看懂这些考执业兽医师如探囊取物5
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蛋白质的化学组成和生物学功能
催化功能的酶是蛋白质,运输功能如血红蛋白,调节作用如激素,运动如肌球蛋白,防御如免疫球蛋白,营养如乳中的酪蛋白,结构成分如胶原蛋白,膜的组分,遗传等
可将大多数蛋白质分为球蛋白和纤维蛋白
根据化学组成的不同可分为简单蛋白质和结合蛋白质,前者经水解只产生各种氨基酸,后者除了氨基酸还有非蛋白成分,称为辅基,如糖蛋白脂蛋白
蛋白质的基本结构单位——氨基酸
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蛋白质的产物为20种氨基酸,氨基酸在某些蛋白质中可以被修饰,包括羧化磷酸化等
必需氨基酸
机体合成蛋白质时,所有的20种氨基酸都是不可缺少的,其中一部分氨基酸只要有氮的来源,就可在动物体内利用其他原料合成,称为非必需氨基酸
另一部分氨基酸在体内不能合成,或合成太慢,远不能满足动物需要,因而必须由饲料供给,称为必须氨基酸,8种必须氨基酸的口诀为甲携来一本亮色书
蛋白质的结构
有两个氨基酸分子缩合而成的肽称为二肽,三个氨基酸的肽为三肽,20个以上的称多肽50个以上氨基酸构成的肽一般称蛋白质,有些蛋白质有几百甚至上千个氨基酸组成
氨基酸之间通过肽键连接而形成的链状结构称为多肽链
蛋白质的一级结构
多肽链上各种氨基酸的组成和排列顺序,一级结构是蛋白质的结构基础,也是各种蛋白质的区别所在
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蛋白质变性
理化因素作用下,蛋白质有序的状态变为无序,并引起生物功能的丧失,称为蛋白质变性,常见原因有高温、强酸等
生产和生活中,为防止蛋白质变性通常采用冷藏避光的方法,酒精涂擦也可使细菌病毒的蛋白质变性,使其失去生物功能
蛋白质的分析方法:盐析法即使水因为高渗而透过半透膜而蛋白质结合在一起而沉淀的方法
酶
酶是活细胞产生的具有催化功能的蛋白质,又称生物催化剂
分为六大类
氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶
酶的特点有:酶促反应比非催化反应高十个八次方到二十次方,有高度的专一性,活性和含量受多种因素调控,不稳定性
酶的化学组成
仅是蛋白质的为单纯酶如蛋白酶淀粉酶,结合酶为蛋白和非蛋白成分,非蛋白如有机小分子和金属离子,只有两者结合时才有酶活性称为辅酶,现已知大多数维生素特别是B族是许多酶的辅酶成分,维生素对酶的作用十分重要,缺乏时容易生病
酶的活性部位:有些酶在细胞内最初合成或分泌时没有催化活性的前体,在一定条件下,切除一些肽段后,可使活性部位暴露,称为酶原的激活
影响酶促反应的因素:主要包括酶浓度、底物浓度、PH、温度、抑制剂和激活剂如有机磷专一的作用于胆碱酯酶活性,过多的乙酰胆碱不能分解导致胆碱能神经过度兴奋
同工酶、变构调节和共价修饰
同工酶催化相同的化学反应,但分子结构理化性质不同的一组酶
糖代谢
毫无疑问糖是机体的主要能源,70%来自糖,多糖只有分解为单糖才能内吸收,单糖是不能再水解为更简单的糖类,葡萄糖即是一种单糖
主要的储存部位是肝脏和肌肉,分别称为肝糖原和肌糖原,一克葡萄糖可生成4大卡的能量而体重50千克的动物体每日约需要1700大卡的能量即400克左右的糖,转换下来一条5公斤的犬约需要40克糖以10%GS计算的话每天的基础能量需要量为输入400毫升,由于50%糖每百毫升有50克,如果不需要那么多水分输入的话可用四支20毫升含10克的溶液加入生理盐水即可即80毫升24小时量
大脑、心脏、胎儿和泌乳都需要稳定的葡萄糖供应,不然仔畜易患低血糖,此外糖也是细胞膜的组成成分
机体糖的来源和去路
主要由消化道吸收,其次是通过糖异生作用,即将甘油乳酸氨基酸转变而来,在非反刍动物,糖的主要来源是淀粉被水解为葡萄糖,然后通过小肠吸收,而反刍动物主要是饲料中的纤维素,在瘤胃微生物分泌的纤维素酶的作用下,转变为乙酸丙酸等低级脂肪酸再异生为葡萄糖
去路主要是分解供能,也可以以肝糖原或肌糖原的形式存储于肝脏和肌肉,过多的糖摄入时可以转变为脂肪
血糖及生理意义
单位动物在每升4-5.5毫摩尔人为3.9-6.1毫摩尔
血糖的浓度受进食的影响,但短时间不进食也能维持正常水平,血糖浓度的恒定是保证细胞正常代谢维持正常机能的重要条件之一,调节血糖浓度的主要激素是胰岛素肾上腺素糖皮质激素高血糖素,除胰岛素外其他的都使血糖升高
糖酵解及生理意义
在无氧条件下,葡萄糖生成乳酸并释放能量的过程,无氧酵解的好处是在无氧条件下额外获得能量,坏处是生成的能源有限且容易乳酸堆积而酸中毒,在病理条件下,不管是何种原因引起的组织细胞缺氧都可以通过供氧和扩张循环来改善
有氧氧化
是糖代谢的主要方式,主要在细胞线粒体进行氧化磷酸化,分为三个阶段,一是葡萄糖转变为丙酮酸第二阶段是丙酮酸进入线粒体生成乙酰COA第三阶段是在线粒体中乙酰辅酶A彻底分解为水和二氧化碳生成ATP即三羧酸循环
有氧分解是获得能源的主要方式,三羧酸循环可以将各种营养物质相互转变联系在一起
非糖物质转变为葡萄糖的过程称为糖异生,主要在肝脏和肾脏进行,糖异生的生理意义是在使血糖维持在一定水平,尤其在饥饿的情况下满足大脑的供应有重要意义
乳酸循环
在某些生理或病理情况下,肌肉中无氧酵解增强在获得部分能量的同时,生成大量乳酸,乳酸不能继续被利用而是通过循环入肝,经糖异生作用再生成葡萄糖再入血补充血糖称为乳酸循环
能量在生物体内部是一次性释放的,而是逐步释放,释放出的能量也不是直接用于做功,而是首先转变为一种特殊的载体就是ATP,ATP在体内不断被消耗也不断形成,称为能量货币
脂类代谢
脂类是脂肪和类脂的总称,前者主要是甘油三酯后者主要为胆固醇,血脂检测主要也是这两样,根据在体内的分布又分为储存脂和组织脂,前者为皮下肠系膜等后者在细胞膜
脂肪是机体储存能量的主要形式,氧化分解出的能量是糖的2倍多
胆固醇可以衍生出性激素、VD3和胆汁酸,必须脂肪酸必须从饲料中获得主要是亚油酸亚麻酸和花生四烯酸称为不饱和脂肪酸
脂肪动员
在脂肪酶的作用下,储存在脂肪细胞中的脂肪被水解为游离脂肪酸和甘油并释放入血液被组织氧化利用,这一过程为脂肪动员,禁食饥饿或交感兴奋时儿茶酚胺和高血糖素可激活脂肪酶,促进脂肪动员
甘油不能直接利用需要进肝进入三羧酸循环,游离脂肪酸和白蛋白结合后被组织细胞利用,利用过程与葡萄糖进入细胞相似即进入细胞生成脂酰辅酶A再入线粒体进入三羧酸循环途径
酮体是脂肪酸的分解产物,在肝中生成后再运到肝外组织被利用,正常生理下产生于利用趋于平衡所以不会产生酮血症,多见于糖和脂肪代谢的紊乱,导致脂肪大量动员才产生,肝脏生成酮体却不能分解酮体,肾脏也能生成少量酮体
通常情况下酮血症的治疗一般应用碳酸氢钠葡萄糖和地塞米松解除
脂肪的合成
合成脂肪主要的原料是乙酰辅酶A,主要来自葡萄糖的分解
胆固醇的合成与转变
几乎所有组织都可以合成胆固醇,但肝是合成的主要场所,合成原料是乙酰辅酶A
胆固醇的转变
一部分运送到组织,构成细胞膜的成分
胆固醇可以经修饰后转变为7-脱氢胆固醇,在紫外线照射下,转变为D3
胆固醇在肝细胞中可转化为胆酸,促进脂类的乳化和吸收
胆固醇是性激素的前体物质也可以转变为醛固酮激素
血脂
主要指甘油三酯和胆固醇
脂类不溶于水必须与载脂蛋白结合才能运输
血浆脂蛋白的分类和功能
主要分为乳糜微粒、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白和极低密度脂蛋白
乳糜微粒运输外源性甘油三酯和胆固醇的脂蛋白形式,通过淋巴管入血
极低密度脂蛋白的功能与前者相似,只是方向不同,它是内源性甘油三酯胆固醇的运输载体,即运输肝内合成的脂肪到肝外组织利用
低密度脂蛋白是运输肝内合成的胆固醇到肝外组织的载体
高密度脂蛋白与前者相反是细胞膜胆固醇清扫机,即把细胞核血液中的胆固醇运回肝脏代谢
汇总
食物摄入——分解为甘油和脂肪酸——由乳糜微粒运输——内源性由极低密度脂蛋白运输——前者在血液不能被利用需要入肝经三羧酸循环——后者可被利用——脂肪酸中间产物为酮体——主要在肝内合成而不能分解——酮血症——糖和脂肪代谢紊乱——胆固醇主要在肝合成——原料是乙酰辅酶A——是性激素D3细胞膜成分和胆汁酸的成分——需要高低密度脂蛋白运输
含氮小分子的代谢
体内氨基酸有2个来源即外源性和内源性,主要去向是合成蛋白质和多肽,也可转变为嘌呤嘧啶卟啉和儿茶酚胺,多余的氨基酸通常用于分解供能
脱氨基是氨基酸分解的主要途径,通过脱氨基可生成氨和酮酸
转氨基
氨的代谢
氨的主要来源是脱氨基作用,消化道也可以在细菌的作用下生成而吸收去路为氨进入血液形成血氨,血氨在肝脏鸟氨酸循环生成无毒的尿素由肾排泄,鸟类和牌型动物则生成尿酸排出,氨是有毒的其运输方式与谷氨酰胺结合,脑组织产生的氨即通过谷氨酰胺运出
尿酸
尿酸是嘌呤的代谢终产物而嘌呤是核酸的组分,日常的尿酸主要在肝生成,生成和排泄处动态平衡,当产生过多排泄降低时血尿酸浓度过高时易引发通风,通风即高尿酸血症,一般认为是嘌呤代谢障碍生成过多尿酸,致使沉积在骨关节引起炎症反应
α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成,前一所述氨基酸脱氨基后主要生成氨和酮酸,酮酸在体内有三条去路一是通过转氨基再生成非必须氨基酸,二是转变为糖和脂类三是氧化功能
水、无机盐与酸碱平衡
水占体重的60%其中40%在内液20在外液,后者的15%在组织间隙5%为血浆
无机盐主要是细胞外液的钠和细胞内液的钾,钠钾的摄入不足或过多都由肾脏调节,主要维持细胞内外液的渗透压
体液的酸碱平衡是指能经常保持PH的相对恒定
机体通过体液的缓冲体系,由肺呼出二氧化碳和肾排出酸碱性物质来调节,血液的缓冲体系主要的缓冲对是HC03称为碱储,还有血浆蛋白和血红蛋白缓冲体系碳酸氢根缓冲能力最强,而且肺与肾的调节也是通过调节血浆碳酸氢根的浓度来实现,需要注意的是当H进入体内,并非只有HC03去中和,而是所有的缓冲都起作用,特别是血红蛋白,但由于HC03的缓冲能力最大的,因此以它的含量代表碱储
肺是通过加快和减慢排出C02实现H2CO3的浓度
肾脏是通过泌H和重吸收HC03来实现调节
钙磷的代谢
钙磷的问题主要是沉积与动员和甲状旁腺的关系以及VD降钙素的关系
涉及到的病理性问题主要是产后低血钙和佝偻病,复杂病理则涉及到肾衰和甲旁亢骨癌等问题略
器官和组织的生物化学
血红蛋白和氧的结合
血红蛋白和二氧化碳的作用
血红蛋白与一氧化碳的作用
血红蛋白的氧化,可被氰化物亚硝酸盐过氧化氢等氧化剂氧化为高铁血红蛋白失去携氧能力
红细胞的糖代谢
成熟红细胞没有糖原储备,但糖很容易通过红细胞膜,故葡萄糖的浓度在红细胞内几乎与血浆中相等,葡萄糖的绝大部分是通过酵解
胆红素的代谢
衰老红细胞破裂后,血红蛋白的辅基血红素被氧化分解为铁及胆绿素,铁重新被利用,胆绿色则被还原为胆红素,胆红素有毒性,特别是对神经系统,脱出的胆红素和血浆蛋白结合,临床称为间接胆红素或游离胆红素,由于和蛋白质结合后分子大不易通过肾脏而要进入肝细胞与葡萄糖醛酸反应生成葡萄糖醛酸胆红素,临诊称为直接胆红素,随胆汁进入小肠在细菌的作用下脱去醛酸逐步还原成胆素原而排出体外,是粪便颜色的重要来源,有一部分可经小肠吸收后经门静脉进入肝脏,称为胆素原的肝肠循环,门静脉进入肝的胆素原有一部分未被吸取而从肝静脉流出,随肾脏而排除,此即尿中含有少量胆素原的来源
1、总胆红素、直接胆红素增高:肝内及肝外阻塞性黄疸,胰头癌,毛细胆管型肝炎及其他胆汁瘀滞综合征等。
2、总胆红素、间接胆红素增高:溶血性贫血,血型不合输血,恶性疾病,新生儿黄疸等。
3、总胆红素、直接胆红素、间接胆红素都增高:急性黄疸型肝炎,慢性活动性肝炎,肝硬变,中毒性肝炎等。
4、间接胆红素偏高,体内的红细胞破坏过多,会使肝脏不能完全把间接胆红素转化为直接胆红素,导致体内间接胆红素偏高,引起间接胆红素偏高常见原因有溶血性贫血、输血时血型不合、新生儿黄疸等;
5、直接胆红素偏高,若肝细胞受损,胆红素不能正常转化为胆汁,或是胆汁排泄受阻,都会引起直接胆红素偏高,引起直接胆红素偏高的常见病因有肝内及肝外阻塞性黄疸、胰头癌、毛细胆管型肝炎及其他胆汁瘀滞综合征等
如上所述,尿胆红素和尿胆原升高皆是由于直接胆红素的增加,因为游离胆红素不能滤过肾小球,而直接胆红素常见于肝病和胆道阻塞,溶血和阻塞可以从尿色和粪色中鉴别,前者为浓茶色的血红蛋白尿后者为土色
肝的代谢
肝是糖异生维持血糖稳定的主要器官
肝是脂类调节的主要场所
肝是合成蛋白质的主要场所如球蛋白白蛋白凝血酶等
肝是脂溶性维生素和B12储存的场所
肝的生物转化
动物经常会摄入一些非营养物质,这些物质在排除以前需要经过一定的代谢转变,变成比较容易排出的形式,再由尿液和胆汁排出,称为生物转化也称为解毒
肝脏最重要的解毒方式是结合解毒,其中大部分是与葡萄糖醛酸结合而解毒
结缔组织生化
分布广泛的结缔组织主要有三种基本成分即细胞、纤维及基质
纤维主要是胶原纤维、网状纤维和弹性纤维
胶原蛋白是结缔组织中的主要蛋白质,不仅可以由成纤维细胞合成而且其他细胞也可以合成,主要在细胞内合成前胶原然后分泌到细胞外,基质主要是水无机盐糖胺聚糖,糖胺聚糖是基质中的主要成分,结合水的能力很强故皮肤呈现弹性,糖胺聚糖的基本原料是葡萄糖,由细胞内质网合成分泌到细胞外
