Энергетический обмен

1. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

Лекция по теме:
«ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ
ОБМЕН-2»
Краснодар
2009

2. Микросомальное окисление

S-H + О2
S-H + 1/2 О2
диоксигеназы
(оксидазы)
S-О2
S-ОН
монооксигеназы гидроксилированное
(гидроксилазы)
соединение

3. Микросомальная цепь окисления

2Н+

4. Повреждающее действие свободных радикалов на компоненты клетки

Разрушение
белков
Разрушение
мембран
митохондрий
Повреждение
эндоплазматического
ретикулума
Нарушение
проницаемости
плазматической
мембраны
Разрушение
ядерной мембраны,
повреждение ДНК
Перекисное
окисление липидов
мембран

5. Стадии катаболизма по Кребсу

6.

Окислительное
декарбоксилирование
пирувата
Е1 Е2 Е3
CH3
С
O
ТПФ, ЛК, НАД,
ФАД, КоА
пируватCOOH дегидрогеназный
комплекс
пируват
O
+
СО2 + НАДН + Н + H3C
С
~SКоА
ацетил-КоА

7.

CH3
С
O
+
ТПФ
ТПФ
Е1
CH3 + СО2
OH
COOH
оксиэтил-ТПФ
пируват
ТПФ
СН
СН
ОН
CH3 +
ЛК
S
S
Е2
ТПФ + ЛК
SН
S
O
~С
CH3
ацетиллипоевая
кислота

8.

ЛК
SН
S
~
O
O
+
С
CH3
КоА
Е2
H3C
С
~SКоА + ЛК
ацетил-КоА
SН
SН

9. Каскад Чанса-Ленинджера

10. Источники ацетил-КоА

11. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

COOH
COOH
CH3
С
O
~
ацетил-КоА
O
С
SКоА + СН
2
COOH
оксалоацетат
Н2О
НS-КоА
цитратсинтаза
СН 2
OH С
COOH
СН 2
COOH
цитрат

12.

COOH
COOH
СН 2
Н2О
С COOH
OH С COOH
H С H
COOH
цитрат
СН 2
аконитатгидратаза
С
H
COOH
цис-аконитат
COOH
Н2О
СН 2
H С COOH
аконитат- HO С H
гидратаза
COOH
изоцитрат

13.

изоцитратдегидрогеназа

14.

COOH
СН 2
KоА
НАД+
СН 2
С O
COOH
-кетоглутарат
НАДН + Н+
-кетоглутаратдегидрогеназа
СО2
COOH
СН 2
СН 2
O С
~SКоА
сукцинил-КоА

15.

COOH
СН2
СН2
O С
~SКоА
сукцинил-КоА
НS-KоА
АДФ + НР
АТФ
сукцинил-КоАсинтетаза
(сукцинилтиокиназа)
COOH
СН2
СН2
COOH
сукцинат

16.

COOH
СН2
СН2
COOH
сукцинат
ФАД
ФАДН2
сукцинатдегидрогеназа
COOH
СН
СН
COOH
фумарат

17.

COOH
СН
COOH
Н2О
СН
COOH
фумарат
HO С H
фумараза
Н2О
H С H
COOH
малат

18.

COOH
НАД+
НАДН + Н+
HO С H
H С H
COOH
малат
COOH
С
малатдегидрогеназа
O
СН 2
COOH
оксалоацетат

19. Схема превращений в ЦТК

АДФ + НР
АТФ

20. Энергетика ЦТК

3 НАДН+Н+ = 3х3 АТФ = 9 АТФ
1 ФАДН2
= 2 АТФ
11 АФТ за счёт
окислительного фосфорилирования
1 АТФ за счёт субстратного
фосфорилирования
Суммарно 12 АТФ

21. Регуляция ЦТК

Аллостерическая регуляция
(изоцитратдегидрогеназа, цитратсинтетаза)
Состояние депо энергии:
АДФ + НР активатор
АТФ ингибитор
Состояние коферментов:
Ко окисл активатор
КоН2 восст ингибитор
Проницаемость мембран
митохондрий

22. Биологическая роль ЦТК

1.
2.
Источник полезной энергии – 12 АТФ
Источник строительного материала:
- ацетил-КоА: жирные кислоты,
холестерин, желчные кислоты,
стероидные гормоны, кетоновые тела;
- сукцинил-КоА: гем, пиримидиновые
основания;
- α-кетоглутарат: аминокислоты – пролин,
глутамат;
- оксалоацетат: глюкоза, аспарагиновая
кислота.

23. Причины нарушений ЦТК

Голодание
Авитаминозы
Гипоксия
Поступление
ферментов
ингибиторов

24. Гипоэнергетические состояния

Формы
гипоэнергетических
состояний
I. Алиментарные
II. Гипоксические:
Причины возникновения
Голодание, гиповитаминозы
А. Связанные с
нарушением поступления
кислорода в кровь:
экзогенная
гипоксия
легочная
(дыхательная)
гипоксия
Недостаток О2 во
вдыхаемом воздухе
Нарушение легочной
вентиляции или перехода
О2 из альвеол в кровь

25.

Б. Связанные с
нарушением
транспорта
кислорода в ткани:
гемодинамическая
гипоксия
гемоглобиновая
гипоксия
Нарушения
кровообращения
(генерализованные −
пороки сердца,
кровопотеря, шок и др.;
локальные − спазм
сосудов, тромбоз,
артериовенозный шунт)
Гипогемоглобинемия,
блокирование
гемоглобина ядами,
патологические варианты

26.

III. Митохондриальные
(т.е. связанные с
нарушением
использования
кислорода в клетках)
Нарушение функций
митохондрий
ингибиторами
ферментов
дыхательной цепи,
разобщителями
окисления и
фосфорилирования,
мембранотропными
веществами