Решение задач 54, 55, 56 по биохимии для медицинского вуза

Для студента медицинского вуза требуется более глубокий разбор биохимических механизмов, ферментативных процессов и клинического значения. Ниже представлено углубленное изложение вопросов 54, 55 и 56. Вопрос 54. Фосфолипиды и гликолипиды. Строение и биологическая роль. Сложные липиды являются амфифильными молекулами, что определяет их способность формировать биологические мембраны. 1. Фосфолипиды (ФЛ): Подразделяются на две группы в зависимости от спирта: — Глицерофосфолипиды: В основе лежит фосфатидная кислота (глицерин + два остатка жирных кислот + фосфат). К фосфату присоединен полярный радикал (холин, этаноламин, серин, инозитол). — Сфингофосфолипиды: Вместо глицерина — аминоспирт сфингозин. Основной представитель — сфингомиелин (сфингозин + жирная кислота + фосфохолин). Находится в миелиновых оболочках нервов. Биологическая роль ФЛ: — Структурная: Формирование липидного бислоя. — Метаболическая: Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (\(PIP_2\)) под действием фосфолипазы С распадается на вторичные посредники (\(IP_3\) и \(DAG\)), передавая сигнал гормонов внутрь клетки. — Липотропное действие: Препятствуют жировой инфильтрации печени, обеспечивая сборку ЛПОНП. — Сурфактантная: Дипальмитоилфосфатидилхолин снижает поверхностное натяжение в альвеолах легких. 2. Гликолипиды: Не содержат фосфорной кислоты. Углеводная часть представлена моно- или олигосахаридами. — Цереброзиды: Содержат остаток глюкозы или галактозы. Входят в состав мембран нейронов. — Ганглиозиды: Содержат сложные олигосахариды и обязательно остатки сиаловой (N-ацетилнейраминовой) кислоты. Биологическая роль: Формируют гликокаликс. Участвуют в клеточной адгезии, межклеточных контактах и являются рецепторами для токсинов (например, холерного токсина) и вирусов. Вопрос 55. Строение и функции биологических мембран. Роль отдельных компонентов. Современная концепция — жидкостно-мозаичная модель Сингера-Николсона. 1. Липидный компонент: — Фосфолипиды: Создают матрикс мембраны. Жирнокислотные хвосты обеспечивают «текучесть». Чем больше ненасыщенных ЖК, тем выше текучесть. — Холестерин: Выполняет роль «демпфера» или регулятора жесткости. Встраиваясь между хвостами ФЛ, он ограничивает их подвижность при высоких температурах и препятствует кристаллизации при низких. 2. Белковый компонент: — Интегральные белки: Имеют гидрофобные домены, погруженные в бислой. Это ионные каналы, транспортеры (GLUT), рецепторы (GPCR), АТФ-азы. — Периферические белки: Связаны электростатически. Часто являются ферментами (аденилатциклаза) или белками цитоскелета (спектрин, анкирин в эритроцитах), поддерживающими форму клетки. 3. Функции мембран: — Компартментализация: Разделение клетки на органоиды с разной средой (pH, набор ферментов). — Избирательная проницаемость: Пассивный транспорт (диффузия), облегченная диффузия (через каналы) и активный транспорт (против градиента с затратой АТФ). — Генерация потенциала: Поддержание градиента ионов (\(Na^+, K^+, Ca^{2+}\)), что критично для возбудимых тканей. Вопрос 56. Транспортные формы липидов — хиломикроны, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП, их состав и функции. Липопротеины (ЛП) — это макромолекулярные комплексы. Белки в их составе называются аполипопротеинами (апо-белками). Они выполняют структурную роль, являются лигандами для рецепторов и активаторами ферментов. 1. Хиломикроны (ХМ): — Образуются: В энтероцитах кишечника. — Состав: 90% ТАГ, апо-белки (B-48, C-II, E). — Функция: Транспорт экзогенных жиров. В крови под действием ЛП-липазы (активируется апо-С-II) ТАГ расщепляются, и жирные кислоты уходят в ткани. 2. ЛПОНП (Пре-\(\beta\)-липопротеины): — Образуются: В печени. — Состав: Эндогенные ТАГ (60%), холестерин, апо-белки (B-100, C-II, E). — Функция: Транспорт жиров, синтезированных в печени из глюкозы. Превращаются в ЛПНП через стадию ЛППП (промежуточной плотности). 3. ЛПНП (\(\beta\)-липопротеины): — Состав: Основной переносчик холестерина (50%), апо-B-100. — Функция: Доставка холестерина в периферические ткани для синтеза мембран и гормонов. — Клиника: При избытке захватываются макрофагами в стенке сосудов, образуя «пенистые клетки» — основу атеросклеротической бляшки. Самая атерогенная фракция. 4. ЛПВП (\(\alpha\)-липопротеины): — Образуются: В печени и кишечнике в виде «пустых» дисков. — Состав: Много белка (50%), апо-А-I. Содержат фермент ЛХАТ (лецитинхолестеролацилтрансфераза). — Функция: Обратный транспорт холестерина. ЛХАТ превращает свободный холестерин с поверхности клеток в эфиры, которые погружаются внутрь ЛПВП и транспортируются в печень для удаления. — Клиника: Обладают антиатерогенным действием. Диагностическое значение: Для оценки риска сердечно-сосудистых заболеваний рассчитывается коэффициент атерогенности: \[ K = \frac{\text{Общий холестерин} - \text{ЛПВП}}{\text{ЛПВП}} \]