Параграф 26. свободное окисление. метаболизм этано

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна. Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив НЕ НУЖНО зубрить. Замечания можно прислать по почте: exam_bch@mail.ru

ПАРАГРАФ 26. См. п.3, 20, 23, 27, 118.
«Свободное окисление.
Метаболизм этанола.»

26. 1. Определение
Свободным окислением называют все окислительные процессы организма, кроме окислительного фосфорилирования (ОФ, п.23).
То есть свободно это окисление от синтеза АТФ.

26. 2. Функции сводного окисления.
27. 2. 1. Теплопродукция.
ОФ происходит за счёт работы ДЦ; при этом часть энергии, которая не тратится на синтез АТФ, рассеивается в виде тепла для поддержания температуры тела – это уже относится к свободному окислению.
Выделение тепла увеличивают разобщители работы ДЦ и синтеза АТФ.
Таким образом, одна из функций свободного окисления – это поддержание температуры тела.
При нарушение этой функции сводного окисления теплопродукция может быть как повышенная, так и недостаточная, что отражается на температуре тела.
Повышенная теплопродукция приводит к повышению температуры тела (жару), что при температуре выше 40 градусов опасно для жизни (так как оптимум температуры для белков – 37 градусов Цельсия).
Пониженная теплопродукция приводит к снижению температуры тела.
Причиной повышенной теплопродукции может быть избыток ЙТ или присутствие других разобщителей (п.23).
Причиной сниженной теплопродукции может быть дефицит ЙТ (п.104).

На работу ДЦ тратится бОльшая часть кислорода, более 90%.
Остальная часть кислорода превращается в активные формы кислорода (см. сначала п.27)
или используется ферментами с приставкой окси-: оксидазами и оксигеназами (п. 3 и 20). Все эти реакции тоже относятся к свободному окислению.

26. 2. 2. ОММ = перекисное окисление.
Активные формы кислорода вступают в реакции с веществами организма – эти процессы называются оксидативной модификацией молекул (ОММ; окислением веществ активными формами кислорода).
ОММ бывает полезной (физиологические эффекты ОММ) и вредной (патологические эффекты ОММ).
Патология возникает при дефиците физиологических эффектов и избытке патологических.
Пример патологии из-за дефицита физиологических эффектов ОММ – снижении иммунитета при дефиците АФК из-за наследственной недостаточности фермента, катализирующего образование АФК (см. «хронический грануломатоз» в п.121).
Пример патологии из-за избытка патологических – разрушение клеток, митохондрий (а далее – дегенеративные процессы) из-за избытка АФК и дефицита антиоксидантов. Подробнее в п.27.

26. 2. 3. Метаболизм ксенобиотиков.
См.п. 118. Ксенобиотики – это вещества, которые не образуются в организме (экзогенные) и не нужны организму, в отличие от витаминов. Не синоним токсинов – токсины бывают и эндогенными (билирубин, например).
Метаболизм ксенобиотиков нужен для выведения ксенобиотиков организма – после определённы реакций ксенобиотики становятся более растворимыми и менее токсичными и легче выводятся с мочой.
К сводному окислению относится реакция гидроксилирования ксенобиотиков.

26. 2. 4. Эндогенный метаболизм
Это оксидазные и оксигеназные реакции, в которых участвуют вещества организма.
Среди оксидазных реакций
важны реакции в обмене пуринов и аминов. См. п. 71 и 105.
Примеры оксидаз – ксантин/оксидаза и моноамин/оксидаза (МАО).
Обе имеют медицинское значение – КсО ингибируют для спасения почек при избытке уратов, а вторую – при эндогенных депрессиях.
Поскольку повышенная активность КсО приводит к избытку уратов, а повышенная активность МАО – к ускоренному разрушению гормонов счастья и в итоге – к их дефициту и депрессии.

Оксигеназы (в том числе гидроксилазы)
участвуют в синтезе ГОРМОНОВ СЧАСТЬЯ (п.63; при снижении синтеза – ДЕПРЕССИЯ и другие последствия),
в обмене СТЕРОИДОВ (п.40 и 48): в синтезе и в инактивации стероидных гормонов (половых и кортикостероидов),
в активации витамина Д (п.114; при снижении – дефицит кальцитриола, ломкость костей),
в синтезе желчных кислот (при их дефиците – желчнокаменная болезнь, нарушение усвоения жирорастворимых витаминов,
в синтезе эйкозаноидов – п.109.

Гидроксилирование КОЛЛАГЕНА (п.83, 12) нужно для полноценности соединительной ткани и отсутствия нарушений, как при цинге.
Для работы гидроксилаз нужны витамины РР и С – поэтому дефицит этих витаминов приводит к дефициту всех перечисленных процессов и названных последствиям дефицита. Подробнее о последствиях – в других параграфах.
Избыточный синтез коллагена – тоже приводит к патологии, так как ускоряет рубцевание, которое препятствует образованию нормальной ткани. Поэтому избыток витамина С не показан шахтерам, к примеру.

26. 3. Метаболизм этанола (алкоголя). См. п.29.
Схема: этанол (опьянение) ; этаналь (отравление) ; уксусная килота ; ацетилКоА ; жирные кислоты ; ;жир ; ожирение (обратимо) ; цирроз (необратимо) ; смерть.
Реакции:
1-я реакция:
СН3СН2ОН (этанол) + НАД+ ; СН3С(О)Н (этаналь) + НАДН, Н+ (для 2,5 АТФ в ДЦ)
2-я реакция:
СН3С(О)Н + НАД+ ; СН3СООН (уксусная кислота) + НАДН, Н+ (для 2,5 АТФ и  ГНГ и ЦТК )
3-я реакция:
СН3СООН + HSКоА ; СН3С(О) ~ SКоА (ацетилКоА)

Описание:
ОН группа этанола может окисляться путём отщепления водорода
до альдегидной (О=С–Н), а затем до карбоксильной (О=С–ОН).
Альдегид, образующийся из этанола, называется этаналем или уксусным альдегидом.
Кислота, образующаяся их этаналя, называется этановой или уксусной.
Окисление этанола до уксусной кислоты относится к процессам косвенного окисления – см. п.20)
Реакции дегидрирования (в этом случае) катализируются ферментами дегидрогеназами:
алкоголь/дегидрогеной и альдегид/дегидрогеназой.
Отщеплённые ими атомы водорода переносятся на кофермент НАД+, превращая его в НАДН, Н+.
Уксусная кислота превращается в ацетилКоА в реакции с коферментом А. См. п.46 и 47.

Влияние этанола и продуктов метаболизма этанола на организм.
1. АцетилКоА
мог бы использоваться в ЦТК, но НАДН его ингибирует.
Поэтому ацетилКоА используется в синтезе жирных кислот, из которых затем синтезируется жир, который накапливается в печени и нарушает её функции –
это называется ОЖИРЕНИЕМ ПЕЧЕНИ или гепатозом. (Не путать с обычным ожирением).
Ожирение печени обратимо – если человек перестаёт выпивать. А если не перестаёт, то ожирение печени приводит к развитию ЦИРРОЗА – постепенной гибели ткани печени и её замещению соединительной тканью, которая функций печени выполнять не может.

Какое-то время цирроз не приводит к смерти (такой цирроз называют компенсированным циррозом), поскольку у печени значительный функциональный резерв, но при декомпенсации цирроза наступает смерть.
У цирроза есть другие причины, кроме гепатоза – повреждение печени токсинами, лекарствами, вирусами. У гепатоза есть другие причины, кроме алкоголя – избыток жиров при дефиците белков, нарушение образования ЛПОНП (см. п.49).

2. НАДН:
1 – передаёт 2 атома водорода в дыхательную цепь, что приводит к выработке АТФ и тепла (п.22).
1 г алкоголя даёт таким образом 7,5 ккал, но это калории называют «ХОЛОСТЫМИ» – поскольку организм не получает при этом ни витаминов, ни микроэлементов.
Алкоголики могут получать калории только от алкоголя – при этом им грозит дефицит витаминов и микроэлементов.
2 – является ингибитором ЦТК (п.21 и 22), поэтому приём алкоголя нарушает функции ЦТК, снижает концентрацию метаболитов ЦТК,
в том числе снижает скорость образования оксалоацетата из аминокислот –
это может привести к снижению скорости синтеза глюкозы (ГНГ – п.33) и снижению концентрации глюкозы в крови, то есть К РАЗВИТИЮ ГИПОГЛИКЕМИИ. Об опасностях гипогликемии – п.37.
Это бывает даже при однократном приёме алкоголя. Особенно на фоне утомления, стресса, голода, переохлаждения. Сильная гипогликемия может привести к КОМЕ после приёма спиртного. Спасти человека от смерти в этом случае может инъекция глюкозы.
К коме при этом предрасполагает также возникающий ацидоз и токсичное действие альдегида.

У часто выпивающих людей снижение работы ЦТК может привести к снижению его анаболической функции – к снижению поставки метаболитов для синтеза белков и порфирина (для гема – п.121).

Альдегид и этанол токсичны, особенно альдегид. Именно с альдегидом связаны похмелье, абстинентный синдром.
Опьяняющее действие присуще этанолу. Чем дольше действует этанол – тем быстрее человек пьянеет и тем быстрее развивается у него зависимость от этанола.
Продолжительность действия этанола зависит от скорость его превращения в альдегид, то есть от активности фермента, а активность фермента – от генов.
Поэтому все люди разной скоростью пьянеют и поэтому у всех разный риск возникновения зависимости от алкоголя.
Чем ниже активность алкоголь/дегидрогеназы – тем дольше этанол не превращается в альдегид, тем быстрее человек пьянеет и тем быстрее у него развивает зависимость от этанола.
Такие люди не способны «выпивать и не становиться алкоголиками» - остальным надо об этом знать и не рисковать их судьбой, не спаивать их.
И наоборот – чем выше активность алкоголь/дегидрогеназы – тем быстрее этанол превращается в альдегид, чем медленнее человек пьянеет, тем медленнее у него развивается зависимость, но тем быстрее он отравляется альдегидом, если скорость превращения альдегида в кислоту снижена.
У женщин активность алкоголь/дегидрогеназы снижена, поэтому превращение этанола в альдегид замедленно, опьянение возникает быстрее, риск развития алкоголизма выше, чем у мужчин.

Альдегиду присуще сильное отравляющее действие. Чем выше его концентрация – тем больше вреда. Концентрация альдегида зависит от скорости его образования из этанола и скорости его превращения в кислоту. Чем выше активность альдегид/дегидрогеназы – тем меньше отравляющее действие альдегида. При высокой скорости образования альдегида и низкой скорости его превращения в кислоту концентрация альдегида и его отравляющее действие максимальны.

Метаболизм этанола ускоряется при регулярном употреблении алкоголя: за счёт увеличения синтеза ферментов их становится больше, поэтому превращение этанола в кислоту происходит быстрее, поэтому люди медленнее пьянеют, могут выпить больше непьющего. Но эти способности считаются признаком того, что развитие алкоголизма зашло уже достаточно далеко.

В метаболизме этанола участвует витамин РР в составе кофермента НАДН.
РР может помочь превратить этанол в кислоту, сократить влияние этанола и альдегида (опьянение, развитие алкоголизма, отравление), но он не может предотвратить ожирение печени.