Річард Девід Файнман

Натисніть, щоб стежити за цим блогом.

Останні повідомлення

Гострі новини: Зайдельманн та ін. не змовився з EAT-Lancet. Перешкоди науці досі не вирішені.
Калорії в калоріях, цикли основи та дизельні двигуни
Кам'яні стіни з низьким вмістом вуглеводів: DAA, AHPRA та дієта від глистів.
Кетогенні дієти проти раку III. Більше довідки та ефекту Варбурга.
Кетогенні дієти при раку. II. Передумови щодо того, чому кетонові тіла можуть допомогти.
Кетогенні дієти при раку. I. “Що змушує вас думати, що кетонові тіла допоможуть?”
Чи можемо ми націлити на рак за допомогою кетогенних дієт? Ви можете допомогти?
"Калорія - це калорія", роз'єднання та побічна естопель.
Низьковуглеводні дієти з кам’яною стіною. Атака самопроголошеного ICQC
Червоне м’ясо і рак

Категорії

Блогрол

Харчовий безлад. "Уроки з Moneyball".
Вуглеводи доктора Су можуть вбити
Останнє у Палео
Здоровий хлопець
Ваше здоров’я на вашій тарілці від доктора Суколя
Блог Майкла Р. Ідеса, доктора медицини
Гіперліпід
Livin La Vida Low Carb
About.com: дієти з низьким вмістом вуглеводів
DietDoctor

Архіви

Органіко-біохімія-харчування

ЧАСТИНА 4. АЛКОГОЛОВИЙ МЕТАБОЛІЗМ

Раніше: The принцип полягало в тому, що органічні сполуки мали дві частини. Функціональна група, яка зазвичай містить кисень, була там, де відбувається вся хімія. Інша частина молекули, як правило, скорочена "R", зазвичай являє собою лише вуглець та водень. Хоча це може впливати на форму молекули та її індивідуальність, так би мовити, більша частина хімії знаходиться у функціональній групі. Наприклад, ми припускаємо, що поки ми не з’ясуємо інакше, всі спирти хімічно подібні, що ми можемо скласти загальну формулу ROH, і очікуємо, що всі спирти поводяться приблизно однаково. Крім спиртів, Частина 3 обговорювала карбонільні сполуки, альдегіди та кетони. Функціональна група, карбоніл, відрізнялася від спирту тим, що існували два хімічні зв’язки з киснем.

Перехід. Новим класом сполук є карбонові кислоти, а новими функціональними групами є карбоксильна група; дивлячись на нову групу, це виглядає як поєднання гідроксильної групи та карбонілу, але правило полягає в тому, що якщо у вас є більше ніж одна функціональна група на атомі вуглецю, всі ставки вимкнені, а збір атомів становить новий функціонал групи.

Велика трійка. Куди ми йдемо. Маючи в руках три великі класи сполук - спирти, карбоніли (альдегіди та кетони) та карбонові кислоти - ми можемо здійснити перехід від органічної хімії до біохімії. Найпростіший метаболічний процес - це, мабуть, серія реакцій, за допомогою яких вживається вжитий алкоголь. в метаболізм. Оглядаючись на чорну скриньку життя, ми бачимо, що енергія в живих системах отримується завдяки реакціям окислення, подібним до звичних реакцій горіння, коли паливо спалюється на повітрі. У "Чорній скриньці життя" ми зробили узагальнення, що існували два види палива, глюкоза та сполука, ацетил-КоА (pr (ass-a-teel'-co-ay). Для проведення реакцій окислення при низькій температурі та щоб уловити енергію в придатній формі, необхідно розбити їх на дрібні кроки.

Етанол як їжа перетворюється на ацетил-КоА, який потім окислюється в циклі ТСА до вуглекислого газу. (При продовженні прийому етанол більше не може метаболізуватися як їжа і стає наркотиком, який детоксикується окремим шляхом). По-перше, карбонові кислоти.

Карбонові кислоти. Малі карбонові кислоти мають загальні назви - мурашина кислота, оцтова кислота, пропіонова кислота. Система систематичної номенклатури передбачає прийняття назви насиченого вуглеводню з однаковою кількістю вуглеводів (включаючи карбоксильну групу до підрахунку), випадання «-e» та додавання суфіксу «-оевої кислоти». Забігаючи наперед, коли ми перейдемо до детальної хімії кислот, виявиться, що при рН 7,0, що є нормальним для більшості біологічних систем, карбонові кислоти майже повністю перебувають у сольовій формі (що буде пояснено в майбутньому). У будь-якому випадку, правило полягає в тому, що в біохімії ми часто називаємо кислоти під назвою солі. Отже, "ацетат" і "оцтова кислота" означають одне і те ж: оцтова кислота в розчині, де вона повністю іонізована. Відповідна назва солі для кислот із “-oic: суфікс -“ -oate ”. Загальні кислоти наведені нижче. Карбонові кислоти, що містять більше 12 вуглеводів, називаються жирними кислотами і, як правило, мають конкретні назви.

Окислення-відновлення.

Реакції окислення в органічних і біологічних молекулах певною мірою повертаються до початкового визначення поєднання з киснем. Однак можна узагальнити це поняття, і в багатьох реакціях окислення еквівалентно відмові від атомів водню. Саме з цієї причини ферменти, що каталізують окислення, називаються дегідрогеназами. Окислення, звичайно, це звук плескання однієї руки. Якщо щось окислюється, щось інше потрібно зменшити. Отже, зменшення - це втрата кисню або приріст атомів водню. Ферменти є каталізаторами, тобто вони повинні бути відновлені в кінці реакції і можуть лише прискорити швидкість, з якою все приходить в рівновагу. Отже, дегідрогенази повинні каталізувати відновлення, тобто зворотну реакцію. Кінцева точка рівноваги визначається відносною стабільністю продуктів та реагентів.

Правило полягає в тому, що ми описуємо ступінь окиснення атома вуглецю (ступінь окиснення йде з атомом) як кількість зв’язків з киснем мінус кількість зв’язків з воднем (вуглець-вуглецеві зв’язки вносять 0). Якщо ви розраховуєте цифри, ви повинні придумати -1, +1 та +3 для першого вуглецю етанолу, ацетальдегіду та оцтової кислоти. Іншими словами: перехід від алкоголю до альдегіду до кислоти визначає реакцію окиснення-відновлення. У міру окислення спирту сполукою, яка відновлюється (окислювач), є окисно-відновний кофермент NAD; як окислювач окисленою формою є NAD +, а відновленою формою (як видно з доданого водню) є NADH.

Метаболізм алкоголю.

Окислення спирту до ацетальдегіду, а потім до оцтової кислоти і перетворення в ацетил-КоА.

Окрім важливості цих реакцій для поводження з проковтнутим алкоголем, вони також є моделлю загального способу окислення вуглецю в біохімії з метою утворення сполук (у цьому випадку NADH), які в кінцевому підсумку можуть зменшити кисень до води (велике джерело енергії в біохімія). Цукри - це полігідроксиальдегіди та кетони, і метаболізм цукру також включає прогресуюче окислення.

Вживаний в організм алкоголь виникає в мікроорганізмах з ацетальдегіду. При ферментації глюкози або інших речовин утворюється ацетальдегід, який потім перетворюється в етанол дією спиртдегідрогенази, яка каталізує реакцію в зворотному напрямку. Цей напрямок є кращим - спирти більш стабільні, ніж альдегіди, - але при метаболізмі алкоголю, що потрапляє всередину, реакція рухається вперед наступним кроком, який є більш сприятливим - кислоти також стабільніші, ніж альдегіди.

Ацетальдегід є дещо токсичним, і його наявність пояснює багато побічних ефектів вживання алкоголю. Багато тканин експресують альдегіддегідрогенази для боротьби з ацетальдегідом.

Вродженою помилкою метаболізму, яка досить часто зустрічається у азіатського населення, є дефіцит або дефект альдегіддегідрогенази. Неможливість метаболізувати альдегід призводить до сильного болю, і постраждалі люди, як правило, взагалі не можуть пити.

Поведінковою стратегією для лікування алкоголізму, яка намагається фармакологічно імітувати наслідки дефіциту, є використання препарату дисульфірам (Антабуз), інгібітора альдегіддегідрогенази.

Отруєння метанолом

Хоча більшість ферментів мають високу специфічність щодо своїх субстратів, алкогольдегідрогеназа прийме багато спиртів, перетворюючи їх у відповідний альдегід. Альдегід також може бути субстратом для альдегіддегідрогенази і буде окислюватися до кислоти. Один або обидва ці продукти можуть бути токсичними. Найважливіший приклад - отруєння метанолом. Метанол через його структурну схожість із нормальним субстратним етанолом фактично розпізнається спиртовою дегідрогеназою. Реакція протікає за тією ж схемою, що і звичайний субстрат

і продукт являє собою вуглець, альдегід, формальдегід. Формальдегід також може бути перетворений в мурашину кислоту за допомогою альдегіддегідрогенази. Однією з основних небезпек отруєння метанолом є сліпота, яка обумовлена наявністю в оці альдегіддегідрогенази, і небезпекою є високе місцеве накопичення - отруєння формальдегідом, оскільки воно, як правило, не спричиняє сліпоти. Лікування отруєння метанолом - це діаліз, тоді як запобіжний захід полягає у введенні етанолу, щоб конкурувати з метанолом під час його виведення.

Реакція альдегідів з аміногрупами. Аміни можна сприймати як похідні аміаку NH3 так само, як ви можете сприймати спирти як органічний аналог води. Білки, як правило, мають аміногрупи на своїй поверхні, і токсична дія як етанолу у високій концентрації, так і отруєння метанолом зумовлена реакцією карбонільної групи з аміногрупами білків. Продукти називаються іміни який можна розглядати як аналог азоту карбонілу, хоча визнано, що зведена таблиця нижче потребує додаткових пояснень (зарезервовано для наступного допису OBN). На даний момент суть полягає в тому, що одним із токсичних ефектів спиртів, особливо метанолу, є можливість інактивації білків. Забігаючи вперед, оскільки цукри - це також карбонільні сполуки, вони також реагують з білками, утворюючи так звані кінцеві продукти гликації (AGE), які знову можуть пригнічувати функцію білка. Це особливо турбує людей, які страждають на цукровий діабет, у яких характерний хронічний високий рівень глюкози в крові. Конкретний AGE, який називається гемоглобіном A1c, є одночасно діагностикою та причиною патології при цукровому діабеті.

Проблема для алкоголіків, де споживання велике і метаболізм не може переробити ацетальдегід досить швидко, виробництво оцтової кислоти може сприяти ацидозу (високій кислоті в крові). Подібна та більш небезпечна проблема існує при отруєнні метанолом, де мурашиний ацидоз також посилює пошкодження сітківки. Висока концентрація мурашиної кислоти є звичайною причиною смерті при важкому отруєнні метанолом.

Харчові аспекти. На додаток до токсичного впливу алкоголю як такого, алкоголіки можуть також недоїдати; на алкоголь іноді припадає 50% споживання калорій. У алкоголіків традиційно найчастіше виникає авітаміноз через це неправильне харчування, але практика автоматичного надання вітамінного коктейлю в аварійних відділеннях зробила це менш поширеним. Коктейль відомий як "банановий пакет", оскільки він жовтий завдяки вітаміну рибофлавіну. Несподівано, срібна підкладка високої доступності фаст-фуду зменшила недоїдання серед алкоголіків.

Ви розумніші за студента першого курсу медицини. Ось старе іспитове запитання, яке ми даємо студентам-медикам, щоб перевірити вашу здатність маніпулювати системою метаболізму алкоголю. (Відповіді та пояснення PowerPoint доступні на DropBox).

5. У недавньому номері журналу про токсикологію було повідомлено про випадок, коли 18-річного чоловіка знайшли на вулиці без свідомості. При надходженні до лікарні він розгубився і не зміг відповісти на запитання. Результати лабораторних досліджень дозволили лікарю діагностувати гостре отруєння ізопропанолом (2-пропанолом). Це підтвердила інформація батьків пацієнта про те, що він випив невідому кількість рідини, яка використовувалась як засіб для чищення друкарських машин (не вказана, але ймовірна спроба самогубства). Діагноз ставили на підставі наявності в крові пацієнта сполуки, яка є продуктом дії алкогольдегідрогенази на ізопропанол. Цей продукт окислення ізопропанолу є: