и поджидали их за яблоками.

Фууф, наконец-то дописал эту историю. Дело в том, что придумать такую историю в голове — очень быстро. Буквально 1-2 минуты. А вот изложить её текстом, да ещё так, чтобы поняли окружающие это совсем другое.

Запоминание цикла Кребса акронимом

Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

Надеюсь, теперь вам понятно, как можно запомнить Цикл Кребса.

(24 4,79 из 5)
Загрузка…

Источник: https://ZapomniVse.com/memory/information/cycle-krebs.html

Цикл Кребса – кратко и понятно суть, схема и реакции

Щук расшифровка биохимия

Биологическая роль некоторых реакций цикла Кребса (ЦК) была изучена американским биохимиком венгерского происхождения Альбертом Сент-Дьердьи. В частности, он выделил ключевой компонент ЦТК — фумарат. Исследования в этом направлении продолжил Ганс Кребс.

В итоге он установил всю последовательность реакций и соединений, образующиеся на всех этапах процесса. Ученый не смог определить, с преобразования какой кислоты начинается цикл — лимонной или изолимонной. Сейчас известно, что это лимонная кислота.

Поэтому ЦК называют также цитратным или циклом лимонной кислоты.

Позднее американец Альберт Ленинджер, занимающийся биоэнергетикой, определил, что все реакции ЦК протекают в митохондриях клеток. С получением доступа к изотопам углерода появилась возможность более досконального изучения и уточнения данных о промежуточных соединениях на разных этапах цикла.

С пищей в организм поступают три основные группы сложных биохимических соединений — белки, жиры и углеводы. Они являются первичными метаболитами, потому что участвуют в обмене веществ или в метаболизме.

Этот процесс происходит между любыми живыми клетками и окружающей средой непрерывно. Суть цикла Кребса заключается в том, что он является областью схождения двух путей метаболизма.

Это следующие процессы:

  • катаболизм, при котором происходит распад более сложных веществ на простые, в частности, глюкозы на моносахариды;
  • анаболизм — синтез сложных веществ из простых, например, белков из аминокислот.

После попадания в пищеварительную систему сложные вещества расщепляются под действием ферментов на более простые, которые внутри клеток превращаются сначала в пируват (пировиноградную кислоту), а затем — в ацетильный остаток. Все эти преобразования можно назвать подготовкой к ЦК, а образование остатка — его запуском или начальным этапом.

Дальнейшие стадии цикла трикарбоновых кислот являются частью катаболизма. Процесс идет каскадно. Каждый предыдущий этап запускает последующий, а промежуточные продукты химических реакций служат не только для продолжения цикла, но и при определенных потребностях организма могут пополнять запасы веществ, необходимых для синтеза новых соединений (анаболизма).

Клеточное дыхание

Для нормальной жизнедеятельности живым клеткам постоянно требуется энергия. Ее главный универсальный источник — аденозинтрифосфат (АТФ), способный встраиваться в белки организма напрямую.

Это соединение получается в результате ряда реакций окисления, носящих общее название «клеточное дыхание».

При этом происходит постепенный распад органических веществ вплоть до простейших неорганических — углекислого газа CO2 и воды H2O.

Структурное строение молекул АТФ содержит фосфорангидридные связи, которые имеют свойство накапливать высвобожденную при прохождении реакций клеточного дыхания энергию, поэтому называются макроэргическими.

Так создаются энергетические запасы клеток, которые могут высвобождается при необходимости разрывом этих связей.

Процесс синтеза АТФ и класса вспомогательных соединений включает три этапа:

  1. Гликолиз происходит в цитоплазме.
  2. В матриксе митохондрий проходят все химические реакции цикла Кребса.
  3. Окислительное фосфорилирование на внутренней мембране митохондрий.

Преобразование аденозиндифосфата (АДФ) в АТФ характерно для всех этапов. Но наибольшее суммарное количество молекул с макроэргическими связями образуется при фосфорилировании. Это не значит, что процессы гликолиза и ЦК менее важны. Многие соединения, образующиеся во время их протекания, участвуют в регуляции клеточного дыхания.

Описание процесса

Протекание ЦК достаточно экономно с точки зрения энергозатрат. Такой эффект достигается благодаря тому, что он связывает два метаболических направления.

В процесс вовлекаются вещества, подлежащие утилизации, которые либо служат энергетическим «топливом», либо возвращаются в круг анаболизма.

Подготовительная стадия ЦК заключается в распаде глюкозы, аминокислот и жирных кислот на молекулы пирувата или лактата.

https://www.youtube.com/watch?v=RuA0uXdZJfQ

Органеллы митохондрий способны преобразовывать пируват в ацетильный остаток (ацетил-коэнзим А или ацетил-КоА), представляющий собой вместе с тиольной группой, которая может его переносить, кофермент А. Некоторое соединения могут сразу распадаться до ацетил-КоА, минуя стадию пирувата. При этом пировиноградная кислота может вовлекаться непосредственно в ЦК, не преобразуясь в ацетил-КоА.

Начальные этапы

Первая стадия необратима и состоит из конденсации ацетил-КоА с четырехуглеродным веществом — оксалоацетатом (щавелевоуксусной кислотой или ЩУК), что приводит к образованию шестиуглеродного цитрата (лимонной кислоты). Во время реакции метильная группа ацетил-КоА соединяется с карбонильной группой ЩУК. Благодаря быстрому гидролизу промежуточного соединения цитроил-КоА этот этап проходит без затрат энергии извне.

На второй стадии образуется изоцитрат (изолимонная кислота) из цитрата через цис-аконитат. Это реакция обратимой изомеризации через образование промежуточной трикарбоновой кислоты, в которой катализатором выступает фермент аконитатгидратаза.

Далее происходит дегидрирование и декарбоксилирование изоцитрата до промежуточного соединения оксалосукцинат с выделением углекислого газа.

После декарбоксилирования оксалосукцината образуется енольное соединение, которое перестраивается и превращается в пятиуглеродную кислоту — α-кетоглутарат (оксоглутарата), чем и завершает третью ступень ЦК.

Четвертый этап — α-кетоглутарат декарбоксилирует и реагирует с ацетил-КоА. При этом получается сукцинил-КоА, соединение янтарной кислоты и коэнзима-А, выделяется СО2.

Замыкание цикла

На пятой стадии сукцинил-КоА преобразуется в сукцинат (янтарную кислоту). Для этого этапа характерно субстратное фосфолирование, подобное синтезу АТФ при гликолизе.

Введение в ЦК фосфорной группы РО3 становится возможным благодаря присутствию фермента ГДФ (гуанозиндифосфата) или АДФ (аденозиндифосфата), которые в процессе синтеза сукцината из дифосфатов становятся трифосфатами.

Начиная с шестой стадии, цикл начинает постепенно замыкаться. Сначала сукцинат под действием каталитического фермента сукцинатдегидрогеназы дегидрирует до фумарата. Дальнейшее дигидрирование приводит к седьмому этапу — образованию L-малата (яблочной кислоты) из фуратата через переходное соединение с карбанионом.

Последняя реакция цикла трикарбоновых кислот малат окисляется до щавелевоуксусной кислоты. Первая стадия следующего ЦК начинается с новой молекулы ацетил-КоА.

Значение и функции

Этот восьмиэтапный циклический процесс, итогом которого является окисление ацетильного остатка до углекислого газа, может показаться излишне сложным. Тем не менее, он имеет огромное значение в метаболизме промежуточных реакций и выполняет ряд функций. К ним относятся:

  • энергетическая;
  • анаболическая;
  • катаболическая;
  • транспортная.

Цикл Кребса участвуют в катаболизме жиров и углеводов.

Соединения, образующиеся на разных стадиях процесса, участвуют в синтезе многих необходимых для организма веществ — глутамина, порфиринов, глицина, фенилаланина, цистеина и других.

Когда промежуточные продукты покидают ЦК для участия в синтезе, происходит их замещение с помощью так называемых анаплеротических реакций, которые катализируются регуляторными ферментами, например, пируваткарбоксилазой.

Транспортная функция ЦК заключается в содействии гликолизу.

Глюкозу невозможно превратить сразу в АТФ, поэтому механизм гликолиза действует поэтапно и сопровождается постоянным перемещением атомов и катионов водорода от одних соединений к другим.

Для их транспортировки нужны специальные соединения, которые получаются на одной из стадий ЦТК. Участвующие в гликолизе коферменты цикла Кребса:

  • НАД*H+(Никотинамидадениндинуклеотид с катионом водорода). Образуется на III стадии ЦК.
  • ФАД*H2 (Флавинадениндинуклеотид с молекулой водорода). Появляется на V стадии ЦК.

Реакции ЦК имеют и большое клиническое значение. Хотя для людей не свойственны мутации, связанные с генами ферментов, участвующих в цикле, однако их редкие проявления губительны для здоровья. Они могут приводить к опухолям мышц и почек, нарушениям работы нервной системы.

Существует множество видов визуального и слухового отображения цикла Кребса — схемы с формулами, уравнения химических реакций, разнообразные таблицы и даже мнемонические способы для полного запоминания его главных «участников».

Источник: https://nauka.club/biologiya/tsikl-krebsa.html

Цикл Кребса или как запомнить «золотое кольцо» биохимии

Щук расшифровка биохимия

Наш любимый цикл – ЦТК, или Цикл трикарбоновых кислот – жизнь на Земле и под Землей и в Земле… Стоп, а вообще это самый удивительный механизм – он универсален, является путем окисления продуктов распада углеводов, жиров, белков в клетках живых организмов, в результате получаем энергию для деятельности нашего тела.

Открыл этот процесс собственно Кребс Ганс, за что и получил Нобелевскую премию! Родился он в августе 25 – 1900 года в Германии город Хильдесхайм. Получил медицинское образование Гамбургского университета, продолжил биохимические исследования под руководством Отто Вaрбурга в Берлине.

В 1930 открыл вместе со студентом своим процесс обезвреживания аммиака в организме, который был у многих представителей живого мира, в том числе и человека. Этот цикл – цикл образования мочевины, который также известен под именем цикла Кребса №1.

Когда к власти пришел Гитлер, Ганс эмигрировал в Великобританию, где продолжает заниматься наукой в Кембриджском и Шеффилдском университетах. Развивая исследования биохимика из Венгрии Альберта Сент-Дьёрди, получает озарение и делает самый знаменитый цикл Кребса № 2, или по-другому “цикл Сент-Дьёрди – Кребса” – 1937.

Результаты исследований посылаются в журнал “Nature”, который отказывает в напечатании статьи. Тогда текст перелетает в журнал “Enzymologia” в Голландии. Кребс получает Нобелевскую премию в 1953 по физиологии и медицине.

Открытие было удивительным: в 1935 Сент-Дьёрди находит, что янтарная, оксалоуксусная, фумаровая и яблочная кислоты (все 4 кислоты – естественные химические компоненты клеток животных) усиливают процесс окисления в грудной мышце голубя. Которая была измельчена. Именно в ней процессы метаболические идут с наибольшей скоростью. Ф. Кнооп и К.

Мартиус в 1937 году находят, что лимонная кислота превращается в изолимонную через продукт промежуточный, цис – аконитовую кислоту. Кроме того изолимонная кислота могла превращаться в а-кетоглутаровую, а та – в янтарную.

Кребс заметил действие кислот на поглощение О2 грудной мышцей голубя и выявил из активирующее действие на окисление ПВК и образование Ацетил-Коэнзима А. Кроме того процессы в мышце угнетались малоновой кислотой, которая похожа на янтарную и могла конкурентно ингибировать ферменты, у которых субстрат – янтарная кислота.

Когда Кребс добавлял малоновую кислоту к среде реакции, то начиналось накопление а-кетоглутаровой, лимонной и янтарной кислот. Таким образом понятно, что действие совместное а-кетоглутаровой, лимонной кислот приводит к образованию янтарной. Ганс исследовал еще более 20 веществ, но они не влияли на окисление.

Сопоставив полученные данные, Кребс получил цикл. В самом начале исследователь не мог точно сказать начинается процесс с лимонно или изолимонной кислоты, поэтому назвал “цикл трикарбоновых кислот”. Сейчас мы знаем, что первой является лимонная кислота, поэтому правильно – цитратный цикл или цикл лимонной кислоты. У эукариот реакции ЦТК протекают в митохондриях, при этом все ферменты для катализа, кроме 1, содержатся в свободном состоянии в матриксе митохондрии, исключение – сукцинатдегидрогеназа – локализуется на внутренней мембране митохондрии, встраивается в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

1) Ацетил-Коэнзим А

– ацетильная группа – Acetyl group- коэнзим А – Coenzyme A:

2) ЩУК – Оксалоацетат – Щавелево-Уксусная кислота

как бы состоит из двух частей: щавелевая и уксусная кислота.

Как же происходят реакции?

В целом мы все привыкли к виду кольца, что и представлено снизу на картинке. Еще ниже все расписано по этапам:

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная кислота

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная кислота. Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической:

2. Лимонная кислота через цис-аконитовую переходит в изолимонную

Происходит изомеризация лимонной кислоты в изолимонную. Фермент превращения – аконитаза – дегидратирует вначале лимонную кислоту с образованием цис-аконитовой кислоты, потом соединяет воду к двойной связи метаболита, образуя изолимонную кислоту:

3. Изолимонная дегидрируется с образованием а-кетоглутаровой и СО2

Изолимонная кислота окисляется специфической дегидрогеназой, кофермент которой – НАД. Одновременно с окислением идет декарбоксилирование изолимонной кислоты. В результате превращений образуется α-кетоглутаровая кислота.

4. Альфа-кетоглутаровая кислота дегидрируется ➙ сукцинил-коэнзим А и СО2

Следующая стадия – окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты. Катализируется α-кетоглутаратдегидрогеназным комплексом, который аналогичен по механизму, структуре и действию пируватдегидрогеназному комплексу. В результате образуется сукцинил-КоА.

5. Сукцинил-коэнзим А ➙ янтарная кислота

Сукцинил-КоА гидролизуется до свободной янтарной кислоты, выделяющаяся энергия сохраняется путем образования гуанозинтрифосфата. Эта стадия – единственная в цикле, прикоторой прямо выделится энергия.

6. Янтарная кислота дегидрируется ➙ фумаровая

Дегидрирование янтарной кислоты ускоряется сукцинатдегидрогеназой, коферментом ее является ФАД.

7. Фумаровая гидратируется ➙ яблочная

Фумаровая кислота, которая образуется при дегидрировании янтарной кислоты, гидратируется и образуется яблочная.

8. Яблочная кислота дегидрируется ➙ Щавелево-Уксусная – цикл замыкается

Заключительный процесс – дегидрирование яблочной кислоты, катализируемое малатдегидрогеназой; Результат стадии – метаболит, с которого начинается цикл трикарбоновых кислот – Щавелево-Уксусная кислота. В 1 реакцию следующего цикла вступит другая м-ла Ацетил-Коэнзима А.

Как запомнить этот цикл? Просто!

1) Очень образное выражение:
Целый Ананас И Кусочек Суфле Сегодня Фактически Мой Обед, что соответствует— цитрат, цис-аконитат, изоцитрат, (альфа-)кетоглутарат, сукцинил-CoA, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат.

2) Другое длинное стихотворение:

ЩУКа съела ацетат, получается цитрaт,Через цисaконитaт будет он изоцитрaт.Вoдoрoды отдaв НАД, oн теряет СО2,Этoму безмернo рaд aльфa-кетоглутaрaт.Окисление грядет — НАД похитил вoдoрoд,ТДФ, коэнзим А забирают СО2.А энергия едва в сукциниле пoявилась,Сразу АТФ рoдилась и oстался сукцинат.Вот дoбрался он дo ФАДа — вoдoрoды тому надo,Фумарат воды напился, и в малат oн превратился.Тут к малату НАД пришел, вoдoрoды приобрел,ЩУКа снoва oбъявилась и тихoнькo затаилась.

3) Оригинальное стихотворение – покороче:

ЩУКу АЦЕТИЛ ЛИМOНил,Нo нарЦИСсA КOНь боялся,Oн над ним ИЗOЛИМOННоAЛЬФA – КЕТOГЛУТAРался.CУКЦИНИЛся КOЭНЗИМом,ЯНТAРился ФУМАРOВo,ЯБЛОЧек припаc на зиму,

Обернулcя ЩУКой снова.

Источник: https://medforo.ru/articles/4/

Цикл трикарбоновых кислот (цикл кребса)

Щук расшифровка биохимия

Цикл трикарбоновых кислот впервые был открыт английским биохимиком Г. Кребсом. Он первым постулировал значение данного цикла для полного сгорания пирувата, главным источником которого является гликолитическое превращение углеводов.

В дальнейшем было показано, что цикл трикарбо-новых кислот является тем центром, в котором сходятся практически все метаболические пути.

Таким образом, цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.

Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций (рис. 10.9). Начинается цикл с присоединения ацетил-КоА к оксалоацетату и образования лимонной кислоты (цитрата).

Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований (отнятие водорода) и двух декарбоксилирований (отщепление СО2) теряет два углеродных атома и снова в цикле Кребса превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в результате полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2О, а молекула окса-лоацетата регенерируется.

Рассмотрим все восемь последовательных реакций (этапов) цикла Кребса.

Рис. 10.9. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Первая реакция катализируется ферментом цит-рат-синтазой, при этом ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота:

По-видимому, в данной реакции в качестве промежуточного продукта образуется связанный с ферментом цитрил-КоА. Затем последний самопроизвольно и необратимо гидролизуется с образованием цитрата и HS-KoA.

В результате второй реакции образовавшаяся лимонная кислота подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты, которая, присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Катализирует эти обратимые реакции гидратации–дегидратации фермент аконитатгидратаза (аконитаза). В результате происходит взаимоперемещение Н и ОН в молекуле цитрата:

Третья реакция, по-видимому, лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы.

В ходе изоцитратдегидрогеназной реакции изолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом, которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg2+или Мn2+.

Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбокси-лирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА.

Механизм этой реакции сходен с таковым реакции окислительного декарбоксилирования пирувата до ацетил-КоА, α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс напоминает по своей структуре пируватдегидрогеназный комплекс.

Как в одном, так и в другом случае в реакции принимают участие 5 коферментов: ТПФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД+.

Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтета-зой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Одновременно происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА:

В результате шестой реакции сукцинат дегидрируется в фумаровую кислоту. Окисление сукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой, в молекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД. В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-тохондриальной мембраной:

Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фума-ратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Следует отметить, что фумаратгидратаза обладает стереоспецифичностью (см. главу 4) – в ходе реакции образуется L-яблочная кислота:

Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат:

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление («сгорание») одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД+ и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться.

Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавшийся ФАДН2 прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ.

Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ.

Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов; при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9).

Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН2 попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ.

Если подсчитать полный энергетический эффект гликолитического расщепления глюкозы и последующего окисления двух образовавшихся молекул пирувата до СО2 и Н2О, то он окажется значительно большим.

Как отмечалось, одна молекула НАДН (3 молекулы АТФ) образуется при окислительном декарбоксилировании пирувата в ацетил-КоА.

При расщеплении одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы пирувата, а при окислении их до 2 молекул ацетил-КоА и последующих 2 оборотов цикла трикарбоновых кислот синтезируется 30 молекул АТФ (следовательно, окисление молекулы пирувата до СО2 и Н2О дает 15 молекул АТФ).

К этому количеству надо добавить 2 молекулы АТФ, образующиеся при аэробном гликолизе, и 6 молекул АТФ, синтезирующихся за счет окисления 2 молекул внемитохондриального НАДН, которые образуются при окислении 2 молекул глицеральдегид-3-фосфата в дегидрогеназной реакции гликолиза.

Следовательно, при расщеплении в тканях одной молекулы глюкозы по уравнению С6Н12О6 + 6О2 —> 6СО2 + 6Н2О синтезируется 38 молекул АТФ. Несомненно, что в энергетическом отношении полное расщепление глюкозы является более эффективным процессом, чем анаэробный гликолиз.

Необходимо отметить, что образовавшиеся в процессе превращения глицеральдегид-3-фосфата 2 молекулы НАДН в дальнейшем при окислении могут давать не 6 молекул АТФ, а только 4. Дело в том, что сами молекулы внемитохондриального НАДН не способны проникать через мембрану внутрь митохондрий.

Однако отдаваемые ими электроны могут включаться в митохондриальную цепь биологического окисления с помощью так называемого глицеролфосфатного челночного механизма (рис. 10.10). Ци-топлазматический НАДН сначала реагирует с цитоплазматическим ди-гидроксиацетонфосфатом, образуя глицерол-3-фосфат.

Реакция катализи-

Рис. 10.10. Глицеролфосфатный челночный механизм. Объяснение в тексте.

руется НАД-зависимой цитоплазматической глицерол-3-фосфат-дегидроге-назой:

Дигидроксиацетонфосфат + НАДН + Н+ Глицерол-3-фосфат + НАД+.

Образовавшийся глицерол-3-фосфат легко проникает через митохонд-риальную мембрану. Внутри митохондрии другая (митохондриальная) глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа (флавиновый фермент) снова окисляет глицерол-3-фосфат до диоксиацетонфосфата:

Глицерол-3-фосфат + ФАД Диоксиацетонфосфат + ФАДН2.

Восстановленный флавопротеин (фермент-ФАДН2) вводит на уровне KoQ приобретенные им электроны в цепь биологического окисления и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования, а диоксиаце-тонфосфат выходит из митохондрий в цитоплазму и может вновь взаимодействовать с цитоплазматическим НАДН + Н+. Таким образом, пара электронов (из одной молекулы цитоплазматического НАДН + Н+), вводимая в дыхательную цепь с помощью глицеролфосфатного челночного механизма, дает не 3, а 2 АТФ.

Рис. 10.11. Малат-аспартатная челночная система для переноса восстанавливающих эквивалентов от цитозольного НАДН в митохондриальный матрикс. Объяснение в тексте.

В дальнейшем было показано, что с помощью данного челночного механизма лишь в скелетных мышцах и мозге осуществляется перенос восстановленных эквивалентов от цитозольного НАДН + Н+ в митохондрии.

В клетках печени, почек и сердца действует более сложная малат-ас-партатная челночная система. Действие такого челночного механизма становится возможным благодаря присутствию малатдегидрогеназы и ас-партатаминотрансферазы как в цитозоле, так и в митохондриях.

Установлено, что от цитозольного НАДН + Н+ восстановленные эквиваленты сначала при участии фермента малатдегидрогеназы (рис. 10.11) переносятся на цитозольный оксалоацетат. В результате образуется малат, который с помощью системы, транспортирующей дикарбоновые кислоты, проходит через внутреннюю мембрану митохондрии в матрикс.

Здесь малат окисляется в оксалоацетат, а матриксный НАД+ восстанавливается в НАДН + Н+, который может теперь передавать свои электроны в цепь дыхательных ферментов, локализованную на внутренней мембране митохондрии. В свою очередь образовавшийся оксалоацетат в присутствии глутамата и фермента АсАТ вступает в реакцию трансаминирования.

Образующиеся аспарат и α-кетоглутарат с помощью специальных транспортных систем способны проходить через мембрану митохондрий.

Транспортирование в цитозоле регенерирует оксалоацетат, что вызывает к действию следующий цикл. В целом процесс включает легкообратимые реакции, происходит без потребления энергии, «движущей силой» его является постоянное восстановление НАД+ в цитозоле гли-церальдегид-3-фосфатом, образующимся при катаболизме глюкозы.

Итак, если функционирует малат-аспартатный механизм, то в результате полного окисления одной молекулы глюкозы может образоваться не 36, а 38 молекул АТФ (табл. 10.1).

В табл. 10.1 приведены реакции, в которых происходит образование высокоэргических фосфатных связей в ходе катаболизма глюкозы, с указанием эффективности процесса в аэробных и анаэробных условиях.

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

Еще по теме:

Источник: http://www.xumuk.ru/biologhim/151.html

Щук расшифровка биохимия – Все про гипертонию

Щук расшифровка биохимия

Многие годы безуспешно боретесь с ГИПЕРТОНИЕЙ?

Глава Института: «Вы будете поражены, насколько просто можно вылечить гипертонию принимая каждый день…

Читать далее »

Чтобы провести диагностирование функций внутренних органов человека исследуется биохимический анализ крови. Расшифровка у детей данных исследований отличается от нормативных показателей взрослого человека.

Этот способ диагностирования, помогает установить недостаточность или избыток микроэлементов.

Большинство направлений медицины (терапия, эндокринология, урология, гастроэнтерология, гинекология и другие) для определения самочувствия больного и выявления отклонений прибегают к изучению биохимии крови.

Нормы показателей

НАШИ ЧИТАТЕЛИ РЕКОМЕНДУЮТ!

Для лечения гипертонии наши читатели успешно используют ReCardio. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

Сдачу анализа крови у ребенка осуществляют на голодный желудок, не рекомендовано принимать пищу и пить за шесть часов до забора материала. При экстренном исследовании подготовки пациента не происходит. Кровь берется из вены, расположенной в локтевом сгибе. Забор проводится медицинским сотрудником, который обладает необходимой квалификацией.

Расшифровка биохимического анализа крови у детей указана в таблице:

Референсные значения
ПоказателиЗначениеначиная с 1 дн. до 30 дн.начиная с 30 дней до 12 мес.начиная с 12 мес. до 14-летнего возраста
Белок общийЕго количество характеризует обменный процесс.от 44 до 71от 50 до 74с 61 до 83
ЖелезоПереносит и связывает кислород в крови.от 9,6 до 33от 6 до 15от 9 до 32
АльбуминыИх функция транспортировка гормонов и других активных составляющих.от 29 до 46от 34 до 51от 36 до 55
НатрийРегулирует вывод жидкости и участвует в водно-солевых процессах.от 134 до 156от 132 до 143от 131 до 157
С-реактивный белокИнформирует о воспалении.Отрицательный.
Общий билирубинОбразуется при расщеплении гемоглобина.от 16 до 69от 8,4 до 21,6от 8,3 до 22
Связанный билирубинСоставляющая билирубина, растворяемая в жидкости.от 4 до 13от 0,82 до 3,5от 0,82 до 3,5
Несвязанный билирубинТоксичен. Составляющая, растворяемая в воде.от 12,7 до 55,3от 2,55 до 17,4от 2,55 до 17,4
АлАтХарактеризует состояние печени.менее 40
АсАтХарактеризует состояние сердца.менее 40
Щелочная фосфатазаПомогает транспортировать фосфор.менее 149менее 643менее 643
КреатининОбразуется в мышцах. Способствует снабжению энергией мышц.

Помогает диагностировать, как работают почки.

от 34 до 111
ХлорПоддерживает кислотно-щелочную среду.от 95 до 108

Также рассматривается еще несколько показателей

ПоказателиЗначениеНормативные значения
с 1 дн. до 30 дн.с 30 дней до 12 мес.с 12 мес. до 14-летнего возраста
КалийВ организме человека отвечает за баланс воды. 

до 7

 

до 6

 

до 5,7

ТриглицеридыИсточник клеточной энергии. до 0,87до 0,94до 1,87
ЛипидыИх функция – обеспечение энергией, водоотталкивающими и термоизоляционными свойствами кожные покровы. 

до 6,5

 

до 6,4

 

до 8,4

КальцийРабота нервов и сердца зависит от данного элемента.до 3до 3до 4,1
ХолестеринСоздает мембраны клеток и является компонентом жирового обмена. 

до 4

 

до 5

 

до 7

ЛипазаЯвляется ферментом, который расщепляет жиры в организме. 

менее 182

ФосфорЭлемент необходим для костей и зубов. 

до 3

 

до 3

 

до 2

ГлюкозаЭто источник энергии для внутренних органов. 

до 5

 

до 6

 

до 6

Мочевинарастворяемый в воде белый кристалл 

до 5

 

до 6

 

до 8

Что означают

Родители, изучая анализ крови ребенка, не имея медицинской квалификации, увидят только ряд показателей биохимического анализа крови, но они, ни о чем не говорят. Но мамы, обязаны знать какова норма этих показателей и о чем информирует биохимия крови у малыша, для чего необходимо проводить биохимический анализ крови у детей.

Рассмотрим, о чем говорят показатели биохимического анализа крови.

https://www.youtube.com/watch?v=_t2qBdtNnjc

Вот основополагающие элементы, что анализируются при этом исследовании:

  1. Белок. Высокий уровень информирует об обезвоживании, воспалительном процессе, патологии почек или сгущении крови.
  2. Глюкоза. Отвечает за обмен углеводов.
  3. Мочевина. Рост показателя свидетельствует о сбое в работе почек, кишечной непроходимости или кровотечении. Интенсивные занятия спортом сказываются на увеличении данного показателя в крови.
  4. Креатинин. Его повышение связано со сбоем в работе почек. Если уровень снижается, то возможны сбои в эндокринной системе.
  5. Холестерин. Если он выше нормы, то стоит проверить печень и сердечно-сосудистую систему.
  6. Билирубин. Повышается при вирусном гепатите, злокачественной опухоли, холециститах, недостаточности витамина В 12.
  7. Аспартатаминотрансфераза (АСТ). Рост свидетельствует о патологии печени, панкреатите или сердечной недостаточности.
  8. Аланинаминотрасфераза (АЛТ). Повышение показателя у ребенка говорит о сбоях в работе сердца или почек.
  9. Лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Изменения ЛДГ от нормы говорит об инфекционном гепатите, сбоях в работе почек или легких.
  10. Липаза. Показывает наличие заболеваний поджелудочной железы.
  11. Калий. Отклонение показателя свидетельствует о сбоях в работе сердца, легких, почек.
  12. Натрий. При его увеличении можно предположить сбои в функционировании почек.
  13. Кальций. Снижение кальция информирует о нехватке витамина Д. Рост наблюдается при онкологических заболеваниях.
  14. Фосфор. Он важен для костной ткани.
  15. Железо. При его дефиците наблюдается железодефицитная анемия.

Нормы и причины изменений показателя LYM в анализе крови

Лимфоциты (LYM) — это разновидность белых телец крови (лейкоцитов), которые являются неотъемлемой частью иммунной системы человека. Эти клетки продуцируются в костном мозге, вилочковой железе, селезенке и лимфоузлах человека. Основной функцией LYM является распознавание чужеродных антигенов и обеспечение иммунного ответа на их появление в организме.

Существуют такие виды LYM:

  1. В-лимфоциты: встречаясь с чужеродными белками, они выделяют специфические иммуноглобулины, обеспечивающие длительный или пожизненный иммунитет к различным заболеваниям.
  2. Т-лимфоциты: уничтожают клетки, пораженные чужеродными агентами и микроорганизмы, внедрившиеся внутрь клетки.
  3. NK-лимфоциты: борются с раковыми клетками.

Чтобы определить уровень LYM, следует сдать общий анализ крови и выполнить расшифровку его результатов. Сдавать кровь на анализ рекомендуется утром натощак. За день до сдачи анализа крови и его последующей расшифровки не следует употреблять жирную пищу и алкоголь.

Нормы

Показатель LYM в результатах общего анализа крови может выражаться в количественном и процентном значении.

Так, у новорожденных LYM в норме составляет 0,8–9*109 клеток на литр крови, или 15–35 % от общего числа лейкоцитов. Норма для детей до года: 45–70 %. Дети от одного года: 0,8–8*109 клеток на литр, или 30–50 %.

Для взрослых мужчин и женщин норма LYM составляет 0,8–4*109 клеток, или 30–40 % от общего количества лейкоцитов.

Если при расшифровке анализа крови было обнаружено повышенное содержание лимфоцитов, речь будет идти о лимфоцитозе. Противоположным состоянием считается лимфопения. Лимфоцитоз бывает:

  1. Абсолютным: при расшифровке анализа крови обнаруживается превышение количества лимфоцитов по сравнению с нормой.
  2. Относительным: меняется процентное соотношение иммунных клеток крови в пользу лимфоцитов. Такое явление наблюдается при падении уровня нейтрофилов — еще одного вида лейкоцитов.

Повышенный показатель LYM: причины

  1. Стресс или нестабильность гормонального фона: провоцируется волнением, переутомлением или изменением концентрации половых гормонов у женщин. В большинстве таких случаев показатель LYM незначительно превышает норму и стабилизируется самостоятельно.
  2. Курение: лимфоцитоз на фоне увеличенного количества эритроцитов наблюдается у людей с пристрастием к курению.
  3. Вирусные инфекции: повышение уровня LYM в крови рассматривается как естественная реакция организма на попадание вируса. Лимфоцитоз может сохраняться и в периоде выздоровления. Повышенный уровень LYM провоцируют ОРВИ, корь, ветрянка, краснуха, герпес, мононуклеоз, коклюш.
  4. Бактериальные инфекции: пневмония, туберкулез, ЗППП.
  5. Аутоиммунные недуги: болезнь Крона, красная волчанка, ревматоидный артрит, аутоиммунный тиреотоксикоз. При этих заболеваниях организм начинает уничтожать собственные клетки, принимая их за чужеродные.
  6. Интоксикация, вызванная тяжелыми металлами и медпрепаратами: под воздействием свинца или после приема Левомицетина, Анальгина, Фенитоина снижается уровень нейтрофилов, из-за чего наблюдается относительный лимфоцитоз.
  7. Удаление селезенки: этот орган является местом расщепления LYM, поэтому его удаление провоцирует временный лимфоцитоз.

    По истечении нескольких недель система кроветворения человека приспосабливается к изменившимся условиям функционирования, и лимфоцитоз самоустраняется.

Зачастую высокий уровень LYM является признаком раковых заболеваний крови.

Так, острый лимфобластный лейкоз характеризуется высокой концентрацией незрелых лимфобластов в крови, которые не могут превращаться в полноценные лимфоциты и выполнять их функции. Лимфобласты интенсивно делятся, тем самым угнетая активность других иммунных клеток. Диагностика заболевания включает в себя не только анализ крови, при котором обнаруживается низкий уровень эритроцитов и тромбоцитов, но и другие исследования:

  • иммунологические анализы;
  • биопсию костного мозга;
  • анализ крови на онкомаркеры.

Хронический лимфоцитарный лейкоз также является злокачественным заболеванием крови, при котором наблюдается рост LYM. При этом заболевании лимфоциты созревают, однако они имеют аномальную структуру, что не позволяет им функционировать. Способы диагностики заболевания аналогичны лимфобластному лейкозу.

Причины лимфопении

Лимфопения при расшифровке анализа крови также считается признаком патологии. Причины:

  1. Тяжелые вирусные заболевания, к примеру, грипп или гепатит. При возникновении этих патологий истощается потенциал иммунитета человека, в том числе и лимфоцитов. Однако по мере восстановления показатель крови приходит в норму самостоятельно.
  2. Болезни костного мозга: бывают не только врожденными, но и приобретенными. У пациента снижается не только уровень LYM, но и других показателей крови: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Анемия Фанкони — это врожденное заболевание системы кроветворения. При этом заболевании человек страдает от иммунодефицита и массивных кровотечений, из-за чего повышается риск летального исхода. Наиболее эффективным методом борьбы с анемией Фанкони является трансплантация костного мозга. Нарушение деятельности костного мозга зачастую возникает под воздействием радиации.
  3. Лимфогранулематоз, лейкоз.
  4. Прием медпрепаратов (цитостатиков, нейролептиков, кортикостероидов): угнетение процесса кроветворения является побочным эффектом от приема лекарств. После окончания курса лечения показатель LYM нормализуется.
  5. Иммунодефицит: к таким заболеваниям относят врожденный синдром Ди Джорджи (недоразвитость тимуса), тяжелый комбинированный иммунодефицит и СПИД.
  6. Почечная недостаточность.
  7. Болезнь Иценко — Кушинга и др.

Низкий уровень LYM может рассматриваться как признак лимфогранулематоза — онкологического заболевания лимфатических узлов. Для уточнения диагноза пациенту необходима биопсия лимфоузлов и их исследование с помощью компьютерного томографа.

Что делать, если уровень LYM не находится в пределах нормы?

Если человек получил на руки бланк с результатами анализа крови и обнаружил в нем отклонение от нормы уровня лимфоцитов, он, прежде всего, должен посетить своего терапевта. Только врач может дать адекватную оценку результатам исследования крови.

Для уточнения диагноза пациент направляется к специалистам узкого профиля (гематологу, инфекционисту, эндокринологу, онкологу и т. д.), которые назначат прохождение более детальных исследований, позволяющих уточнить причину лимфоцитоза (лимфопении).

Если у врача возникли сомнения, касающиеся результата анализа на LYM, пациент будет направлен на повторное исследование крови.

Источник: https://mygipertoniya.ru/gipertoniya/shhuk-rasshifrovka-biohimiya/

WikiCardiolog.Ru
Добавить комментарий