«АСТАНА МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ» АҚ Ø Зат алмасуға кіріспе. Энергия алмасуы. Ø Лектор: Ø профессор, х. ғ. д. Сейтембетова А. Ж.
Дәріс жоспары. Ø 1. Зат алмасуға жалпы сипаттама. Ø 2. Метаболизм және оның негізгі сатылары. Ø 3. Макроэргиялық қосылыстар.
Зат алмасуға жалпы сипаттама. Зат алмасу физиологиялық – ас қорыту, сiңiру, бөлiп шығару, физикалықхимиялық – сорбция, диффузия, биопотенциалдар, биохимиялық – заттардың синтезделуi, ыдырауы, өздiгiнен-өзi құралуы сияқты т. б. әртүрлi, кейде қарама-қарсы процестердi бiрiктiредi. Ø Зат алмасу 3 кезеңнен тұрады: Ø Ас қорыту (тамақтану биохимиясы). Ø Аралық алмасу (клетка iшiлiк зат алмасу). Ø Бөлiп шығару (метаболизмнiң ең соңғы түзiлген заттары). Ø
Жалғасы. Ø Ас қорыту, ыдырауы: полимерлердiң мономерлерге дейiн, ақуыздың амин қышқылдарына, көмiрсулардың моносахаридтерге, майлардың май қышқылына және глицеринге дейiн ыдырауы.
Тамақтың негізгі және қосымша компоненттері. Ø Тамақтың негiзгi компоненттерiне: Ø көмiрсулары Ø майлар Ø ақуыздар Ø Тамақтың қосымша компоненттерiне: Ø K, Na тұздары Ø микроэлементтер Ø дәрумендер т. б. жатады.
Тағамдық заттардың алмасуға және алмасуға жатпайтын компоненттері. Тағамдық заттарды алмасуға жататын және алмасуға жатпайтын деп екi топқа бөлуге болады. Ø Алмасуға жататын тағамның түрiне организмде синтезделетiн заттар жатса, алмасуға жатпайтын түрiне организмде синтезделмейтiн түрлерi жатады. Мысалы: организмде майлар көмiрсулардан, көмiрсулар амин қышқылдарынан, ал кейбiр амин қышқылдары басқа амин қышқылдарынан синтезделе алады. Ø Алмасуға жатпайтын түрлеріне алмасуға жатпайтын амин қышқылдары, олардың қатарына валин, лейцин, и-лейцин, треонин, триптофан, метионин, фенилаланин, лизин, қанықпаған жоғары май қышқылдары т. б. жатады. Ø
Жалғасы. Дәрумендер де алмасуға жатпайтын, маңызды тағамдық фактор болып табылады. Мүшелердегi дәрумендердiң концентрациясы және олардың тәулiктiк қажеттiлiгi өте аз мөлшерде, бiрақ осының өзi жеткiлiксiз болса организмде әртүрлi қауіпті өзгерiстер пайда бола бастайды. Ø Академик В. Э. Энгельгардтың айтуы бойынша “Дәрумендер өзiнiң организмде жүретiн процестерiне қатысуын, организмде бар болғандығынан емес, керiсiнше жоқтығымен көрсеттi”. Ø Ø
Метаболизм Аралық зат алмасу, басқа сөзбен айтқанда метаболизм – тiрi клеткада жүретiн барлық химиялық процестерден тұрады. Тiрi клеткада көптеген биохимиялық реакциялар жүредi. Ø Метаболизм – көптеген мультиферменттiк жүйелердiң өзара тығыз байланысының арқасында iске асатын клетканың белгiлi бiр бағытқа бағытталған, аса мұқият ұйымдасқан белсендiлiгi. Ø
Метаболизмнiң қызметтері. Ø Ø Ø Метаболизмнiң төрт ерекше қызметi бар: Клетканы организмде түскен тамақтың ыдырауынан түзiлетiн энергиямен қамтамасыз ету. Тамақты кiшi молекулалы заттарға дейiн ыдыратып, оларды басқа макромолекулаларды құрауға қолдануға дайындау. Ақуыз, нуклеин қышқылдары, майлар, полисахаридтер т. б. осы сияқты макромолекулаларды, биополимерлердi олардың құрамды бөлiктерiнен жинау, құрастыру. Клетканың арнаулы қызметi үшiн қажет биомолекулалардың синтезi мен ыдырауы (гормондар, медиаторлар, кофакторлар).
Метаболиттік жолдар Клеткаларда жүретiн химиялық реакциялар тiзбегiн метаболиттiк жолдар деп атайды, және бұл метаболиттiк жолдардың әрқайсысы өзiне тән қызмет атқарады. Оларды екi топқа бөлуге болады: Ø 1. Орталық метаболиттiк жолдар – макромолекулалардың ыдырауы мен синтезi үшiн ортақ жол болып табылады. Ø 2. Айрықша метаболиттiк жолдар - әртүрлi макромолекулалардың және мономерлердiң, кофакторлардың синтезi мен ыдырауы үшiн түрлiше болып келедi. Ø
Метаболизм процестері Аралық метаболизм екi қарама-қарсы процестен тұрады: Ø 1. Катаболизм. Ø 2. Анаболизм. Ø
Катаболизм Ø Ø Ø Ø Катаболизм – күрделi органикалық молекулалардың қарапайым, кiшi молекулалы заттарға дейiн ыдырауы. Мысалы, тамақпен түскен: көмiрсу май ақуыз көптеген сатылы биохимиялық реакциялардың нәтижесiнде: сүт қышқылы су СО 2 және аммиак сияқты кіші молекулалық заттарға дейiн ыдырайды. Мұндай катаболиттiк процестер үлкен органикалық молекулаларда сақталған энергияның босауы арқылы жүредi.
Жалғасы. Биохимиялық реакциялардың кейбiр кезеңдерiнде қатарласып жүретiн реакциялардың арқасында, үлкен молекулалардың ыдырауы кезiнде түзiлген жоғары энергиялы зат энергия қорына айналады. Мұндай жоғары энергиялы қосылыстың қатарына аденозинтрифосфат жатады (АТФ). Ал, энергияның бiр қатары никотиноамидадениндинук-леотидфосфат коферментiнiң құрамында болатын сутегi атомдарында сақталады, яғни: Ø НАДФ+ (НАДФН · Н+) Ø
КАТАБОЛИЗМНІҢ ЖАЛПЫ ЖОЛДАРЫ майлар Көмірсулар белоктар Цитратты цикл Ағзаға тамақпен түскен көмiрсу, ақуыз, май және көптеген амин қышқылдары үш карбон қышқылдарының циклiнен өтiп, тотығу нәтижесiнде көмiр қышқыл газы (СО 2) және (Н 2 О) су түзедi.
Анаболизм Ø Ø Анаболизм – биосинтез, яғни анаболизм кезiнде кiшi молекулалы заттардан, “құрылыстық блоктардан” үлкен молекулалы заттар ақуыздар, полисахаридтер, липидтер т. б. түзіледi. Биосинтез үшiн энергия қажет. Энергияның көзi ретiнде АТФ-тың АДФ-қа және фосфор қышқылына дейiн ыдырау реакциясы және НАДФН ∙ Н+ қолданылады.
Катаболизм сатылары Ø Ø Ø Ø Ø Аэробты катаболизмдi (оттегiнiң қатысуымен жүретiн) үш негiзгi сатыға бөлуге болады: 1. Клетка макромолекулалары өздерiнiң негiзгi құраушы бөлiмдерiне ыдырайды: полисахаридтер → гексозалар мен пентозаларға; майлар → май қышқылдарына және глицеринге т. б; ақуыздар → амин қышқылдарына дейiн. 2. Катаболизмнiң бiрiншi сатысында түзiлген заттар онан әрi қарай ыдырайды, бұл ыдырау кезiнде түзiлетiн заттардың саны айтарлықтай көп емес: Гексозалар Пентозалар Глицерин Құрамында үш көміртегі атомы бар пирожүзім қышқылына дейін, ал пирожүзім қышқылы әрі қарай ацетил-Ко. А-ға дейін ыдырайды. Май қышқылдары және көптеген амин қышқылдары ацетил – Ко. Аға дейiн ыдырайды. Сонымен, катаболизмнiң 2 -шi сатысының соңғы түзiлген заты, барлық органикалық заттарға ортақ ацетил – Ко. А болып табылады.
Жалғасы. 3. Мұнда ацетил – Ко. А-ның ацетил тобы лимон қышқылдарының циклiне қатысады. Лимон қышқылдарының циклi – метаболизмнiң соңғы ортақ жолы, яғни клеткалық “отынның” барлығы тотығып – көмiр қышқыл газына дейiн айналатын жол. Метаболизмнiң соңғы заттарына аммиак пен су да жатады. Ø Атап өту қажет, катаболизмнiң барлық жолдары, оның IIIсатысы лимон қышқылдарының циклiнде түйiседi. Катаболизмнiң I-сатысында жүздеген, мыңдаған ақуыздар ыдырап, 20 -ға жуық амин қышқылына айналса, II сатысында амин қышқылдары ацетил – Ко. А-ға және аммиакқа, ал III сатысында ацетил – Ко. А-ның ацетил тобы лимон қышқылдарының циклiнде әрi қарай тотығып, көмiр қышқыл газына және суға айналады екен. Сонымен, катаболизмнiң соңғы жолын көптеген өзiнiң салаларының арқасында кеңейе түскен өзенмен салыстыруға болады. Ø
Анаболизм сатылары Ø Ø Ø Анаболиттiк жолдар, яғни макромолекулалардың биосинтезi де катаболиттiк жолдар сияқты үш сатыдан тұрады. Мысал ретiнде ақуыздардың синтезiн алсақ: I. α - кетоқышқылдарының немесе т. б. синтезге қажет заттардың түзiлуiнен басталады (лимон қыщқылдарының циклi). II. α - кетоқышқылының аминделу реакциясына қатысып α- амин қышқылының түзiлуi. III. Полипептидтiк тiзбектiң түзiлуi және әртүрлi ақуыздық молекулалардың түзiлуi. Майлардың синтезi де осы сияқты жүредi, ацетил – Ко. А-дан май қышқылының, одан әрi майлардың түзiлуi.
Жалғасы Ø Ø Әртүрлi тiрi ағзалардағы химиялық реакциялардың жүру жолдары бiрдей болып келедi. Мысалы, Д – глюкозаның ыдырау реакциясы барлық тiрi ағза үшiн бiрдей, бiрнеше сатылы түрде жүрiп отырады. Анаболиттiк жолдар мен катаболиттiк жолдардың жүруiнiң бiр-бiрiнен ерекшелiктерi бар. Бауырда жүретiн глюкозаның пирожүзiм қышқылына дейiн ыдырау реакциясы және осы қышқылдан глюкозаның қайта түзiлу реакциясын қарастырайық. Глюкоза → … →… → …→. . → сүт қышқылы (барлығы 11 реакция) Глюкозаның сүт қышқылына дейiн ыдырауы 11 реакциядан тұрады, ал оның сүт қышқылынан түзiлуi басқаша жүредi. Бұл реакциялардың 8 -i ыдырау кезiндегi ферменттердiң қатысуымен жүрсе, үшеуi басқа ферменттердiң қатысуымен жүредi.
Катаболизм мен анаболизм жолдарының ерекшеліктері. Ø Катаболизм мен анаболизм жолдарының бiрiмен-бiрiнiң толық сәйкес келмейтiндiгiнiң өзiндiк себебi бар: Ø 1. Энергиялық күйi. Ø 2. Реакция кезеңдерiнiң реттелуi.
Энергиялық күйi. Ø Әлдебiр күрделi заттың ыдырауын, үлкен тасты тау басынан құлатып жiберумен теңеуге болады, ал синтездi, керiсiнше осы тасты тау басына шығарумен салыстыруға болады, алғашқы жағдайда бос энергия бөлiнедi, ал соңғысында энергия жұмсауға тура келедi. Сол тау басынан құлаған тасты, қайтадан сол жолмен таудың басына шығару мүмкiн бе( мүмкiн емес. Оған қосымша энергия қажет, яғни басқаша ыңғайлы жолды табу қажет. Биосинтездiк реакциялар да сол сияқты, кейбiр кезеңдерде басқа жол таңдап, қосымша энергия жұмсауды қажет етедi.
Реакция кезеңдерiнiң реттелуi. Ø Әртүрлi болу қажет, себебi заттың ыдырауына да синтезiне де тежеудiң жолы бiр болса, онда катаболизмнiң тежелуi, анаболиттiк жолдардың тежелуiне де әкеп соқтырады. Дегенмен, анаболизм мен катаболизмдi байланыстыратын ортақ кезең, карбон қышқылдарының циклi кезеңi. Бұл жолды метаболизмнiң амфиболиттiк жолы деп атайды.
Метаболизм кезiндегі энергияның өзгерiстерi. Ø Ø Ø Күрделi қоректiк заттар, өздерiнiң молекуласының күрделiлiгiне сәйкес потенциалды энергияға ие болады. Мысалы, глюкозаның суға және көмiр қышқыл газына дейiн ыдырауы 38 моль АТФ-тың түзiлуiне әкеп соқтырады. АТФ түрiнде сақталған энергияның түрi: 1) биосинтездiк химиялық реакцияларға; 2) жиырылу және қозғалу қызметтерiн атқаруға; 3) мембраналар арқылы қоректiк заттарды тасымалдауға; 4) генетикалық ақпараттарды жеткiзуге, жүйкелік импульстерді жеткізуге жұмсалады.
Жалғасы. Ø Сонымен, метаболизм - катаболизм мен анаболизмнiң үздiксiз бiрлiгi, метаболиттердiң тұрақты концентрациясы (глюкоза, АҚ, май қышқылдары), синтез бен ыдырау процестерiнiң динамикалық тепетеңдiгi.
Макроэргиялық қосылыстар Ø ФЕП – фосфоенолпируват Ø 1, 3 ДФ ГҚ – 1, 3 дифосфоглицерин қышқылы Ø Креатинфосфат Ø АТФ
Скачать презентацию АСТАНА МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ АҚ Ø Зат алмасуға
Zat_almasu_1171_a_kirispe__2.ppt