Биохимические основы регуляторных функций биологически активных веществ

 

Министерство образования и  науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшее профессиональное образование

Восточно - Сибирский государственный университет технологий и управления

Кафедра «Биоорганическая и пищевая химия»

(ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

По дисциплине «Биохимия»:

 

«Биохимические основы регуляторных функций биологически активных веществ»

 

 

 

 

                                       Вариант-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   Выполнила: Бабуева Д.М

270 гр.                                                                                                                          Проверила: Жамсаранова С.Д.

 

 

 

 

 

 

                                                                   г. Улан Удэ

2013

 

№11   

    

          При длительном приеме антибиотиков  и сульфаниламидов происходит угнетение микрофлоры кишечника, участвующей в синтезе пиридоксина. Скорость каких реакций в клетках измениться и почему? 

А. Напишите несколько реакций, для протекания которых необходим пиридоксин.

Б.   Какое значение имеют эти реакции для организма человека?                                                                                                                                                                     

 

Ответ:

 

           Сульфаниламиды были первыми химиотерапевтическими антибактериальными средствами широкого спектра действия, которые нашли применение в практической медицине. Химически они являются производными сульфаниламида (амида сульфаниловой кислоты).

Создание наиболее эффективных, продолжительно действующих и менее токсичных сульфаниламидов основано на замещении атома водорода в амидной группе (у N1)- Наличие свободной аминогруппы (-N4H2) в пара-положении обязательно для противомикробного действия. В связи с этим к замещению атомов водорода у N4 прибегают крайне редко; это допускается

только в том случае, если в  организме радикал отщепляется  и аминогруппа высвобождается (например, у фталазола). Введение дополнительных радикалов в бензольный цикл снижает  активность соединений.

Сульфаниламидные соединения обладают широким диапазоном действия на макроорганизм  и должны рассматриваться как  специфические нервные раздражители. Они снижают повышенную реактивность организма, оказывают жаропонижающий эффект. Сульфаниламидные препараты действуют противовоспалительно, вызывают угнетение процессов регенерации при местном применении; снижают активность нуклеофосфатазы печени, почек, селезенки, нарушают нормальные процессы ацетилирования, являясь специфическим ингибитором угольной ангидразы, уменьшают способность плазмы к связыванию углекислоты, тормозят газообмен, снижают активность других ферментных систем, стимулируют процесс фагоцитоза, повышают устойчивость организма к токсинам.

А.Пиридоксин (витамин B6) является витамином предшественником ПФ (пиридоксальфосфата).

ПФ участвует в трансаминировании  и декарбоксилировании аминокислот.Также  ПФ входит в состав гликогенфосфорилазы.

Витамин В6,участвует в обмене веществ;необходим  для нормального функционирования центральной и периферической нервной системы.Поступая в организм,он фосфорилируется,превращается в пиридоксаль-5-фосфат.Играет важную роль в обмене гистамина.

 

 

Трансаминированию подвергаются все  аминокислоты кроме Лиз, Тре, Про.

 

Декарбоксилирование в синтезе  биогенных аминов(нейромедиаторов)

 

 

 

 

Б.Значение реакций трансаминирования:

1.Первая реакция на пути катаболизма большинства аминокислот

2.Последняя реакция на пути синтеза заменимых аминокислот

3.Таким образом происходит перераспределение азота между аминокислотами.

 

Значение реакций декарбоксилирования:

Несмотря на ограниченный круг аминокислот и их производных, подвергающихся декарбоксилированию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины (т.н. "Трупные яды") - оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных. В животных тканях установлено декарбоксилирование следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глутаминовой и γ-оксиглутаминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цистеина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α-аминомалоновой кислоты. Помимо этого, у микроорганизмов и растений открыто декарбоксилирование ряда других аминокислот.

 

 

 

1. Реакции необратимы - приводят к необратимому распаду аминокислот. 

2. Образуется значительное количество  СО₂ - конечного продукта метаболизма, который выводится из организма. 

3. Образуются амины, которые обладают высокой биологической активностью. Поэтому такие амины называют биологически активными или биогенными аминами. Они являются медиаторами, с помощью которых сигнал передается от одной клетки к другой и от одной молекулы к другой. 

Продукт декарбоксилазной реакции дофамин является предшественником катехоламинов (норадреналина и адреналина).

Кроме функции предшественника, дофамин имеет свои специфические функции. Если ДОФА метилируется, то образуется a-метил-ДОФА. Это соединение является сильным ингибитором декарбоксилазы ароматических аминокислот.

Как самостоятельный  нейромедиатор в целом по организму,дофамин отвечает за двигательную активность, дефицит приводит к болезни Паркинсона и дрожанию рук с похмелья. В настоящее время дофамин считается основным нейромедиатором в работе системы вознаграждения центральной нервной системы. 
Дофамин собствует повышению двигательной активности, уменьшению двигательной заторможенности и скованности, снижению гипертонуса мышц. Повышает тонус сосудов и артериальное давление, увеличивает силу и частоту сердечных сокращений, обеспечивая повышенную доставку кислорода. 
Повышение уровня дофамина в плазме крови происходит при шоке, травмах, ожогах, кровопотерях, стрессовых состояниях, при различных болевых синдромах, тревоге, страхе, стрессе. Дофамин играет роль в адаптации организма к стрессовым ситуациям, травмам, кровопотерям и др. 
Дофамин отвечает за процессы памяти, контролирует способность к обучению, участвует в принятии решений, поддерживает стремление к новым свершениям, помогает достигнуть цели, придавая человеку уверенность. У дофамина есть и «но»: он также закрепляет в организме пристрастие к алкоголю, наркотикам и прочие зависимости.

Низкий уровень дофамина и норэпинефрина в мозгу может  привести к депрессии. Снижение уровня дофамина приводит к когнитивным нарушениям, повышение вызывает бред и галлюцинации.

Уровень выше нормального  вызывает тревожность, а у части  людей становится причиной агрессивности. Дофамин выделяется и во время  акта агрессии. Повышение уровня дофамина может вызывать бред и галлюцинации. 

 

Снижение дофамина в  одних участках и повышение в  других вызывает шизофрению.

С нарушением баланса  дофамина связывают также дискинезии, гиперкинезии, ангедонию, депрессию, деменцию, патологическую агрессивность.  

В животных тканях с высокой скоростью протекает декарбоксилирование гистидина под действием специфической декарбоксилазы.

Гистамин оказывает широкий спектр биологического действия. По механизму действия на кровеносные сосуды он резко отличается от других биогенных аминов, так как обладает сосудорасширяющим свойством. Большое количество гистамина образуется в области воспаления, что имеет определенный биологический смысл. Вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, гистамин тем самым ускоряет приток лейкоцитов, способствуя активации защитных сил организма. Кроме того, гистамин участвует в секреции соляной кислоты в желудке, что широко используется в клинике при изучении секреторной деятельности желудка (гистаминовая проба). Он имеет прямое отношение к явлениям сенсибилизации и десенсибилизации. При повышенной чувствительности к гистамину в клинике используют антигистаминные препараты(санорин, димедрол и др.), оказывающие влияние на рецепторы сосудов. Гистамину приписывают также роль медиатора боли. Болевой синдром – сложный процесс,детали которого пока не выяснены, но участие в нем гистамина не подлежит сомнению.