Решение задач 52-58: Кетоновые тела для студентов-медиков

Ниже представлены подробные ответы на вопросы 57 и 58, адаптированные для программы медицинского института с учетом биохимических механизмов и клинических аспектов. Вопрос 57. Кетоновые тела. Строение, роль в норме и при патологии. Условия избыточного образования. Кетоновые тела — это группа метаболитов, образующихся в печени из ацетил-КоА при неполном окислении жирных кислот. 1. Строение: К кетоновым телам относятся три соединения: — Ацетоацетат (ацетоуксусная кислота). — \(\beta\)-гидроксибутират (\(\beta\)-оксимасляная кислота) — образуется путем восстановления ацетоацетата. — Ацетон — образуется путем неферментативного декарбоксилирования ацетоацетата (в норме его концентрация ничтожна). 2. Биосинтез (Кетогенез): Происходит в митохондриях гепатоцитов. Ключевой фермент — ГМГ-КоА-синтаза. Субстратом служит избыток ацетил-КоА, который не успевает сгорать в цикле Кребса из-за дефицита оксалоацетата. 3. Роль в норме: Кетоновые тела — это водорастворимые энергетические субстраты. Они легко проходят через гематоэнцефалический барьер и используются скелетными мышцами, миокардом и головным мозгом (особенно при длительном голодании), экономя глюкозу. Сама печень кетоновые тела не использует, так как в ней отсутствует фермент тиофораза. 4. Условия избыточного образования (Кетоз): Главная причина — состояние, при котором клетки не получают достаточно глюкозы и начинают усиленно расщеплять жиры (липолиз). — Сахарный диабет I типа (инсулиновая недостаточность). — Длительное голодание (дефицит углеводов). — Тяжелая физическая нагрузка на фоне низкоуглеводной диеты. 5. Патология: — Кетонемия: повышение уровня кетоновых тел в крови. — Кетонурия: выделение их с мочой. — Кетоацидоз: сдвиг pH крови в кислую сторону из-за накопления органических кислот. Это опасное состояние, ведущее к коме, так как нарушается работа ферментов и транспорт ионов. Запах ацетона изо рта — характерный признак. Вопрос 58. Стерины. Строение, свойства и биологическая роль. Биосинтез холестерина. Стерины (стеролы) — это циклические спирты, относящиеся к классу стероидов. Основным стерином животного происхождения является холестерин. 1. Строение и свойства: В основе лежит ядро стерана (циклопентанпергидрофенантрен). Холестерин имеет гидроксильную группу у \(C_3\), двойную связь у \(C_5\) и алифатическую цепь у \(C_{17}\). Свойства: амфифильность (слабая), нерастворимость в воде, способность образовывать эфиры с жирными кислотами (эфиры холестерина — транспортная и депонируемая форма). 2. Биологическая роль: — Структурная: компонент плазматических мембран (регулирует текучесть). — Предшественник жизненно важных веществ: а) Желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая). б) Стероидные гормоны (кортизол, альдостерон, эстрогены, тестостерон). в) Витамин \(D_3\) (холекальциферол). 3. Биосинтез холестерина: Происходит в цитозоле клеток (преимущественно печени и кишечника). Основные этапы: 1) Образование мевалоната из трех молекул ацетил-КоА. Ключевой регуляторный фермент — ГМГ-КоА-редуктаза. \[ \text{ГМГ-КоА} + 2 NADPH + 2 H^+ \rightarrow \text{Мевалонат} + CoA + 2 NADP^+ \] (Именно на этот фермент воздействуют лекарства — статины). 2) Образование изопреноидных единиц (активный изопрен). 3) Синтез сквалена (линейный углеводород из 30 атомов углерода). 4) Циклизация сквалена в ланостерин. 5) Превращение ланостерина в холестерин (многостадийный процесс). Регуляция: Холестерин подавляет синтез ГМГ-КоА-редуктазы по принципу отрицательной обратной связи. Инсулин активирует синтез, а глюкагон — тормозит.