ОПИУМ
77 subscribers
13 photos
2 videos
8 links
Основы понятной и увлекательной медицины. Автор @dnlkstrkn
Download Telegram
Константа Михаэлиса. Удивительная штука: многие её помнят, но мало кто понимает, что это, зачем, почему и откуда. Даже если посмотреть определение, то не очень всё и понятно. «Кинетический параметр ферментативной реакции, численно равный концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину максимальной». В одной статье мы её даже упоминали. Но остаётся всё равно вопрос: и что? Ну постоянная она, сродство показывает. Гораздо лучше как-то это дело проиллюстрировать ярким примером.

Есть у нас в теле ферменты, необходимые в нашей обычной жизни: поел – получил по максимуму всего нужного. Но есть и такие, которые в мирное время ждут своего часа. Пока мы не совершим что-то нехорошее. А какое одно из самых частых нехороших для организма действий у людей, достигших совершеннолетия (да, по закону с 18 лет, так что не надо тут!)? Употребление всяких алкоголей.

С седьмого тысячелетия до нашей эры (на самом деле и раньше) человек начал производить хмельные и виноградные напитки для услады своей души. Тяжёлые были времена, надо признать. Нужно было и отдыхать как-то. И даже человеку, не знакомому с биохимией, понятно: это всё хорошо, но лучше этому не задерживаться. Так что давайте разберём.
Этанол – человек ему рад, организм не особо. По правде он встречается и в обычных фруктах, правда не в такой концентрации. Поэтому куда всё это отправится первым делом? В печень, конечно! Если говорить кратко: этанол можно превратить в уксусную кислоту. Звучит всё равно стрёмно, но сразу скажу – с ней хотя бы можно работать! Взяли ацетат-коА-лигазу и получили ацетил-КоА. А там его и в цикл Кребса, и на синтез жирных кислот. Не всё вроде так плохо, довольно калорийная штучка вышла (а ещё и возможность алкогольной жировой дистрофии печени из-за второго пути). И есть одна мааааленькая проблемка - реакция проходит в два этапа.

Встречайте двух товарищей. Алкогольдегидрогеназу и альдегиддегидрогеназу. Есть ещё и индуцибельная микросомальная алкогольоксидаза (функция как у первого фермента), но она штука затратная по энергии и работает чаще при выраженном опьянении или алкоголизме. Кстати, возможно из-за этого многие алкоголики худые!

Итак, что делает первый фермент? Встречает врага в лицо вместе с НАД и пытается исправить положение. Только вот при данной реакции получается вещество намного токсичнее – ацетальдегид. А он довольно буйный, сразу все катехоламины вылезают и бьют тревогу. Там и лицо покраснеет, и сердце забьётся, ещё и температура может подскочить. Ну и прочие неприятности под утро. Поэтому очень важно, чтобы за него сразу взялся другой фермент – альдегиддегидрогеназа. Получаем уксусную кислоту, и в принципе у нас всё хорошо. Если не превысили нормативы. Но увы, не всё так просто.
Восточная Азия нам с вами кажется совсем другим миром. Другая культура, другое мировоззрение, другой менталитет. И у них есть свойственные им проблемы. Так уж вышло, что от 30 до 50 процентов жителей восточной Азии имеют врождённую непереносимость алкоголя. Или в переводе с английского «реакцию алкогольного румянца».

Из названия понятно, что лицо, иногда шея, плечи, а бывает и всё тело у людей становится красным даже при небольшом употреблении алкоголя. Ну и никто не отменял другие нежелательные эффекты. Поэтому если бы Мальчишник в Вегасе снимали в Токио, то фильм бы скорее получился в жанре «социальная драма». И очевидно, что лучшие научные умы решили разобраться, как же так вышло.

Мы упомянули одно вещество, способное устроить такое представление. Ацетальдегид. Учёные тоже быстро догадались о его влиянии и стали копать в этом направлении. И обнаружили, что альдегиддегидрогеназа оказалась не так проста.

Так уж вышло, что у нас есть две формы этого фермента (на самом деле три, но последняя пока плохо изучена): митохондриальная и цитозольная. Служат они одной цели. Но есть один нюанс: у митохондриальной константа Михаэлиса гораздо ниже.

Вспоминаем определение и начинаем размышлять. Если константа Михаэлиса меньше, то реакция будет протекать хорошо и быстро при меньшем количестве субстрата. В цитозольной версии же нужно достичь гораздо большей концентрации. А какой у нас субстрат? Всё тот же злопакостный ацетальдегид.

Логично, что нам интереснее митохондриальная форма. И по-хорошему обычно вместе работают митохондриальные и цитозольные варианты. Как выяснилось, не всегда.
Вернёмся к нашей проблеме. Было обнаружено, что у определённой категории людей существует особая вариация гена ALDH2, которая из-за замены глутамата на лизин (всего лишь одной аминокислоты!) кодирует функционально неактивную митохондриальную форму. И бедная цитозольная форма вынуждена справляться собственными усилиями.

И она молодец! Но всё равно ацетальдегид успевает поднакопиться, попасть в кровь и набезобразничать. Вот и получается острая алкогольная интоксикация гораздо чаще, чем хотелось бы.

Теперь взгляните ещё раз на всю эту картину. Две изоформы одного фермента, какое-то не сразу очевидное различие, замена всего лишь одной аминокислоты. А сколько неприятностей вышло почти у половины населения определённых регионов. И опять получается так, что что-то незначительное на первый взгляд оказывает огромное влияние на жизни многих людей. Мир не перестаёт удивлять, не правда ли?
В субботу буду делать тестовый видос. Какую тему лучше разобрать?
Anonymous Poll
43%
Цикл трикарбоновых кислот
57%
Окислительное фосфорилирование
Всех с Новым годом!!! Надеюсь, что я попал в ваши часовые пояса. Если нет, то сорян.
Это был тяжёлый год. Хочу сказать спасибо за эмоции, которые вы мне подарили. Я так радуюсь, когда вижу нового подписчика - даже представить себе не можете.
Желаю легкой сессии, крутых преподов и побольше удовольствия от учебы. Последнее - самое важное.
Извините, что мы выпускаем так мало контента. В 2022 году попытаемся это исправить. Наверное….
Ребят, мы запускаем курс по биохимии. Понимаю, что не вовремя, но слишком много сил было потрачено на него.
Сейчас в курс входят далеко не все темы, посмотреть их можно здесь https://courses.opiumedu.ru.
Формат видео можете посмотреть там же, либо чуть выше в телеге.
Кроме видео будут небольшие тесты. И, конечно, возможность задать любой вопрос.
За 1 500₽ у вас будет доступ к курсу на год. И к тем видео и тестам, которых еще нет в курсе. Пока видео 40 штук - чуть больше 9 часов контента. Завтра начинаю снимать сигнальные молекулы - гормоны и всё такое, а потом сделаю отдельный блок по гормональной регуляции углеводного обмена. Если вы тоже в первом семестре проходите углеводы, общий путь катаболизма и сигнальные молекулы, то всё супер - курс вам подойдёт.
Понимаю, что тут много людей, у которых уже идёт биохимия второй семестр. И им нет смысла покупать курс на год. Я собираюсь перевести курс на подписки - просто для этого нужны деньги. Так что я надеюсь, что вы сможете купить за месяц до экзамена, чтобы повторить ключевые вопросики. Там уже будет больше тем, а выйдет дешевле. Думаю, что месяц доступа будет стоить 500 ₽.
Так что простите за затишье, но мы действительно проделали огромную работу. Надеюсь, что вы оцените!
Залил разбор цикла Кребса на ютуб. Мб кому-то пригодится.
Катаракта и денатурация
Обычно, когда разбирают денатурацию, то приводят в пример куриное яйцо. Под действием температуры белок сворачивается - становится белым. Но на самом деле наши белки постоянно денатурируют. И лучший пример - белки хрусталика.
Хрусталик - это линза, которая преломляет свет и собирает его прямо на сетчатке. Благодаря нему большинство из нас отлично видит. И почти вся эта линза состоит из белков - кристаллинов. Эти белки относительно прозрачные, вспомните яичный белок, он ведь тоже прозрачный, пока мы не начнём его готовить.
Кристаллины - это целая смесь белков. Часть нужна просто для того, чтобы пропускать свет. Но вот другая часть кристаллинов - это белки шапероны. Они не допускают денатурацию первых.
Почему они денатурируют? Дело такое: свет - это электромагнитная волна, а значит он несёт в себе какую-то энергию. Эта энергия приводит к образованию свободных радикалов в нашем хрусталике. А свободные радикалы приводят к денатурации белка. Белок просто окисляется. Тут и появляются шапероны, которые их подлатывают. Если бы не было шаперонов, то белки выпадали в осадок. Ведь несколько окисленных белков могут связываться друг с другом - образовывать преципитаты. Они перестают быть жидкими и выпадают в осадок, а осадок - мутный. Или белый, как белок из яйца. Такой хрусталик теряет способность пропускать свет.
В хрусталике находятся не только белки, но и эпителий. Его не много, но он содержит каротиноиды: лютеин и зеаксантин. Они являются естественными антиоксидантами и повышают активность каталазы, супероксиддисмутазы (SOD). Ещё они восстанавливают глутатион (GSH). Всё это компоненты нашей антиоксидантной системы. Она спасает эпителиальные клетки от гибели. Ведь эти клетки продолжают синтезировать кристаллины. Большая часть из них - шапероны.
С возрастом активность этой защиты падает, что приводит к повреждению кристаллинов и клеток. Шаперонов образуется всё меньше, а значит хрусталик постепенно перестает пропускать свет - это и есть катаракта. Её признаки начинают обнаруживать с 40-50 лет. После 80 лет катарактой страдает почти 100% населения.
Лактоацидоз и тканевая гипоксия
В некоторых учебниках до сих пор можно встретить следующее: «Молочная кислота вызывает ацидоз». И следует объяснение, что кислота, которая образовалась в клетках, попадает в кровь - там она диссоциирует с образованием протона и аниона (лактата). И эти протоны приводят к повышению кислотности или ацидозу. Как причину указывают именно молочную кислоту, а не что-то другое. Отсюда и термин - лактоацидоз. Но так ли это на самом деле?
Давайте посмотрим, как образуется лактат. Почему не молочная кислота? В наших клетках нейтральная pH среды, которая равна 7,0. Поэтому почти все кислоты диссоциируют с образованием аниона и протона. Молочная кислота не исключение - в нормально работающей клетке она не образуется. Образуется именно лактат, он же и попадает в кровь.
Лактат - это продукт анаэробного гликолиза. Дело в том, что единственный вариант получить энергию без кислорода/его недостатке в клетке - это анаэробный гликолиз. При нём образуется всего 2 молекулы АТФ, тогда как при аэробном окислении глюкозы 30-32 АТФ. Так что анаэробный гликолиз такой себе вариант для получения энергии. Но если нет кислорода, то и выбирать не из чего.
Тут и появляется лактат - образуется из пирувата. За счёт этой реакции клетка поддерживает концентрацию НАД+ в цитоплазме клетки, ведь он нужен для пятой реакции гликолиза. Если этой реакции не будет, то и получить энергию не получится. Когда кислород есть, то концентрацию НАД+ поддерживают челночные системы.
Посмотрите на эту реакцию. По ней можно сделать пару выводов: 1) мы теряем молекулы пирувата, а значит он не пойдет в общий путь катаболизма - отсюда и такие потери молекул АТФ; 2) в ходе этой реакции к пирувату присоединяется два водорода - один из них протон из цитоплазмы, а второй от кофермента НАДH. Раз лактат присоединил к себе протон, то он уменьшает ацидоз внутри клетки! Чем меньше протонов, тем больше pH среды. Получается, что лактат - хорошая молекула, которая спасает нас от клеточного ацидоза, но не вызывает его.
Откуда же тогда берутся протоны, которые вызывают ацидоз? Они образуются при гидролизе АТФ. Каждый раз, когда АТФ разрушается до АДФ, то выделяется протон. Всегда! Посмотрите на иллюстрацию и найдите этого негодника.
А ведь АТФ используется не только для реакций фосфорилирования (например, глюкозы), но и для мышечных сокращений и активного транспорта. Представьте, что случается при гипоксии, когда в клетке нет кислорода. Она получает всего 2 молекулы АТФ, а ей ведь этого мало. Нужно больше АТФ. Из-за этого клетка вынуждена сжигать огромное количество глюкозы, поэтому образуется куча лактата. Неэффективность анаэробного гликолиза приводит к ацидозу. АТФ быстро образуется и тут же сгорает. Клетка никак не может утолить свои энергетические потребности. Сначала ацидоз развивается внутри клетки. Кислая среда приводит к тому, что протоны присоединяются к анионам. Так клетка и получает молочную кислоту. Она попадает в кровь и диссоциирует, потому что там pH среды нейтральная (7,35 -7,45). Сделаем вывод: длительная гипоксия приводит к образованию молочной кислоты из-за внутриклеточного ацидоза.
Виноват ли в этом лактат? Нет. Лактат борется с ацидозом тем, что присоединяет к себе протон. Лактат - хорошая молекула. Проблема в недостатке кислорода. Повышение молочной кислоты - это следствие, а не причина.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
У меня появился новый контент-мейкер