1.Wyjaśnij pojęcia metabolizm, katabolizm i anabolizm.

Metabolizm – całokształt reakcji chemicznych i związanych z nimi przemian energii zachodzących w żywych komórkach, stanowiący podstawę wszelkich zjawisk biologicznych.

Katabolizm – ogół reakcji chemicznych metabolizmu prowadzący do rozpadu złożonych związków chemicznych na prostsze cząsteczki. Reakcja egzoenergetyczna, uwalniająca energię, substraty muszą być o wyższym poziomie energii, a produkty o niższym.

Glikoliza, hydroliza tłuszczów

C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH + energia (ATP) (fermentacja alkoholowa)

C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃ + energia (ATP) (fermentacja mlekowa)

Anabolizm – grupa reakcji chemicznych, w wyniku których z prostych substratów powstają związki złożone, gromadzące energię. Jest to ta część metabolizmu, która związana jest ze wzrostem tkanek organizmu.

Np. synteza glukozy, synteza kwasów tłuszczowych, glukoneogeneza, synteza tłuszczów, glikogeneza,

2.Nomenklatura i klasyfikacja enzymów:

I-OKSYDOREDUKTAZY –dehydrogenazy, -oksydazy, -peroksydazy, -oksygenazy,

II-TRANSFERAZY

III-HYDROKSYLAZY

IV-LIAZY

V-IZOMERAZY

VI-LIGAZY

3. BUDOWA I FUNKCJE BILOGICZNE ENZYMÓW

HOLOEZNZYM- składa się z części białkowej (apoenzym) oraz niebiałkowej (koenzym)

APOENZYM- część enzymu, która po połączeniu z koenzymem stanowi holoenzym; apoenzym decyduje o swoistości enzymu oraz często o rodzaju reakcji jaką enzym jest zdolny katalizować

KOENZYM- niebiałkowa część enzymu; często może odłączać się od jednego enzymu i przyłączać się do 2.

GRUPA PROSTETYCZNA- koenzym, który jest ściśle związany z enzymem za pomocą wiązań kowalencyjnych lub niekowalencyjnych

I-OKSYDOREDUKTAZY (katalizują procesy utleniania i redukcji)

–dehydrogenazy, (odłączają atomy wodoru od wielu związków organicznych NAD NADP FAD)

-oksydazy,(katalizują oderwanie wodoru od substratu w reakcji w której akceptorem wodoru jest tlen)

-peroksydazy, (katalizują utlenianie nadtlenku wodoru)

II-TRANSFERAZY (przenoszą różne grupy z donora na akceptor, biorą udział w syntezie DNA i RNA)

III-HYDROKSYLAZY(rozkładają różne typy wiązań z udziałem wody)

IV-LIAZY(przekształcanie substratu prowadzące do powstania bądź zaniku podwójnego wiązania)

V-IZOMERAZY(katalizują reakcję izomeryzacji)

VI-LIGAZY(katalizują reakcje syntezy kosztem energii z ATP lub innego nukleotydu trifosforanowego)

4. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznych

-stężenie enzymy, -stężenie substratu, teperatura, odczyn środowiska, obecność aktywatorów i inhibitorów

5.

6. Funkcje węglowodanów w organizmie

-główne składniki energetyczne diety

-magazyn energii w ciele człowieka

-intermediaty wielu szlaków metabolicznych

-skladniki kwasów nukleinowych ,koenzymów i błon komórkowych

-udział w sygnalizacji międzykomórkowej

-składniki ścian kom bakterii i roślin

7. trawienie i absorbcja węglowodanów

#jama ustna- amylaza ślinowa-trawienie skrobii i glikogenu do dekstryn i maltozy

#dwunastnica- amylaza trzustkowa- dalszy rozkład polisacharydów na dekstryny i maltozę

#jelito cienkie- amylaza jelitowa-rozkład do disachardów

-sacharoza-rozkłada sacharozę do glukozy i fruktozy

-maltoza-rozkłada maltozę do 2 cząsteczek glukozy

8. Paliwo energetyczne różnych narządów

– mózg- glukoza(jeśli jej zabraknie zastępują ją związki ketonowe)

– erytrocyty-glukoza,

- wątroba-aminokwasy(jeśli ich zabraknie to glukoza lub kwasy tłuszczowe)

- nerki- kwasy tłuszczowe ,związki ketonowe, mleczan, pirogronian, glutamina

-mięsnie- kwasy tłuszczowe, glukoza

9.Które narządy wymagają stałego dostarczania energii w postaci glukozy?

-mozg i eretrocyty

10-krotkie wykłady 321

11.Przebieg ,lokalizacja i znaczenie Glikolizy

Glikoliza zachodzi w cytoplazmie , Rola glikolizy polega na dostarczeniu energii oraz wytwarzaniu intermediatów dla szlaków biosyntetycznych

12. Fosfor nieorganiczny jest włączany do glikolizy na zasadzie fosforylacji substratowej.

13. Reakcje nieodwracalne w glikolizie

-przekształcenie glukozy w glukozo6-fosforan(katalizowana przez heksokinaze lub glukokinazę)

-przekształcenie fruktozo-6-fosforanu do frutkozo-1,6-bifosforanu(fosfofrutkokinaza)

14. Reakcje fosforylacji substratowej w glikolizie

15. wyjasnij definicje: fosforylacja substratowa, fosforylacja oksydacyjna i podaj przykłady takich reakcji:

-fosforylacja substratowa-reakcja w której reszta fosforanoea zostaje przeniesiona ze związku ufosforylowanego (substratu) bezpośrednio na ADP przez enzymy. Np.: Glikoliza : 1,3-bifosforan 3-fosfoglicerynian, fosfoenylopirogronianpirogronian

-fosforylacja oksydacyjna- szlak metaboliczny w wyniku którego energia uwalniana podczas utleniania zredukowanych nukleotydów przekształca się w energie ATP. Np. fosforylacja oksydacyjna w mitochondriach eukariotów zachodząca podczas łańcucha oddechowego(synteza ATP zachodząca kosztem energii powstałej podczas transportu protonów wodoru i elektronów na tlen)

16. Reakcja sumaryczna przekształcenia glukozy w pirogronian oraz zysk energetyczny glikolizy.

Glukoza+ 2Pi +2ADP +2NAD+ 2 pirogronian +2ATP +2NADH +2H+ +2H2O Bilans: 2ATP netto

17.kierunki przemian kwasu pirogronowego

Kw pirogronowy może zostać użyty do:

-cyklu Krebsa(warunki tlenowe)

-Fermentacji mlekowej(warunki beztlenowe)

-fermentacji Alkoholowej(war. Beztlenowe)

19. wykorzystanie pirogronianu przez drożdze

W wyniku glikolizy przeprowadzonej w komórkach drożdży powtsaje pirogronian , który w wyniku fementacji alkoholowej zostaje przekształcony do enatnolu i dwutlenku wegla. glukoza+2Pi +2ADP +2H+=2etanol +2CO2 +ATP +2H2O

20. Dlaczego w komórkach niekiedy powstaje kwas mlekowy? Kwas mlekowy powstaje w mięśniach kiedy do organizmu nie jest dostarczana wystarczająca ilość tlenu. Wtedy w kom miesnowych pirogronian powstaly podczas glikolizy przekształcany jest w kwas mlekowy.

21. Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianiu przebieg likalizacja znaczenie – pirogronian +NAD+ +CoA -> AcetyloCoA +CO2 + NADH + H+ . enzym-kompleks dehydrogenazy pirogronianowej LOKALIZACJA: zachodzi w macierzy mitochondrialnej ZNACZENIE: reakcja pomostowa ma na celu wytworzenie AcetyloCoA potrzebnego do cyklu Krebsa .

22.

23.Bilans energetyczny glikolizy w warunkach tlenowyc i beztlenowych. Glikoliza tlenowa Straty:-2ATP

Zysk:

3ATPx2=6 w wyniku utleniania NADH na łańcuchu oddechowym

2ATPx2=4 na drodze fosforylacji substratowej

3ATPx2=6 w wyniku utleniania NADH powstałego podczas oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianiu

12 ATPx2=24 w wyniku włączenia CoA do cyklu Krebsa

Suma: 38moli ATP z mola glukozy

GLIKOLIZA BEZTLENOWA

Straty: -2ATP

Zysk:

2ATPx2=4 na drodze fosforylacji substratowej

Suma : 2 mole z 1 mola glukozy

24.Cykl Krebsa-przebieg lokalizacja znaczenie reakcje energetyczne: LOkalizajca-macierz mitochondrialna . Znaczenie-stanowi główne źródło energii wykorzystywanej do syntezy ATP a także powstają w nim prekursory dla wielu szlaków biosyntez. Reakcje Energetyczne : -izocytrynian +NAD+ --> αketoglutaran +NADH , -αketoglutaran +NAD+ -> bursztynyloCoA + NADH , -BursztynyloCoA +GDP +Pi -> Bursztynian +GTP , -Bursztynian + FAD ->Fumaran + FADH2 , -Jabłczan +NAD+ -> Szczawiooctan +NADH

25. Bilans energetyczny cyklu Krebsa 12 ATPx2=24 w wyniku włączenia CoA do cyklu Krebsa

26. Reakcja Anaplerotyczne:

Prowadzące do uzupełnienia intermediatów cyklu tak, aby Cykl Krebsa nie został zatrzymany .

Karboksylacja Pirogronianu , Karboksylacja fosfoenylopirogronianu, transaminacja

27. Biosyntetyczna rola Cyklu Krebsa:

-Acetylo CoA, który jest właczany do cyklu powstaje też przy rozpadzie białek, cukrów i tłuszczowców, Cykl krebsa jest ostatecznym wspólnym etapem rozpadu tych związków.

-metabolity pośrednie wiąza cykl Krebsa z różnymi przemianami innych związków

*synteza układu porfirynowego

*przemiany aminokwasów

*proces glikolizy

-CO2 wykorzystywany do syntezy zasad azotowych , biosyntezy mocznika i procesów karboksylacji

-dostarczanie komórce zredukowanych koenzymów(NADH FADH)

28. Reakcje łączące cykl kwasów trikarboksylowych z cyklem mocznikowycm - bicykl Krebsa

29.Fosforylacja oksydacyjna - Łańcuch oddechowy bilans energetyczny-
*Bilans Energ: 3NADH =9ATP 1FADH2=2ATP 1GTP=1ATP Sumarycznie } => 12ATP ; *Fosforylacja oksydacyjna – regółka , Jony wodoru które zostały wypompowane z matrix mitochonrialnej do przestrzeni między błonowej przez 3 pompy wodorowe (kompleksy białkowe) wracają przez syntazę ATP z powrotem do matix mitochondrialnej napędzając tym samym syntezę ATP .

30.W jaki sposób zredukowane przenośniki wodoru (NADH +H+ i FADH2) przekształcane są ponownie w ich formy utlenione. Zredukowane przenośniki wodoru przekształcane są ponownie w ich formy utlenione podczas przejścia przez łańcuch oddechowy obejmujący 3 wielkie kompleksy białkowe zanurzone w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Przepływ elektronów z NADH i FADH2 do tlenu powoduje powtórne utlenienie przenośników do NAD+ i FAD

31. Glukoneogeneza-przebieg substraty, lokalizacja ,znaczenie glikoliza od końca . znaczenie: proces podtrzymania zawartości glukozy we krwi podczas głodowania lub intensywnego wysiłku fizycznego .

lokalizacja : wątroba, nerki , w cytoplazmie

substraty: pirogronianx2, mleczan , aminokwasy(z wyjątkiem leucyny i lizyny) ,metabolity cyklu krebsa, glicerol

32.Rola biotyny w przemianach węglowodanowych. Biotyna pełni funkcję koenzymu dla wielu różnych enzymów należących do grupy tzw karboksylaz biotynozależnych . Umożliwa reakcję przeniesienia grupy karboksynalowej z anionu wodorowęglanowonego na inne związki organiczne w zależności od funkcji danej karboksylazy. Np. przekształcenie pirogronianu do szczawiooctanu przez karboksylazę pirogronianową . Enzym ten używa biotyny jako aktywnego nośnika CO2 .

33.Wykaż róznice miedzyagatunkowe przekształcania szczawiooctanu w fosfoenolopirogronian przez enzym karboksykinazę fosfoenylopirogronianową w przemianie glukoneogenezy. Różnicą jest lokalizacja enzymu karboksykinazy fosfoenolo pirogronianowej u ludzi ten enzym wystepuje w mitochondrium i cytozolu i tam zachodzi przekrztałcenie szczawioctanu w fosfoenolopirogronian , gołębie ,kury i króliki ten enzym występuje tylko i wyłącznie w mitochondrium i tam zachodzi przekształcenie szczawio octanu w fosfoenolopirogronian.

34.Glukoneogeneza z pirogronianu. pirogronian → szczawiooctan → fosfoenolopirogronian ←→ 2-fosfoglicerynian ←→  3-fosfoglicerynian ←→ 1,3-bisfosfoglicerynian ←→ gliceraldehydo-3-fosforan + dihydroksyacetonofosforan (powstały z gliceraldehydo-3-fosforanu) ←→ fruktozo-1,6-bisfosforan → fruktozo-6-fosforan ←→ glukozo-6-fosforan → GLUKOZA

Tylko przemiana pirogronianu w szczawiooctan zachodzi poza cytoplazmą, w mitochondriach.

35. Glukoneogeneza z Aminokwasów

Większość ze wszystkich 20 aminokwasów o istotnej roli metabolicznej i budulcowej (składniki białek) to tzw. aminokwasy glukogenne. Organizm potrafi produkować z nich glukozę, zamieniając je w substraty glukoneogenezy: pirogronian, szczawiooctan lub inne składniki cyklu Krebsa (które przejdą w szczawiooctan).

36. Glukoneogeneza z glicerolu

glicerol powstający w wyniku lipolizy tłuszczów musi być ufosforylowany, zaktywowany - powstaje glicerolo-3-fosforan a następnie ulega utlenieniu, w wyniku czego powstaje cząsteczka fosfodihydroksyacetonu - bardzo łatwo tą metodą glicerol może wejść w szlak glukoneogenezy, fruktozo-1,6-bisfosforan → fruktozo-6-fosforan ←→ glukozo-6-fosforan → GLUKOZA

37. porównanie sumarycznych reakcji energetycznych glikolizy i glukoneogenezy glikoliza –straty 2 ATP, zysk 10 ATP , sumarycznie=8ATP / glukoneogeneza –straty 6 ATP same straty

38. Przeciwstawna regulacja glikolizy i glukoneogenezy w wątrobie.

Glikoliza powoduje że z glukozy powstaje pirogronian potrzebny do cyklu Krebsa natomiast kiedy wystepuje nadmiar pirogronianu w wątrobie nastpuje proces odwrotny czyli glukoneogeneza i z pirogronianu znów powstaje glukoza która odżywia organizm .

39. współdziałanie glikolizy z glukoneogenezą

Proces glukoneogenezy jest zasadniczo odwróceniem procesu glikolizy z ominięciem reakcji nieodwracalnych w glikolizie. Przebieg procesu glikolizy i glukoneogenezy uzależniony jest również od dostępności samej glukozy oraz zapotrzebowania na energię w postaci ATP. Jeżeli jest wysoki poziom ATP w komórkach to wzmagany jest proces glukoneogenezy, a jeżeli jest odwrotnie to glikolizy

40. reakcje metaboliczne gdy jest niski/wysoki poziom glukozy w organizmie.

NISKI POZIOM GLUKOZY –gdy wątroba zuzyje zapasy glikogenu konieczne jest nzalezienie innych substratów w celu zapewnienia utrzymania odpowiedzniego poziomu glukozy.

1. glukagon i w późniejszym czasie kortyzol prowadzą do rozpadu białek w mięśniach. Zostają uwolnione aminokwasy głównie alanina i glutamina

2. rozpad triglicerydów tkanki tłusczowej uwalnia glicerol,który razem z aminokwasami zostaje wykorzystywany w procesie glukoneogenezy w wątrobie

3. wyprodukowana glukoza służy do zaopatrzenia mózgu

4. uwolnione z trójglicerydów kwasy tłuszczowe wątroba zużywa do produkcji ciał ketonowych które mogą być substratami dla ktanek odwodowych i mózgu.

WYSOKI POZIOM GLUKOZY-do 4 godzin po spożyciu posiłku

1.wzrost poziomu glukozy pobudza wydzielanie insuliny z kom trzustkowych. Duza dostępność substratu i wysoki poziom insuliny prowadzą do wzmożenia syntezy glikogenu triglicerydów i białek

2.glukoza jest podstawowym substratem energetycznym dla mózgu jej wychwyt nie zależy od insuliny

3. wychwyt glukozy przez kom mięśnowe i tłuszczowe zależy od insuliny

41.Hormony regulujące przemiany węglowodanowe i 45 hormony regulujące metabolizm glikogenu. Glikogen –glukagon pobudza rozkład glikogenu w wątrobie wydziela się w komórkach α trzustki, Adrenalina pobudza rozkład glikogenu w mięśniach wydziela się w rdzeniu nadnerczy, Insulina pobudza syntezę glikogenu wydzielana w kom β trzustki . + glikokortykoidy (kortyzol, kortykosteron) zwiększają poziom glukozy we krwi poprzez wzmożenie glukoneogenezy wydzielane w korze nadnerczy

42. Cykl Corih przebieg lokalizacja znaczenie w wątrobie polega na mleczan pochodzący z mięśni działaniem dehydrogenazy mleczanowej zostaje przekształcony spowrotem w pirogronian dzięki temu pirogronian w procesie glukoneogenezy może zostać przekształcony w glukozę która zostaje uwolniona znów do krwioobiegu skąd może być pobierana przez mieśnie szkieletowe i mózg .

43. biosynteza glikogenu przebieg lokalizacja znaczenie zachodzi głownie w wątrobie i mięśniach szkieletowych. Znaczenie Metabolizm glikogenu ma duże znaczenie ponieważ umożliwia utrzymanie między posiłkami odpowiedniego poziomu glukozy we krwi a także służy jako zapas energii dla pracujących mięśni. Przebieg: 1. UTP+glukozo1fosforan->(pirofosporylaza UDP-glukozy)UDP-glukoza + PPi *nieodwracalna, uwalnia się energia 2. UDP-glukoza + glikogen(n reszt)->(syntaza glikogenowa) UDP+glikogen (n+1 reszt) 3. Rozgałęzienia w glikogenie tworzy enzym rozgałęziający który zrywa w łańcuchu glikogenowym wiązania α1,4 i przenosi odcięte fragmęty ku wnętrzu cząsteczki wiążąc je z głównym łańcuchem wiązaniami α1,6

44. rozkład glikogenu glikogenoliza – 1. Fosforylaza glikogenowa usuwa wiązania α1,4 glikozydowe z nieredukującego końca cząsteczki glikogenu w formie glukozo1-fosforanu . Glikogen (n-reszt) +Pi glikogen (n-1 reszt) +glukozo 1-6-fosforan 2. Enzym usuwający rozgałęzienia usuwa wiązania α1,6 glikozydowe utworzony w tej reakcji glukozo1-fosforan zostaje przekształcony w glukozo6-fosforan przez fosfoglukomutazę w mięśniach od razu metabolizowany na szlaku glikolizy a w wątrobie przekształcany w glukozę przez gluzo6fosfatazę

46.Trawienie tłuszczy rola kwasów tłuszczowych lipaza żołądkowa , lipaza trzustkowa , lipaza jelitowa rozkładają zemuglowane tłuszcze na glicerol i kwasy tłuszczowe . Rola kwasu tłuszczowego są materiałem energetycznym i zapawsowym przechowywanym w postaci trój glicerydów w tkance tłuszczowej w wyniku utlenienia kw tłuszczowych powtaje enrgia do procesów życiowych

47. lokalizacja przemian metabolicznych produktów hydrolizy tłuszczy właściwych W wyniku hydrolizy tłuszczów powstaje glicerol który może przekształcić się w fosfodichydroksyaceton i zostać włączony do glikolizy która zachodzi w cytozolu. W wyniku hydrolizy powstają również kwasy tłuszczowe które są wykorzystywane w procesie βoksydacji w mitochondrium.

48.utlenianie kwasów tłuszczowych βoksydacja przebieg lokalizacja znaczenie w mitochondrium . -Jest procesem dostarczającym acetyloCoA do cyklu krebsa służącemu wytworzeniu ATP- w wątrobie do syntezy ciał ketonowych -dostarczającym NADH i FADH2 które służą w łańcuchu oddechowym wytworzeniu ATP

49. Bilans energetyczny utleniania kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych

Aktywacja palmitynianu (16C:2=8(cząsteczek acetyloCoA)-1=7(obrotów cyklu)) do palmityno-S-CoA FADH2=2ATP, NADH+H+=3ATP}5 -2 ATP
β-oksydacja (7 cykli po 5 ATP) +35 ATP
Spalanie acetylo-CoA w cyklu Krebsa (8 fragmentów acetyloCoA po 12 ATP) +96 ATP
Sumując – utlenienie jednego mola palmitynianu do CO₂ i H₂O dostarcza 129 cząsteczek ATP

50. Rola Karnityny w metabolizmie kw tłuszczowych – przed wniknięciem do matrix kwasy tłuszczowe ulegają aktywacji przez utworzenie wiązania tioestrowego z CoA . Wewnętrzna błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla długołańcuchowych pochodnych w postaci AcyloCoA. Dlatego też są one transportowane do mitochondriów dopiero po sprzężeniu z karnityną.

51. transport kwasów tłuszczowych przez błony przed procesem utleniania. przed wniknięciem do matrix kwasy tłuszczowe ulegają aktywacji przez utworzenie wiązania tioestrowego z CoA . Powstaje AcyloCoA który jest sprzężony z karnityną. Powstaje AcyloKarnityna która jest transportowana przez translokazę Karnityna/Acylokarnityna do matrix. Tam cząsteczkikarnityny są uwalniane czemu towarzyszy przeniesienie grupy acylowej z powrotem na CoA.

52. Aktywacja kwasów tłuszczowych Zanim kwas tłuszczowy dotrze do matrix ulega aktywacji przez utworzenie wiązania tioestrowego z CoA . Reakcja ta jest noieodwracalna , zużywa 1 ATP i jest katalizowana przez syntazę AcyloCoA.

53.Alfa oksydacja kwasów tłuszczowych wykryto w mózgu , w przeciwięstwie do Betaoksydacji następuję usunięcie po 1atomie węgla z cząsteczki , począwszy od grupy karboksylowej.

54. Kiedy i w jakim celu w organizmie powstają ciała ketonowe, znaczenie, konsekwencje Acetylo-CoA powstający podczas utleniania kwasów tłuszczowych włączany jest w cyklu Krebsa tylko w warunkach zrównoważonej degradacji tłuszczów i węglowodorów.
Nadmiar acetylo-CoA prowadzi do syntezy ciał ketonowych, powstających przede wszystkim w wątrobie.

Ciał ketonowych nie należy łączyć jedynie z sytuacjami patologicznymi – cukrzyca.
Powstają w niewielkich ilościach w czasie fizjologicznego głodu (na czczo) – objawem świadczącym o ich powstawaniu jest acetonowy oddech.

Przy braku węglowodanów acetylo-CoA jest wykorzystywany do syntezy ciał ketonowych w celu pokrycia zapotrzebowania energetycznego – na przykład podczas zaburzeń przemiany węglowodanów lub fizjologicznego głodu.

55. Ciała ketonowe a głodówka ^

56. Ciała ketonowe a cukrzyca ^

57. lnsulina a ketoza cukrzycowa

Przy braku insuliny pojawia się ketoza cukrzycowa –pomimo wysokiego poziomu glukozy we krwi nie może być ona dostarczana do narządów docelowych prowadzi to do wzmożonego rozpadu kwasów tłuszczowych i produkcji acetyloCoA który z uwagi na niski poziom szczawiooctanu nie może być spalony w cyklu krebsa. Podczas ketozy cukrzycowej dochodzi do hiperglikemii spada ph krwi i może dojść do śpiączki cukrzycowej

59. Aminokwasy glukogenne i ketogenne oraz siarkowe

Glukogenne: mogą się przekrztałcić w depolaryzaji bursztynylo-CoA, pirogronian, alfa-ketoglutaran, furman, szczawiooctan

Ala, Arg, Gly, Gys, His, Pro-OH, Asp, Glu, Ser, Thr, Val

Ketogenne rozkładajace się do acetylo-CoA lub acetylooctanu Lys, Lev

Siarkowe aminokwasy siarkowe należą do nich cysteina oraz metionina.

60. Równowaga azotowa ustroju

Różnica pomiędzy dzienną ilością azotu przyjętego wraz z białkiem (N-absorbowany) a iloscią azotu wydalanego z moczem i kałem. (N-wydalany)- gł. Mocznik, jony, kreatyniny, kw moczowy Jeżeli ustrój pobiera więcej azotu niż wydala mówimy o bilansie azotowym dodatnim i ma on miejsce w organizmach młodych. Bilans azotowy dodatni można też zaobserwować u osobników dorosłych w czasie rekonwalescencji, po wyniszczającej chorobie, po głodówce, podczas zażywania niektórych leków anabolicznych, zwiększających retencję azotu w ustroju, w czasie laktacji, podczas ciąży. Nadwyżka azotu jest zużytkowana do regeneracji komórek. Zjawisko zatrzymywania azotu w organizmie nazywamy retencją. Aby utrzymać bilans azotowy w równowadze, człowiek dorosły musi spożywać około 80 g białka na dobę.

*) osoby zdrowe N_abs-N_wyd= 0 – równowaga azotowa

61. Białko pełno i niepełnowartościowe

Białka niepełnowartościowe (niedoborowe) – białka pochodzenia roślinnego, które zawierają mało lub nie zawierają wcale aminokwasów egzogennych

Białka pełnowartościowe (doborowe) – białka zawierające wszystkie aminokwasy egzogenne w odpowiednich ilościach oraz w odpowiednim wzajemnym stosunku

62. Wpływ węglowodanów na zapotrzebowanie białkowe człowieka

63. Szacunkowe zapotrzebowanie na białko u dorosłego człowieka

Od 0,8 do 1g na kg masy ciała na dobę .

64. Trawienie i wchłanianie białek

Polega na stopniowym ich rozkładzie aż do uzyskania wolnych aminokwasów, które są zw. dobrze rozpuszczalnymi i łatwo wchłanianymi. Trawienie rozpoczyna się w żołądku. Gruczoły znajdujące się w ścianach żołądka, których wydzielina tworzy sok żołądkowy, produkują enzymy powodujące rozkład cząsteczek białka na mniejsze i już dobrze rozpuszczalne cząsteczki. Są to pepsyna i kalepsyna działające w silnie kwaśnym środowisku wytworzonym przez kw. solny. Następny etap trawienia białek odbywa się w dwunastnicy pod wpływem enzymów znajdujących się w soku trzustkowym: trypsyny i chymotrypsyny. Strawność białka zależy od zawartości celulozy, chemiceluliz, lignin i sub. Hamujących działanie proteaz trawiennych, jak np. inhibitor trypsyny i chymotrypsyny. Ujemny wpływ na wykorzystanie białek zapasowych ma też niekorzystny ich skład aminokwasowi- mała zawartość aminokwasów niezbędnych.

66. Do jakich produktów aminokwasy rozkładane są w wątrobie

-szkielet węglowy (te w pirogronian , szczawiooctan, alfaketoglutaran, bursztynyloCoA, Fumaran(mogą w glukozę), acetylo CoA , aceto-acetyloCoA (ciała ketonowe) –grupy Alfa-aminowe glutaminian amoniakmocznik

67. Czy istnieją formy zapasowe aminokwasów w organizmie

Nie istnieją formy zapasowe aminokwasów ani białka których jedyną funkcją jest gromadzenie zapasów aminokwasów dla przyszłego użycia tak więc metabolizowane aminokwasy pocodzące z diety są syntetyzowane od nowa z innych związków lub pochodzą z rozpadu białek organizmu.

68. Pula aminokwasów organizmu

Stanowią aminokwasy pochodzące z hydrolizy białek pokarmowych ,aminokwasy syntetyzowane od nowa oraz uwolnione podczas rozkładu białek komórkowych

69. Prędkość obrotu metabolicznego aminokwasów

Jest różna dla różnych białek. Białka krótko żyjące są degradowene szybko ich okres półtrwania to minuty lub godziny. Większośc białek komórkowych to białka długożyjące mające okres półtrwania rzędu dni lub tygodni.

70. Degradacja białek (proteosomy,lizosomy)

Lizosomy enzymy – hydrolazy, które umożliwiają degradację białek,Degradacja białek w lizosomach przebiega wieloetapowo, przez stopniowy rozpad struktury białk. W lizosomach degradacji ulegają białka egzogenne i „długowieczne” białka endogenne, np. białka strukturalne.

Proteasom rozkłada jedynie białka, które uległy „wyznakowaniu” w procesie ubikwitynacji. Proces ten polega na przyłączeniu do cząsteczki białka mającego ulec destrukcji, cząsteczki małego białka – ubikwityny, będącym swoistym znacznikiem molekularnym. Białka „wyznakowane” cząsteczką ubikwityny kierowane są bezposrednio do proteasomów. Taki mechanizm umożliwia wybiórczy rozkład białek, które nie są już potrzebne. W proteasomach degradowane są białka krótkożyjace,

71. Transaminacja aminokwasów z udziałem aminotransferaz

Alfa-aminokwas(A) asparginian, B) alanina) + Alfa-ketoglutaran<-aminotransferaza-> Alfa-ketokwas( A) szczwiooctan , B)pirogronian ) +glutaminiam

72. Rola fosforanu pirydoksalu (PLP)w przemianach białkowych

73.połączone działanie aminotransferaz z dehydrogenazą glutaminianową (transdezaminacja)

powoduja wspolnie utlenianie aminokwasów aminokwasów aminokwas z nh2 i alfa ketoglutaran ulegają transaminacji przez transferazy i powstaej glutaminian z nh2 i alfa ketokwsy, glutaminian reaguje dalej zz nadp+ w czasie oksydacji dezaminacyjnej regulowanej po przez dehydrogenazą glutaminianową i powstaje nadph inh3 oraz alfa ketoglutaran.

74. Losy atomów węgla i azotu aminokwasów

Mogą być przekształcane i wprowadzone do przemian cyklu Krebsa jako jego następne metabolity

* acetylo-CoA

*kw. szczawiooctanowy

*kw. 2-oksyglutanowy

*kw. bursztynowy

*kw. Fumarowy Mogą posłużyć do syntezy cukrów i tłuszczów, dlatego wyróżniamy aminowkwasy:

* cukrotworcze co2 atp

*tłuszczotwórcze

75. Ogólny zarys metabolizmu związków azotowych w organizmie

76. Wydalane związki azotowe z organizmu

- zwierzęta ureoteliczne to zwierzęta wydalające mocznik; mocznik to związek mniej toksyczny i słabiej rozpuszczalny w wodzie; powstaje w tzw. cyklu mocznikowym (ornitynowym), u kręgowców w wątrobie; mocznik wydalają ryby chrzęstno-szkieletowe i dwudyszne, dorosłe płazy oraz ssaki

77, Żrodlajonów amonowych do cyklu mocznikowego

Jony amonowe powstają w wyniku transdeaminacji, w wyniku rozpadu puryn i pirymidyn w miesniach i mozgu oraz nieaminokwasowych związków azotowych oraz podczas glutaminazy. Jony amonowe cżesto wracają z cyklu mocznikowego pod wpływem ureaz bakteryjnych.w wyniku zmiany asparaginy w asparaginian, wychwytywane z jelita grubego, oraz dekarboksylacji aminikwasów

78. Równowaga reakcji syntezy jonów amonowych z amoniaku

79. Rola glutaminianu w syntezie mocznika

Glutaminian +H2O NAD+->NADH+ H+ Alfa-keto-glutaran +NH3 –Dostarcza azotu do cyklu ornitynowego/mocznikowego w wyniku którego powstaje mocznik.

80. Synteza glutaminy w tkankach obwodowych i jej transport do wątroby

Toksyczny amoniak powstający w przemianach aminokwasów w różnych tkankach jest asymilowany przez jego reakcję z kwasem glutaminowym, prowadzącym do powstania glutaminy. Enzym, który kontroluje tę reakcję jest nazywany syntetazą glutaminową. Glutamina stanowi rodzaj magazynu amoniaku, który jest "odzyskiwany" poprzez przekształcenie tego aminokwasu z powrotem do kwasu. Proces ten jest częścią biochemicznych cykli syntetycznych wielu związków azotowych, odbywających się w organizmach żywych. M.in. glutamina uczestniczy w syntezie puryn, pirymidyn oraz wielu aminokwasów.

81. Cykl mocznikowy: przebieg, lokalizacja, znaczenie

Mocznik jest syntetyzowany w wątrobie w cyklu mocznikowym. Następnie jest wydzielany do krwioobiegu, filtrowany przez nerki i wydalany z moczem. Oto sumaryczna reakcja cyklu mocznikowego: NH4+ + HCO3- + H2O + 3ATP + asparaginian mocznik + 2ATP + AMP + 2Pi + PPi + fumaran znaczenie wydala szkodliwy amoniak z ustroju

82. Losy szczawiooctanu w przemianach metabolicznych

Sczawiooctan może ulec :

transaminacji do asparaginianu pod wpływem aminotransferazy asparaginowej

przekształceniu w glukoze podczas glukoneogenezy

spontanicznej dekarboksylacji do pirogronianu

przekształceniu w cytrynian po kondensacji z acetyloCoA

83. Przepływ azotu od aminokwasów do mocznika

W wyniku transaminacji pewnego aminokwasu i alfa ketoglutaranu powstaje alfa ketokwas i glutaminian . Później glutaminian wraz ze szczawiooctanem przechodzi transaminacje tworząc alfa ketoglutaran i asparaginian. Asparaginian ten włącza się do cyklu mocznikowego i w ten sposób powstaje mocznik z azotem z aminokwasu.

84. Metabolizm jonów amonowyc

85. Co to są aminy biogenne, podaj przykłady i mechanizm ich powstawania. lch rola pozytywna i negatywna w ustroju.

organiczne związki chemiczne, aminy które powstają w wyniku procesu dekarboksylacji aminokwasów obojętnych i zasadowych. Przykładowo produktem dekarboksylacji histydyny jest histamina pełnią różne funkcje regulacyjne w organiżmie.

Noradrenalina, adrenalina serotonina histamina dopamina etyloamina

zwężają naczynia krwionośne i podwyższają ciśnienie krwi (histamina działa odwrotnie)

86. Wydzieliny trawienne

Ślina

trawienna dzięki mucynom ułatwia ona formowanie kęsa pokarmowego, zlepia pokarm, nadaje mu śliskość, ułatwia połykanie, zaś zawarta w niej amalyza trwa wwstepnie skrobie pełni także funkcję wydalniczą, gdyż wraz z nią wydzielanych i wydalanych jest wiele substancji takich jak mocznik, kwas moczowy, alkohol,morfina, jodki, tiocyjanki, hormony i niektóre metale ciężkie (Hg, Pb, Bi).

Sok żołądkowy

W skład soku żołądkowego wchodzą:

• podpuszczka ścina białka mleka,

• pepsynogen (w kwaśnym pH aktywowany do pepsyny) i rozpoczyna trawienie białek,

• kwas solny w dużym stężeniu, który nadaje sokowi żołądkowemu odczyn kwaśny (ok. 1,5 pH),

• lipaza żołądkowa, która rozpoczyna trawienie tłuszczów,

• śluz chroniący ściany żołądka przed kwasem solnym, czynnikami mechanicznymi, chemicznymi, termicznymi, biologicznymi, a także samostrawieniem. Warstwa śluzu ma grubość ok. 1 mm. Działa bakteriobójczo.

Sok trzustkowy

• lipaza,

• trypsyna,

• chymotrypsyna A i B,

• α-amylaza,

• nukleaza,

• elastaza,

pH 7,1 - 8,4. Zasadowy sok trzustkowy neutralizuje kwaśną treść pokarmową i trawi wiele składników pokarmowych, przygotowując je do wchłaniania. 

Żółć

płynna wydzielina wątroby kręgowców uczestnicząca w trawieniu i wchłanianiu tłuszczów[

Żółć wspomaga trawienie poprzez udział w rozkładzie tłuszczów oraz poprzez zapewnienie optymalnego pH dla enzymów jelitowych i trzustkowych.