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姓名：王亚雯 学号：0991182004

郑州大学现代远程教育《生物化学》作业

1．何谓蛋白质变性？ 简述蛋白质变性的因素，举例说明蛋白质变性在日常生活和医学上的意义。
答：蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被改变，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。
（1）生物活性丧失。 蛋白质的生物活性是指蛋白质所具有的酶、激素、毒素、抗原与抗体、血红蛋白的载氧能力等生物学功能。生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征。有时蛋白质的空间结构只有轻微变化即可引起生物活性的丧失。（2）某些理化性质的改变。 蛋白质变性后理化性质发生改变，如溶解度降低而产生沉淀，因为有些原来在分子内部的疏水基团由于结构松散而暴露出来,分子的不对称性增加，因此粘度增加，扩散系数降低。（3）生物化学性质的改变。蛋白质变性后，分子结构松散，不能形成结晶，易被蛋白酶水解。蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏。天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有序的卷曲的紧密结构变为无序的松散的伸展状结构（但一级结构并未改变）。所以，原来处于分子内部的疏水基团大量暴露在分子表面，而亲水基团在表面的分布则相对减少，至使蛋白质颗粒不能与水相溶而失去水膜，很容易引起分子间相互碰撞而聚集沉淀

2．用生化知识解释糖尿病患者为什么会发生酮症酸中毒。
答：糖尿病酮症酸中毒 (DKA)：是糖尿病的一种急性并发症。是血糖急剧升高引起的胰岛素的严重不足激发的酸中毒。简单的说，DKA就是这两件坏事同时严重发生：胰岛素严重缺乏和脱水。 没有足够的胰岛素，为了获得能量，身体就会开始分解脂肪，分解脂肪会产生酮体。正常情况下，酮体通过肾脏随尿排出。但是在DKA时，酮体产生得太快，肝脏和肾脏来不及将酮体消耗，酮体储留在血液中，使血液变酸。与此同时，因缺乏胰岛素，血糖持续升高，可是身体不能利用。
糖尿病酮症酸中毒是指糖尿病患者在各种诱因的作用下胰岛素不明显增加，升糖激素不适当升高，造成糖、蛋白质、脂肪以至于水、电解质、酸碱平衡失调而导致高血糖、高血酮、酮尿脱水、电解质紊乱、代谢性酸中毒等一个症候群。酮症酸中毒的诊断并不困难，关键在于想到 酮症酸中毒发生的可能性对于某些发病急的患者，有时可误诊为急性感染或急腹症临床上应予以注意。2型糖尿病患者发生酮症酸中毒机会相对少但因此型糖尿病有时较为隐蔽。可能发病多年而未获明确诊断，导致在有各种诱因的情况下发生酮症酸中毒。
关于酮症酸中毒的病理生理改变，国外有人提出酮症酸中毒是一种“双激素病”的观念这种观念认为：引起酮症酸中毒的原因，一方面是胰岛素分泌相对或绝对不足，高血糖不能 检查刺激胰岛素的进一步分泌；另一方面是对抗胰岛素的升糖激素分泌过多高血糖不能抑制过多分泌的升糖激素，结果造成血糖进一步升高并表现出酮症或酮症酸中毒。升糖激素包括胰升糖素、肾上腺素、糖皮质激素和生长激素，其中，胰升糖素的作用最强。胰升糖激素分泌过多是引起酮症酸中毒发病的主要原因。由于胰岛素及升糖激素分泌双重障碍，患者体内葡萄糖运转功能降低，糖原合成与糖的利用率降低，糖原分解及糖异生加强，血糖显著增高。同时由于脂肪代谢紊乱，游离脂肪酸水平增加，给酮体的产生提供了大量前体，最终形成了酮症酸中毒。酮症酸中毒时机体病生理改变主要包括以下几个方面：
　　（1）.高血糖 DKA患者的血糖呈中等程度的升高，常在300～500mg/dl范围，除非发生肾功不全否则多不超过500mg/dl。造成患者高血糖的原因包括胰岛素分泌能力下降机体对胰岛素反应性降低，升糖激素分泌增多，以及脱水、血液浓缩等因素。
　　（2）.酮症 酮体是脂肪β-氧化物不完全的产物包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮3种组分其中乙酰乙酸为强有机酸能与酮体粉发生显色反应；β-羟丁酸为乙酰乙酸还原产物亦为强有机酸，在酮体中含量最大，约占酮体总量的70%；丙酮则为乙酰乙酸脱羧产物，量最少，呈中性，无肾阈，可呼吸道排出。正常人血酮体不超过10mg/dl，酮症酸中毒时可升高50～100倍，尿酮阳性。
　　（3）.酸中毒 酮症酸中毒时，酮酸、乳酸等有机酸以及硫酸磷酸等无机酸生产增多，肾脏排酸失碱加重，再加上脱水和休克造成机体排酸障碍，最终导致酸中毒的发生。
　　（4）.脱水 酮症酸中毒时，血糖明显升高，同时大量酸根产生渗透性利尿及排酸失水，加上呼吸深快失水和可能伴有的呕吐、腹泻引起的消化道失水等因素均可导致脱水的发生。
　　（5）.电解质紊乱 渗透性利尿、摄入减少及呕吐、细胞内外水分转移血液浓缩均可以导致电解质紊乱尤其是钾的丢失。由于同时有电解质的丢失和血液浓缩等方面因素的影响，实际测定的血电解质水平可高、可低、亦可在正常范围。酮症酸中毒时，由于血脂水平增高可使水溶性的电解质成分如血钠假性降低同时由于细胞分解代谢量增加，磷的丢失亦增加，临床上可出现低血磷症。

3．简述血糖的来源去路和激素的调节，血糖增高一定是糖尿病吗？为什么？
答：正常人血糖的来源主要有3条途径。①饭后食物中的糖消化成葡萄糖，吸收入血循环，为血糖的主要来源。②空腹时血糖来自肝脏，肝脏储有肝糖元，空腹时肝糖元分解成葡萄糖进入血液。③蛋白质、脂肪及从肌肉生成的乳酸可通过糖异生过程变成葡萄糖。
正常人血糖的去路主要有5条。①血糖的主要去路是在全身各组织细胞中氧化分解成二氧化碳和水，同时释放出大量能量，供人体利用消耗。②进入肝脏变成肝糖元储存起来。③进入肌肉细胞变成肌糖元贮存起来。④转变为脂肪储存起来。⑤转化为细胞的组成部分。
保持血糖恒定，主要是通过激素的作用。人体通过降血糖的激素和升血糖的激素之间的相互作用，达到自动、精细地保持血糖的相对恒定。进餐后，从肠道吸收的葡萄糖逐渐增多，血糖也随之升高，高血糖刺激胰岛B细胞分泌胰岛素增加，使血中胰岛素水平增加到进餐前的5～10倍。胰岛素是体内唯一的降糖激素，一方面它能有效地促进血中葡萄糖进入组织细胞加以利用或以糖原形式存储存起来，另一方面它能抑制肝糖原的分解和糖异生作用，因此能很快地将升高的血糖降至进餐前的水平。一般来说，餐后1小时血糖水平升高到最高，为7.8～8.9mmol/L，最高不超过10.0mmol/L；随后逐渐下降，到餐后2小时，血糖已恢复至餐前水平。体内升血糖的激素有多种，如肾上腺激素、胰高血糖激素、生长激素和肾上腺糖皮质激素等。若空腹5～6个小时后，血糖水平降低，血中胰岛素水平也相应减少。此时，肾上腺素和胰高血糖素分泌增多，通过肝糖原的分解增加和糖异生作用加强来补充血糖，使血糖依然维持在正常水平。如果是长时间的低血糖，生长激素和肾上腺糖皮质激素也将参与升高血糖的作用，它们的作用是通过加强糖异生来补充被消耗的肝糖原和阻止血液中葡萄糖进入组织细胞内来实现的。
高血糖是糖尿病的主要特征之一，但血糖升高并非都意味着糖尿病。引起血糖升高的原因较多，可变因素也较复杂，而在这些因素存在下测得的血糖值是不能作为糖尿病的诊断标准的，临床上常见的原因主要有：（1）情绪因素，喜、怒、忧、思、悲、恐、惊七情失调，刺激体内升糖激素分泌增加，血糖升高；（2）饮食不调，饮食过量，尤其是进食升糖指数较大的食物，如稀饭、汤面条、白米饭等，可使血液中游离葡萄糖增多，以致血糖升高；（3）各种应激反应时，如剧烈运动、疼痛、外伤、寒冷、疲劳等应激时，体内对抗胰岛素的各种激素分泌增多，加速糖原分解，血糖升高；（4）药物因素，引起血糖升高常见药物如皮质激素类、利尿剂、精神心理药物、激素类药物等；（5）体内升高血糖的激素增多，如甲亢、生长激素瘤，这些疾病可使体内胰高血糖素、肾上腺素等激素水平升高，从而引起血糖上升。急性胰腺炎波及胰体胰尾部时（分泌胰岛素的细胞多分布在这里）亦可引起血糖升高。临床上这些引起血糖升高的原因是非常容易见到的，如果不加以分析，一发现血糖高就按糖尿病诊疗，易发生误诊误治情况，所以单次的血糖升高并不能判定为糖尿病。

4. 简述影响氧化磷酸化的因素，并解释一氧化碳和氰化物中毒的生化机制。
答：影响氧化磷酸化的因素：（1）抑制剂。能阻断呼吸链某一部位电子传递的物质称为呼吸链抑制剂。鱼藤酮、安密妥在NADH脱氢酶处抑制电子传递，阻断NADH的氧化，但FADH2的氧化仍然能进行。抗霉素A抑制电子在细胞色素bc1复合体处的传递。氰化物、CO、叠氮化物（N3-）抑制细胞色素氧化酶。对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用的物质称氧化磷酸化抑制剂，如寡霉素。（2）解偶联剂。2，4-二硝基苯酚（DNP）和颉氨霉素可解除氧化和磷酸化的偶联过程，使电子传递照常进行而不生成ATP。DNP的作用机制是作为H+的载体将其运回线粒体内部，破坏质子梯度的形成。由电子传递产生的能量以热被释出。（3）ADP的调节作用。正常机体氧化磷酸化的速率主要受ADP水平的调节，只有ADP被磷酸化形成ATP，电子才通过呼吸链流向氧。如果提供ADP，随着ADP的浓度下降，电子传递进行，ATP在合成，但电子传递随ADP浓度的下降而减缓。此过程称为呼吸控制，这保证电子流只在需要ATP合成时发生。
氰化物的中毒机理和救治方法：氰化物进入机体后分解出具有毒性的氰离子，氰离子能抑制组织细胞内42种酶的活性，其中，细胞色素氧化酶对氰化物最为敏感。氰离子能迅速与氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合，阻止其还原成二价铁，使传递电子的氧化过程中断，组织细胞不能利用血液中的氧而造成内窒息。中枢神经系统对缺氧最敏感，故大脑首先受损，导致中枢性呼吸衰竭而死亡。此外，氰化物在消化道中释放出的氢氧离子具有腐蚀作用。吸入高浓度氰化氢或吞服大量氰化物者，可在2－3分钟内呼吸停止，呈“电击样”死亡。二战的时候，前苏联克格勃的特工在被盖世太保抓到的时候，就是吞服氰化物自杀的。如果是口服中毒，最简单的也是最早的方法是灌入大量牛奶。也可以用一定浓度的高锰酸钾溶液洗胃并刺激咽后壁诱导催吐洗胃。如果是吸入中毒应立即撤离现场、移至空气新鲜、通风良好的地方休息。同时也要及时送到医院救治。2.一氧化碳的中毒机理和救治方法：一氧化碳进入机体后，可与机体内的血红蛋白结合（结合能力为氧的210倍）。与一氧化碳结合的血红蛋白就会失去携带氧的能力，这样的后果可想而知——机体缺氧窒息死亡。救治方法主要是吸入大量新鲜空气或者进行人工呼吸。医疗上可以通过向血液里注射亚甲基蓝进行解毒，因为一氧化碳与亚甲基蓝的结合比碳氧血红蛋白更牢固，从而有利于CO转向亚甲基蓝而释放出血红蛋白，恢复正常呼吸作用。
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