Тема 2. Введение в метаболизм. Биологическое окисление. Регуляция метаболических процессов

2.1. Кортизол легко проходит плазматическую и ядерную мембраны и, образуя комплекс с белком, влияет на генетический аппарат гепатоцитов. Как влияет гормон на процесс транскрипции, если известно, что под влиянием кортизола повышается скорость синтеза глюкозы из неуглеводных субстратов - аминокислот, пирувата и др. следующим путем:

2.2. Если кальмодулин добавить к фосфодиэстеразе, то это не отразится на скорости превращения цАМФ в АМФ. Однако если к этой системе добавить ионы Са²⁺, то активность фосфодиэстеразы повысится. Почему?

2.3. Добавление адреналина к препарату клеток мышечной ткани приводит к увеличению активности гликогенфосфорилазы. Если клетки отцентрифугировать при высокой скорости, а затем в надосадочную жидкость добавить адреналин, то увеличения фосфорилазной активности не наблюдается. Дайте пояснение.

2.4. Больному, страдающему хроническим инфекционно-аллергическим заболеванием, в течение длительного времени назначали преднизолон (аналог кортизола). После улучшения больной резко прекратил прием препарата, но у него появились симптомы гипокортицизма. Чем объяснить ухудшение?

2.5. Длительный отрицательный эмоциональный стресс, сопровождающийся выбросом катехоламинов, может вызвать заметное похудание. Каков механизм похудания в данном случае?

2.6. Непосредственно в реакциях цикла Кребса кислород не участвует. Объясните, почему цикл Кребса ингибируется в отсутствии кислорода.

2.7. После перенесенного тяжелого заболевания у больного наблюдались похудение, упадок сил, повышенная утомляемость, сердцебиение, одышка. Врач порекомендовал больному витамины группы В. Обоснуйте назначение врача.

2.8. При изучении тканевого дыхания мышц in vitro в качестве субстрата окисления использовали сукцинат. Дополнительное введение в эту среду малоновой кислоты прекращало поглощение кислорода и приводило к накоплению промежуточного метаболита цикла Кребса. Какова причина остановки дыхания? Возможно ли снять вызванное малонатом ингибирование? Если да, то каким образом?

2.9. Увеличение концентрации АТФ и НАДН₂ приводит к уменьшению скорости цикла трикарбоновых кислот. Активность каких ферментов снижается при увеличении концентрации АТФ и НАДН₂ в клетке? Каков механизм ингибирующего эффекта?

2.10. В гомогенат печени, использующей в качестве субстрата окисления глюкозу, внесли ингибитор цитохрома аа₃. Как изменится эффективность синтеза АТФ, концентрация молочной кислоты, выделение углекислоты?

2.11. У новорожденных детей в области шеи и верхней части спины имеется особая жировая ткань - "бурый жир", который у взрослых отсутствует. Бурая окраска зависит от высокого содержания митохондрий. В митохондриях бурого жира на каждый атом поглощенного кислорода образуется менее одной молекулы АТФ. Какой физиологической функцией определяется низкое значение Р/О в буром жире новорожденных?

2.12. У больного с повышенной функцией щитовидной железы наблюдается уменьшение веса, мышечная слабость, утомляемость, субфебрильная температура, повышенная раздражительность. Объясните причины наблюдаемых симптомов заболевания.

2.13. Длительное использование разобщающего агента
2,4-динитрофенола как препарата в борьбе с ожирением имело негативные последствия: развивалось недомогание, повышалась температура тела, в некоторых случаях наблюдался летальный исход. На чем основывалось применение 2,4-динитрофенола в качестве препарата, снижающего массу тела? Объясните причины развивающихся осложнений.

2.14. При дефиците витаминов группы В возможно снижение процесса окислительного декарбоксилирования пирувата. Объясните причину этого снижения.

2.15. В суспензию митохондрий добавили малат и АДФ. Как будет изменяться концентрация этих веществ при инкубации?

2.16. В суспензию митохондрий добавили малат и АДФ. Поглощение кислорода, начавшееся сразу после добавления малата и АДФ, через некоторое время прекратилось. Почему? Затем к пробе добавили раствор гексокиназы и глюкозы – поглощение кислорода вновь началось. Почему?

2.17. В эксперименте к гомогенату, содержащему все ферменты цитратного цикла и дыхательной цепи, добавляли ацетил КоА. Что покажет определение концентраций оксалоацетата и ацетил КоА до и после инкубации? Происходило ли увеличение содержания оксалоацетата? Объясните роль оксалоацетата в этом процессе. Изменилось ли содержание ацетил КоА?

2.18. Как влияет энергетический потенциал клетки (АДФ/АТФ) на скорость цикла трикарбоновых кислот? Ответ обоснуйте. Напишите реакции цикла, чувствительные к изменению энергетического потенциала.

2.19. В физиологических условиях температура тела человека выше температуры окружающей среды (36.6оС против 20оС). Объясните, чем обусловлена эта разница? Какую роль в этом играют митохондрии?

2.20. При выделении митохондрий и использовании их для изучения скорости окислительного фосфорилирования к буферной системе, содержащей окисляемый субстрат, АДФ и Н₃РО₄, обычно добавляют небольшое количество чистого цитохрома с, выделенного из любого источника. Почему необходимо добавлять цитохром с и почему его не обязательно выделять из того же источника, что и митохондрии?

2.21. Человек за сутки расходует 12800 кДж энергии, половина которой используется как тепловая, а другая половина – для выполнения механической и др. видов работ. Какая масса углеводов и жиров должно подвергнуться полному распаду в организме для покрытия суточной потребности в энергии, сколько молей АТФ при этом образуется, если, считать, что 2/3 энергии поставляет распад углеводов, а 1/3 энергии организм получает за счет распада жиров?