Какие конечные продукты образуются при распаде белков в клетках

Как происходит процесс распада белков в нашем организме? Эти органические вещества являются основным биологическим материалом для формирования и роста живых клеток. Многочисленные функции, которые выполняют белковые молекулы в живом организме, невозможно компенсировать иными элементами и веществами, так как именно в полипептидах находятся незаменимые аминокислоты. Основным предназначением белков является их участие в репликации молекул РНК и ДНК.

Значимость процесса распада белковых молекул

Невозможно представить себе полноценную жизнь без белковых соединений. Они являются основным материалом для построения новых клеток, органов, различных тканей. Продукты распада белков — аминокислоты. Они необходимы живому существу для синтеза новых белковых молекул, специфичных для данного организма. Аминокислоты, получаемые при распаде белковых молекул, требуются для образования многих гормонов, ферментов, гемоглобина, иных веществ, которые в организме выполняют важные функции.

Незаменимые аминокислоты, которые поступают в организм только с пищей, образуются при гидролизе белковых молекул. Процесс образования нового белка из аминокислотных остатков позволяет организму получать энергию и строительный материал для синтеза новых клеток.

Механизм процесса распада белков

Рассмотрим это явление более подробно. Процесс распада белков связан с биохимическими реакциями, происходящими в полости тонкой кишки. Заболевания тонкой кишки и поджелудочной железы негативно влияют на данный процесс. Распад одного килограмма белка должен сопровождаться выделением 17,6 кДж энергии. После того как полипептид распадется на аминокислоты, процесс не останавливается. Далее идет образование неорганических продуктов: углекислого газа, аммиака, сероводорода, воды.

Особенности

Распад белков в организме – это процесс, который обеспечивает организм необходимым количеством энергии. В составе этих органических соединений находится более двадцати аминокислот, но только восемь из них могут синтезироваться внутри организма. Недостающие аминокислоты называют незаменимыми, они могут попадать в организм только с пищей. Для полного усвоения пищевого белка, аминокислоты должны в нем содержаться в строго определенном соотношении. Оно является индивидуальным для каждого живого организма. При недостатке одной из аминокислот, при распаде белковых молекул нарушается участие остальных аминокислот в синтезе, специфичного для живого организма белка.

Особенности продуктов распада

Организм систематически испытывает недостаток либо дефицит белка. Конечные продукты распада белка – материал для жизнедеятельности живого организма. Экспертами Всемирной организации здравоохранения доказано, что белковая недостаточность – это явление, характерное для слаборазвитых стран. При понижении количества белка в крови уменьшается осмотическое давление крови, она хуже забирает у тканей воду, появляются голодные отеки.

Сущность процесса

Гидролиз белка происходит под воздействием протеолитических ферментов (биологических катализаторов). Он протекает при несущественных значениях температур. Все ферменты желудочно-кишечного тракта воздействуют на пептидную связь, но каждый подбирает «свои» связи, которые образуют определенные аминокислоты.

К примеру, пепсин быстро разрушает связи между остатками серина и аланина, а трипсин «распознает» группы лизина и аргинина.

В желудке разрушение осуществляется под воздействием кислой среды желудочного сока, а также благодаря воздействию пепсина. Он разрывает в белковой молекуле внутренние связи, продуктом взаимодействия будут крупные обломки белкового полимера – пептоны. Они идут в двенадцатиперстную кишку, где идет их последующее превращение под воздействием ферментов: химоптрипсина, трипсина, пептидаз. Распад белка связан с разрушением пептидных связей, на которые воздействует фермент. После обработки химотрипсином больше половины пептидных связей оказываются гидролизованными.

Последующий распад белка осуществляется в тонком кишечнике под воздействием ферментов пептидаз.

Карбоксипептидазы способны отщеплять аминокислоты от остатков белковой структуры с карбоксильного конца, а аминопептидазы действуют с той стороны, где присутствует свободная аминогруппа, расщепляя дипептиды до свободных аминокислот.

Благодаря совместному действию группы ферментов в разных отделах желудочно-кишечного тракта происходит полный распад белка пищи на свободные аминокислоты.

Они всасываются через стенки мелких капилляров, оказываются в крови. Большая часть этих аминокислот разносится по всему живому организму, поступает к органам и тканям. В клетках из них происходит строительство новых белков, которые специфичны для данного организма. Это используется медиками при проведении процедуры переливании крови, чтобы не возникало отторжения донорского материала.

Качество белков

В живом организме постоянно, пусть и с разной скоростью, осуществляются процессы обновления и разрушения клеток, а также внеклеточного вещества, в составе которого есть белковые молекулы.

Процесс распада белков сопровождается выделением значительного количества энергии.

Безбелковое питание приводит к смерти, так как организм не получает необходимых аминокислот. Важно не только количество белков, которое потребляется с пищей, но и их качество. К примеру, чтобы компенсировать распавшийся в организме белок, нужно, чтобы с пищей пришел 1 г аминокислоты метионина. Белки волос, перьев, шерсти содержат полноценный аминокислотный состав. К 1915 году было выяснено, что белок зеин, который входит в состав кукурузы, не стимулирует рост клеток. При добавлении к нему аминокислоты триптофана живые организмы полноценно растут.

Белки разных органов, тканей, организмов имеют существенные отличия по молекулярной массе, заряду, аминокислотному составу, а также другим параметрам. Белок одного организма является чужим для другого. Распад белка приводит к образованию аминокислот, которые нужны для питания.

Конечные продукты обмена белков. Процессы в результате которых они образуются . хим. Природа. Выделение. Конечными продуктами распада белков в организме являются вода, углекислый газ и азотсодержащие вещества: аммиак, мочевая кислота и др. Аммиак, являющийся для организма вредным веществом, в печени превращается в мочевину, Продукты распада белков, как и других питательных веществ, выводятся из организма наружу через органы выделения.

31) Образование химическая природа прямого и непрямого билирубина. Количественное определение билирубина в крови. Диагностическое определение билирубина в сыворотке крови при болезни печени и крови.

Билирубин – желто-красный пигмент, продукт распада гемоглобина и некоторых других компонентов крови. Билирубин находится в составе желчи. Анализ билирубина показывает, как работает печень человека, определение билирубина входит в комплекс диагностических процедур при многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В сыворотке крови встречается билирубин в следующих формах: прямой билирубин и непрямой билирубин. Вместе эти формы образуют общий билирубин крови, определение которого имеет важное значение в лабораторной диагностике.
Нормы общего билирубина: 3,4 — 17,1 мкмоль/л – для взрослых и детей (кроме периода новорожденности) . У новорожденных билирубин высокий всегда — это так называемая физиологическая желтуха.

Норма прямого билирубина: 0 — 3,4 мкмоль/л.

Анализ билирубина может показать отклонение от нормы билирубина. В большинстве случаев изменение уровня билирубина — признак серьезных заболеваний в организме человека.

Повышенный билирубин – симптом следующих нарушений в деятельности организма:

недостаток витамина В 12
острые и хронические заболевания печени
рак печени
гепатит
первичный цирроз печени
токсическое, алкогольное, лекарственное отравление печени
желчнокаменная болезнь.
Если прямой билирубин выше нормы, то для врача эти показатели билирубина – повод поставить следующий диагноз:

острый вирусный или токсический гепатит
инфекционное поражение печени, вызванное цитомегаловирусом, вторичный и третичный сифилис
холецистит
желтуха у беременных
гипотиреоз у новорожденных.
Повышение билирубина может указать на необходимость дополнительного обследования организма.

3) Образование химическая природа прямого и непрямого билирубина. Количественное определение билирубина в крови. Диагностическое определение билирубина в сыворотке крови при болезни печени и крови.

3)Билирубин – желто-красный пигмент, продукт распада гемоглобина и некоторых других компонентов крови. Билирубин находится в составе желчи. Анализ билирубина показывает, как работает печень человека, определение билирубина входит в комплекс диагностических процедур при многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В сыворотке крови встречается билирубин в следующих формах: прямой билирубин и непрямой билирубин. Вместе эти формы образуют общий билирубин крови, определение которого имеет важное значение в лабораторной диагностике.
Нормы общего билирубина: 3,4 — 17,1 мкмоль/л – для взрослых и детей (кроме периода новорожденности) . У новорожденных билирубин высокий всегда — это так называемая физиологическая желтуха.

Норма прямого билирубина: 0 — 3,4 мкмоль/л.

Анализ билирубина может показать отклонение от нормы билирубина. В большинстве случаев изменение уровня билирубина — признак серьезных заболеваний в организме человека.

Повышенный билирубин – симптом следующих нарушений в деятельности организма:

недостаток витамина В 12
острые и хронические заболевания печени
рак печени
гепатит
первичный цирроз печени
токсическое, алкогольное, лекарственное отравление печени
желчнокаменная болезнь.
Если прямой билирубин выше нормы, то для врача эти показатели билирубина – повод поставить следующий диагноз:

острый вирусный или токсический гепатит
инфекционное поражение печени, вызванное цитомегаловирусом, вторичный и третичный сифилис
холецистит
желтуха у беременных
гипотиреоз у новорожденных.
Повышение билирубина может указать на необходимость дополнительного обследования организма.

3)Биологическая роль воды и ее обмен в организме, регуляция обмена воды.

Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания. Роль воды в клетке определяется ее уникальными химическими и физическими свойствами, связанными главным образом с малыми размерами молекул, с полярностью ее молекул и с их способностью образовывать друг с другом водородные связи. Вода как компонент биологических систем выполняет следующие важнейшие функции: Вода — универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, Сахаров, спиртов, кислот и др. Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Когда вещество переходит в раствор, его молекулы или ионы получают возможность двигаться более свободно; соответственно возрастает реакционная способность вещества. Именно по этой причине большая часть химических реакций в клетке протекает в водных растворах. Ее молекулы участвуют во многих химических реакциях, например при образовании илигидролизе полимеров. В процессе фотосинтеза вода является донором электронов, источником ионов водорода и свободного кислорода. Система регуляции обмена воды в организме включает центральное, афферентное и эфферентное звенья. • Центральное звено системы контроля обмена воды — центр жажды (водорегулирующий). Его нейроны находятся в основном в переднем отделе гипоталамуса. Этот центр связан с областями коры большого мозга, участвующими в формировании чувства жажды или водного комфорта. • Афферентное звено системы включает чувствительные нервные окончания и нервные волокна от различных органов и тканей организма (слизистой оболочки полости рта, сосудистого русла, желудка и кишечника, тканей), дистантные рецепторы (главным образом зрительные и слуховые).

4)биохимия печени функции роль в обмене веществ функциональные проблемы печени

Печень самый крупный из паренхиматозных органов. Она выполняет ряд ключевых функций.

1) Принимает и распределяет вещества, поступающие в организм из пищеварительного тракта, которые приносятся с кровью по воротной вене. Эти вещества проникают в гепатоциты, подвергаются химическим превращениям и в виде промежуточных или конечных метаболитов поступают в кровь и разносятся в другие органы и ткани.

2) Служит местом образования желчи.

3) Синтезирует вещества, которые используются в других тканях.

4) Инактивирует экзогенные и эндогенные токсические вещества, а также гормоны.

Роль печени в обмене веществ

Печень в организме человека выполняет целый ряд разнообразных и жизненно важных функций. Печень участвует практически во всех видах обмена: белко­вом, липидном, углеводном, водно-минеральном, пиг­ментном.

Участие печени в белковом обменехарактеризует­ся тем, что в ней активно протекают синтез и рас­пад белков, имеющих важное значение для организма. В печени синтезируется за сутки около 13-18 г белков. Из них альбумины, фибриноген, протромбин образуются только и печени. Кроме того, здесь синтезируется до 90% альфа-глобулинов и около 50% гамма-глобулинов организма. В связи с этим при заболеваниях печени в ней либо снижается синтез белков и это приводит к уменьшению количества белков крови, либо происходит образование белков с измененными физико-химическими свойствами, в результате чего пони­жается коллоидная устойчивость белков крови и онилегче, чем в норме, выпадают в осадок при действии осадителей (солей щелочных и щелочноземельных металлов, тимола, сулемы и др.). Обнаружить изме­нение количества или свойств белков можно с помо­щью проб на коллоидоустойчивость или осадочных проб, среди которых часто используются пробы Вельтмана, тимоловая и сулемовая.

Печень является основным местом синтеза белков, обеспечивающих процесс свертывания крови (фибри­ногена, протромбина и др.). Нарушение их синтеза, как и недостаточность витамина К, развивающаяся вследствие нарушения желчеотделения и желчевыделения, приводят к геморрагическим явлениям.

Активно протекающие в печени процессы превра­щений аминокислот (переаминирование, дезаминирование и др.) при ее тяжелых поражениях существенно изменяются, что характеризуется увеличением кон­центрации свободных аминокислот в крови и выделе­нием их с мочой (гипераминоацидурии). В моче также могут быть обнаружены кристаллы лейцина и тиро­зина.

Образование мочевины происходит только в печени и нарушение функций гепатоцитов приводит к увели­чению ее количества в крови, что оказывает отрица­тельное влияние на весь организм и может проявить­ся, например, печеночной комой, нередко заканчи­вающейся гибелью больного.

Обменные процессы, протекающие в печени, ката­лизируются различными ферментами, которые при ее заболеваниях выходят в кровь и поступают в мочу. Важно, что выход ферментов из клеток происходит не только при их повреждении, но и при нарушении проницаемости клеточных мембран, имеющем место в самом начальном периоде заболевания, поэтому изменение ферментных спектров является одним из важнейших диагностических показателей оценки со­стояния больного еще в доклинический период. На­пример, при болезни Боткина уже в дожелтушный период отмечено увеличение в крови активности АлТА, ЛДГ и АсТА, а при рахите — увеличение уров­ня щелочной фосфатазы.

Печень выполняет важнейшую для организма ан­титоксическую функцию. Именно в ней происходит обезвреживание таких вредных веществ, как индол, скатол, фенол, кадаверин, билирубин, аммиак, продук­ты обмена стероидных гормонов и др. Пути обезвре­живания токсических веществ различны: аммиак пре­вращается в мочевину; индол, фенол, билирубин и дру­гие образуют безвредные для организма соединения с серной или глюкуроновой кислотами, которые выво­дятся с мочой.

Роль печени в углеводном обменеопределяется прежде всего ее участием в процессах синтеза и рас­пада гликогена. Это имеет большое значение для регу­ляции уровня глюкозы в крови. Кроме того, в печени активно протекают процессы взаимопревращения мо­носахаридов. Галактоза и фруктоза превращается в глюкозу, а глюкоза может стать источником для син­теза фруктозы.

В печени протекает также процесс глюконеогенеза, при котором из неуглеводных веществ — молочной кислоты, глицерина и гликогенных аминокислот — происходит образование глюкозы. Печень участвует и в регуляции углеводного обмена путем контроля за уровнем инсулина в крови, так как в печени содержится фермент инсулиназа, расщепляющая инсулин в зависимости от потребности организма.

Энергетические потребности самой печени обес­печиваются за счет распада глюкозы, во-первых, по анаэробному пути с образованием лактата и, во-вто­рых, по пептозному пути. Значение указанных процес­сов заключается не только и образовании НАДФН2 для различных биосинтезов, но и возможности ис­пользовать продукты распада углеводов в качестве исходных веществ для различных обменных процессов.

В обмене липидов паренхиматозные клетки печени играют ведущую роль. Непосредственно в гепатоцитах протекают процессы биосинтеза холестерина, желчных кислот, образование фосфолипидов плазмы, кетоно­вых тел и липопротеидов. С другой стороны, печень контролирует обмен липидов всего организма. Хотя триацилглицерины составляют только 1% от общей массы печени, но именно ею регулируются процессы синтеза и транспорта жирных кислот организма. В пе­чень, поступает большое количество липидов, которые «сортируются» в зависимости от потребностей органов и тканей. При этом в одних случаях может усили­ваться их распад, до конечных продуктов, а в дру­гих желчные кислоты могут идти на синтез фосфо­липидов и кровью доставляться к тем клеткам, где они необходимы для образования мембран, или же липопротеидами транспортироваться к клеткам, кото­рые испытывают недостаток в энергии, и т. д.

Немаловажное значение имеет печень и в водно-минеральном обмене. Так, она является депо крови, а, следовательно, и внеклеточной жидкости, в ней мо­жет накапливаться до 20% всего объема крови. Кроме того, для некоторых минеральных веществ печень слу­жит местом накопления и запасания. К ним относятся натрий, магний, марганец, медь, железо и др. В печени идет синтез белков, транспортирующих минеральные вещества по крови: трансферрина, церулоплазмина и др. Наконец, печень — это место инактивации гор­монов, обеспечивающих регуляцию водно-минераль­ного обмена (альдостерона, вазопрессина).Гепатит – это воспаление печени. По происхождению гепатиты подразделяются на вирусные (гепатит А, В, С, гепатит при желтой лихорадке, при СПИДе) и невирусные.Гепатоз– острое или хроническое заболевание печени невоспалительного характера. В основе его лежат патологические изменения функциональных клеток печени – гепатоцитов.