118
CHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE Suport Curs Partea I COLEGIUL DE TEHNICA DENTARA

Biochimie Ctd Suport Curs

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Biochimie Ctd Suport Curs

CHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE

Suport Curs

Partea I

COLEGIUL DE TEHNICA DENTARA

Page 2: Biochimie Ctd Suport Curs

CUPRINS1. Introducere ȋn biochimie: definiţii

generale şi noţiuni fundamentale

2. Proteine (aminoacizi, peptide, proteine – structură chimică)

3. Heteroproteine : cromoproteine, nucleoproteine

4. Enzime - clasificare, structură, mod de acţiune, specificitate,cinetica enzimatica

Page 3: Biochimie Ctd Suport Curs

INTRODUCERE

Biochimia este stiinta care se ocupa cu studiul diferitelor molecule din celula vie si a reactiilor chimice ale acestora.

Biochimia este stiinta care se ocupa de studiul bazelor chimice ale vietii.

Celula este unitatea structurala a organismelor si sistemelor vii.

Biochimia este stiinta care se ocupa cu studiul constituientilor chimici ai celulelor vii si cu reactiile si procesele in care acestea sunt implicate.

Page 4: Biochimie Ctd Suport Curs

Biochimia se afla la confluenta a 3 mari domenii : Biologia moleculara si celulara, Imunologie si Genetica, Fiziologie si Fiziopatologie.

Intrucat viata e strict dependenta de reactii chimice, biochimia a devenit limbajul comun al tuturor stiintelor biologice.

Obiectivul major : intelegerea deplina la nivel molecular a tuturor formelor de viata, de la organisme relativ simple (virusi, bacterii) , pana la organismul uman.

Starea de sanatate – e strict dependenta de un echilibru armonios intre reactiile biochimice din organism.

Boala – reflecta defecte (anomalii) ale biomoleculelor, reactii sau procese biochimice.

Page 5: Biochimie Ctd Suport Curs

Preocuparea principala a oamenilor de stiinta aflati in slujba sanatatii populatiei o reprezinta 2 obiective majore : 1. intelegerea si mentinerea starii de sanatate2. intelegerea si tratamentul efectiv al starii de boala

Interrelatia Biochimie-Medicina se poate descrie ca o cale in ambele sensuri.

Progresele in biochimie au putut releva si ilumina arii intregi din medicina si invers, adeseori studierea bolilor a condus la relevarea unor noi aspecte biochimice care anterior nu fusesera prospectate.

Utilizarea rationala a variatelor teste de laborator este o componenta integrala in diagnosticul si tratamentul bolilor.

Page 6: Biochimie Ctd Suport Curs

• Dezechilibrele pot fi produse din interior sau exterior.

• Una din conditiile principale in mentinerea starii de sanatate este o dieta echilibrata in anumite principii nutritive :

• Vitamine• Aminoacizi• Acizi grasi, carbohidrati• Minerale• Apa

Page 7: Biochimie Ctd Suport Curs

Cauzele majore ale bolilor pot fi :

Page 8: Biochimie Ctd Suport Curs

PRINCIPALELE BIOMOLECULE

Elementele biochimice care compun biomoleculele sunt doar cateva : C, O, H,N,P,S, apa (70-80% din greutatea celulara)

Grupele functionale : OH, SH, NH 2, CHO, C=O, COOH

Biomoleculele se gasesc sub forma de MONOMERI care condenseaza, rezultand BIOPOLIMERI ( 4 clase principale).

Page 9: Biochimie Ctd Suport Curs

1.PROTEINE :

• polimeri ai aminoacizilor (majoritatea contin combinatii ale 20 aminoacizi naturali)

• sunt reprezentate de componente structurale ale celulei, proteine plasmatice circulante, enzime, anticorpi, rodopsina, actina, miozina)

• aminoacizii sunt legati prin legaturi peptidice

• forma si functia proteinei este conditionata de secventa aminoacizilor

Page 10: Biochimie Ctd Suport Curs

2. CARBOHIDRATI

• glucidele sunt polimeri ai monozaharidelor

• reprezentantul principal este glucoza

• sunt polialcooli cu o grupare aldehidica sau cetonica.

• Monozaharidele contin cel mai frecvent 5 sau 6 atomi de C

• Monozaharidele se leaga prin legaturi glicozidice

• Sunt molecule hidrofobe.

Page 11: Biochimie Ctd Suport Curs

3. LIPIDE

• nu sunt polimeri ai acizilor grasi

• cele mai multe sunt hidrofobe ( insolubile in apa )

• formate esential din alcool si acizi grasi

• exista mai multe categorii : fosfolipide, trigliceride, steroli

• pot fi si amfipatice, de obicei la nivelul membranelor, unde coexista grupari hidrofile si hidrofobe.

Page 12: Biochimie Ctd Suport Curs

4. ACIZI NUCLEICI

sunt polinucleotide, conectate prin legaturi fosfodiesterice

• monomerii sunt reprezentati de nucleotide: baza azotata-pentoza- P.

Page 13: Biochimie Ctd Suport Curs

PROCESELE METABOLICE – generalitati

Chiar si cele mai simple organisme vii sunt capabile sa sintetizeze mii de molecule complexe, unice in felul lor. Celulele si organismele vii utilizeaza energia inconjuratoare pentru a sintetiza principalele pietre de constructie pentru biomolecule (acizi grasi, monozaharide, aminoacizi).

CALE METABOLICA : este o succesiune de reactii responsabila de:

-sinteza unui compus complex dintr-unul sau mai multi compusi simpli

- degradarea unui compus pana la obtinerea de compusi finali.

Pentru a obtine molecule complexe se cheltuie o cantitate foarte mare de energie, aceasta fiind obtinuta din degradarea unor alte molecule complexe, cu recuperarea unei parti din energia stocata.

Page 14: Biochimie Ctd Suport Curs

Catabolism = reactii de degradare prin care molecule mari ( in care este stocata energia) sunt transformate in molecule mici.

• sunt reactii oxidative cu pierdere de electroni• se caracterizeaza prin eliberarea de energie in cursul reactiei• exemple: glicoliza, ciclul Krebs, beta-oxidarea acizilor grasi (degradarea acizilor grasi)

Anabolism = reactii de sinteza a macromoleculelor din molecule (unitati) mai mici.

• se caracterizeaza frecvent prin reactii de reducere (aditie de electroni)• necesita consum de energie ( din ATP, NADH, NADPH, FADH2)• exemple : gluconeogeneza, sinteza acizilor grasi, sinteza de ADN sau ARN.

Cai amfibolice : sunt succesiuni de reactii in care se intalnesc deopotriva cai anabolice si catabolice . Exemplu : ciclul Krebs.

Page 15: Biochimie Ctd Suport Curs

PROTEINELE

Definitie : sunt macromolecule formate prin legarea aminoacizilor intre ei prin legaturi peptidice. Unitatile functionale sunt aminoacizii.Caracteristici :

1. indispensabile vietii2.grad crescut de specificitate de specie si de organ3.grad crescut de complexitate si varietate moleculara.

Functii : 4.structural (in tesuturi, si iau parte si la refacerea lor, in procesul de

cicatrizare)5.intra in structura enzimelor si a hormonilor6.formeaza anticorpi (imunoglobuline), cu rol in apararea imunologica7.mentin echilibrul hidro-electrolitic (reaprtizeaza apa in diferite sectoare)8.asigura presiunea coloid-osmotica (albumina)9.transportul gazelor (hemoglobina)10.tampon (mentin pH- ul constant)11.transportul unor substante liposolubile ( vitamine, hormoni liposolubili)12.coagularea sangelui

Prin hidroliza proteinelor rezulta 20 de aminoacizi naturali.

Page 16: Biochimie Ctd Suport Curs

PROPRIETATILE GENERALE ALE PROTEINELOR

1.Solubilitatea : proteinele globulare sunt solubile in apa, iar cele fibrilare sunt

2. Proprietatile electro-chimice :

- proteinele sunt poliamfoliti

-la pH fiziologic toate grupele –COOH si -NH2 sunt complet ionizate

-migreaza in camp electric (proprietate ce sta la baza separarii lor din amestecuri – electroforeza )

3. Denaturarea : este modificarea proprietatilor biologice si fizico-chimice sub actiunea diferitilor agenti denaturanti (temperaturi crescute, extreme ale pH-ului, solventi organici, agenti tensioactivi). Denaturarea poate fi reversibila sau ireversibila.

4. Activitatea optica – este data de prezenta C asimetric din structura aminoacizilor

5. Greutate moleculara mare

6. Hidroliza proteinelor ( in prezenta de acizi sau baze la cald, sau a enzimelor proteolitice ) duce la formarea a 20 de tipuri de aminoacizi.

Page 17: Biochimie Ctd Suport Curs

Clasificarea proteinelor :

1.dupa compozitia chimica : 1.proteine simple (formate numai din aminoacizi ) = holoproteine2.proteine complexe : formate dintr-o parte proteica si o parte

neproteica (grup prostetic) - heteroproteinePartea neproteica poate fi : - hem (hemoproteine)

- acizi nucleici (nucleoproteine) - glucide (glicoproteine) - lipide (lipoproteine) - fosfor (fosfoproteine) - metale (metaloproteine)

2. dupa forma moleculei :- proteine globulare (albumine, globuline, histone)-proteine fibrilare (colagen, fibrinogen, keratine, actina,

miozina)- au molecula alungita

Page 18: Biochimie Ctd Suport Curs

AMINOACIZI

Definitie : sunt molecule ce contin in structura o grupare NH2 si

COOH la acelasi atom de carbon.

Exista 20 de aminoacizi naturali.

Tipul de aminoacizi, secventa lor si orientarea spatiala dicteaza aranjamentul tridimensional, deci conditioneaza si proprietatile biologice ale proteinelor.

Page 19: Biochimie Ctd Suport Curs

Clasificare :

1. Dupa structura : - aminoacizi alifatici: Gly, Ala, Val, Leu, Ile (ultimii trei ramificati)

Page 20: Biochimie Ctd Suport Curs

- aminoacizi aromatici

- aminoacizi cu OH

Page 21: Biochimie Ctd Suport Curs

- aminoacizi cu S

- aminoacizi dicarboxilici (Asp, Glu) - aminoacizi diamino (Lys, Arg, His)

- iminoacizi –Pro (prolina)

Page 22: Biochimie Ctd Suport Curs

2. dupa modul de procurare :

- aminoacizi esentiali (nu pot fi sintetizati in organism, se aduc prin alimentatie): valina, leucina, izoleucina, fenilalanina, triptofan, lizina, metionina, treonina.

- aminoacizi neesentiali (pot fi sintetizati in organism)

2. dupa capacitatea de sinteza a glucozei :

- glucoformatori (toti cu exceptia leucinei si a lizinei)

- non- glucoformatori

Page 23: Biochimie Ctd Suport Curs

PEPTIDE

Definitie : molecule formate prin legarea aminoacizilor prin legaturi peptidice .

Clasificare in functie de numarul de aminoacizi :

- dipeptide ( 2 aminoacizi)- tripeptide (3 aminoacizi)- oligopeptide- polipeptide

Page 24: Biochimie Ctd Suport Curs

GSH (glutation)

Structura : tripeptid : Glu-Cys-Gly

Roluri :

• antioxidant (protejeaza membranle celulare impotriva agentilor oxidanti prin capacitatea de a ceda H si de a forma glutation oxidat).

• protejeaza enzimele tiolice (cu grup SH)

• metabolismul xenobioticelor prin conjugare in prezenta enzimei glutation-transferazei.

Page 25: Biochimie Ctd Suport Curs

TRIPEPTIDE

GLUTATION - GSH : GLUTAMIL CISTEINIL GLICINA

HOOC- CH- CH2- CH2- CO- NH -CH2- CO- NH- CH2- COOH

NH2 CH2

SH

Structura glutationului : Glu-Cys-Gly

Page 26: Biochimie Ctd Suport Curs

STRUCTURA PROTEINELORProteinele au o structura polipeptidica .

O proteina poate contine mai multe lanturi peptidice dispuse rasucit, in zig-zag, in mai multe planuri, consolidate prin legaturi intra si intercatenare.

Organizarea spatiala a lantului peptidic are loc prin interactiuni necovalente:

- legaturi de H- legaturi ionice- interactiuni hidrofobe.

STRUCTURA PRIMARA : • reprezinta numarul si ordinea (secventa) aminoacizilor din molecula• reda totalitatea legaturilor covalente din molecula • prin studii de secventializare s-a demonstrate ca o proteina are o

structura primara unica, secventa aminoacizilor fiind dictata genetic• inlocuirea unui aminoacid dintr-o pozitie cu altul din alta pozitie duce

la alterari importante in functia proteinei.

Page 27: Biochimie Ctd Suport Curs

STRUCTURA SECUNDARA :

• este configurarea spatiala, rezultata din interactiunea gruparilor CO si NH

• sunt structuri ordonate, periodice• imprima proprietatile fizico-chimice ale proteinelor

α-helix -consolidate prin legaturi de H intre gruparile CO si NH, deci intracatenare- se obtine o structura helicoidala repetitiva (o grupare NH formeaza punte

de H cu gruparea CO de la al-4-lea aminoacid din secventa liniara)- radicalii R se afla la exteriorul elicei- se intalneste atat la proteinele fibrilare, cat si globulare.

β foaie pliata - consolidate prin legaturi de H intercatenare- lanturile polipeptidice se aseaza in foi- radicalii R se orienteaza alternativ, de o parte si de alta- se intalneste frecvent la proteinele globulare

Page 28: Biochimie Ctd Suport Curs

STRUCTURA TERTIARA :

- inglobeaza structura secundara si e consolidata de legaturi necovalente (de H, hidrofobe, ionice) si disulfidice, intre radicalii R ai aminoacizilor

- defineste structura tridimensionala a proteinelor si e caracteristica proteinelor globulare.

STRUCTURA CUATERNARA:

- apare ca un nivel superior de organizare la proteinele formate din 2 sau mai multe lanturi polipeptidice (monomeri) identice sau diferite, stabilizata prin aceleasi legaturi ca la structura tertiara (ex. hemoglobina).

Page 29: Biochimie Ctd Suport Curs

1.Cromoproteine

2.Nucleoproteine

Page 30: Biochimie Ctd Suport Curs

CROMOPROTEINE

Definitie : Cromoproteinele sunt proteine complexe formate dintr-o parte proteica si o parte neproteica care absoarbe in spectrul vizibil.

Clasificare : • cromoproteine porfirinice :

- au grup prostetic porfirina- se mai numesc hemoproteine- pot transporta gaze sanguine (hemoglobina si mioglobina)

sau electroni (citocromi)

• cromoproteine neporfirinice: se mai numesc flavinice (grupul prostetic e derivat din riboflavina. Transporta H+.

Page 31: Biochimie Ctd Suport Curs

HEMOGLOBINA – Hb

Structura :

1.- este o proteina tetramer, formata din 4 subunitati (monomeri).

2.- are 2 parti : - hem (partea neproteica) - globina (partea proteica)-formata din 4

lanturi peptidice de tip α,β,γ sau δ, asezate 2 cate 2 identice.3. O molecula de hemoglobina are 4 nuclei hem si 4 lanturi

de globina (2 cate 2 identice)

Page 32: Biochimie Ctd Suport Curs

HEMUL

- are un ion de Fe2+ legat de protoporfirina (legaturi duble conjugate).

- Protoporfirina este formata din 4 inele pirol, legate prin punti metinice (-CH=). Fiecare inel are cate 2 substituienti : -CH3, -CH=CH2, -CH2-CH2-

COOH

- Fierul este bivalent si are 6 legaturi : 4 cu N din nucleul de pirol (2 covalente, 2 coordinative), 1 cu O2 si 1 cu globina.

- Legatura intre Fe si globina se face prin Fe, si resturile propionil

- 1 mol de hemoglobina leaga 4 molecule O2 ( cu afinitate diferita).

- Hemoglobina are 2 forme : T(tensionata) = deoxihemoglobina si R (relaxata) = oxihemoglobina.

- Oxigenul este transportat la tesuturi de catre hemoglobina, prin legarea foarte puternica la Fe din hem, formand oxihemoglobina (OxiHb).

- CO2 din tesuturi e transportat de hemoglobina la plamani, legat la

gruparile NH2 libere din globina.

Page 33: Biochimie Ctd Suport Curs

GLOBINA

•are 4 lanturi polipeptidice α,β,γ sau δ, asezate 2 cate 2 identice.

•Lanturile polipeptidice se orienteaza in spatiu, formand o cavitate in care se gaseste hemul

FUNCTIILE HEMOGLOBINEI :

•functie tampon (mentinerea constanta a pH-ului sanguin)•functie de transport a gazelor respiratorii (O2 si CO2)

HEMOGLOBINE FIZIOLOGICE : Hb A1(2α, 2β)- 97% Hb A2 (2α, 2δ)- 2% Hb F (2α, 2γ)- 0,1%

Page 34: Biochimie Ctd Suport Curs

HEMOGLOBINE PATOLOGICE

1. Modificare la nivelul hemului : Methemoglobina – apare prin oxidarea fierului ( Fe2+ → Fe3+)

MetHb-emia este o situatie patologica, in care concentratia de methemoglobina este > 0,5-1%

Cauze : exces de substante oxidante sau deficit de methemoglobin-reductaza

2. Modificari ale globinei : • Calitative : deletie sau inlocuirea unui aminoacid cu altul ( ex : hemoglobina S, Hb H)• Cantitative : thalasemii

COMBINATII ALE HEMOGLOBINEI :

FIZIOLOGICE : oxihemoglobina (Hb+ O2) carbhemoglobina (Hb + CO2)

PATOLOGICE : Hb + CO → carboxihemoglobina

Page 35: Biochimie Ctd Suport Curs

CITOCROMII

Definitie : citocromii sunt hemoproteine complexe (partea neproteica este hemul) cu rol in transportul electronilor in lantul respirator din mitocondrii.

Clasificare : a1, a3, b1, b5, P450, c1, c

Valenta fierului variaza fiziologic (din bivalent in trivalent si invers)

Ordinea citocromilor in lant este: cit b → c1→ c → a→ a3

Ultimul citocrom din lant, cit a3 (are si cupru), poate ceda electronul direct la O2 (citocrom oxidaza)

Page 36: Biochimie Ctd Suport Curs

NUCLEOPROTEINE

Definitie : sunt heteroproteine care au 2 parti : o parte proteica formata din proteine cu caracter bazic numite histone si o parte neproteica formata din acizi nucleici (ADN si ARN).

Sunt componente ale nucleului celular dar se gasesc si in citoplasma, legate de ribozomi.

Prin hidroliza se elibereaza acizi nucleici si proteine bazice.

Un nucleotid se formeaza din: nucleozid + fosfat.

Un nucleozid se formeaza din: baza azotata + pentoza (riboza in ARN sau dezoxiriboza in ADN).

Bazele azotate sunt heterocicli aromatici ce contin azot, si pot fi purinice sau pirimidinice.

Page 37: Biochimie Ctd Suport Curs

Nucleoproteine

acizi nucleici

mononucleotide

nucleozide

baze azotatepurinice

pirimidinice

proteineenzime proteolitice

fosfodiesteraze

nucleotidazePi

Pi

pentoza-Pfosforilaze

Page 38: Biochimie Ctd Suport Curs

Bazele purinice sunt adenina si guanina:

Bazele pirimidinice sunt citozina, timina si uracilul :

Page 39: Biochimie Ctd Suport Curs

Baza

azotata

Nucleozid Nucleotid

Adenina Adenozina AMP, ADP, ATP

Guanine Guanozina GMP, GDP, GTP

Citozina Citidina CMP, CDP, CTP

Timina Timidina TMP, TDP, TTP

Uracil Uridina UMP, UDP, UTP

Nomenclatura : numele fiecarui nucleotid este derivat de la baza azotata care intra in constitutie.

Page 40: Biochimie Ctd Suport Curs

Exemplu : ATP (adenozin-trifosfat):

Importanta nucleotidelor :

• Intra in constitutia acizilor ribonucleici si dezoxiribonucleici• Au rol in procesele de biosinteza a glucidelor (UTP), lipidelor

(CTP)• Sunt substante macroergice, indeplinind rolul de donori

universali de energie.

Page 41: Biochimie Ctd Suport Curs

1.Notiuni descriptive ale biomoleculelor

2.Glucide

3.Lipide

4.Proteine

Page 42: Biochimie Ctd Suport Curs

Glucidele Glucidele pot fi impartite in mai multe categorii:

•Monozaharide•Dizaharide•Oligozaharide •Polizaharide

Monozaharidele –sunt molecule formate din C, H si O. Sunt polialcooli cu o grupare aldehidica (aldoze) sau o grupare cetonica (cetoze).

Cele mai multe dintre ele au formula generala CnH2nOn.

Clasificare: Trioze, Tetroze, Pentoze, Hexoze

Pentoze : riboza si dezoxiriboza .

Hexozele : glucoza (G), galactoza (Gal), manoza , fructoza (F).

Page 43: Biochimie Ctd Suport Curs

Lipide

Lipidele se clasifica in trei categorii: •Trigliceride (grasimi neutre sau triacilgliceroli)•Fosfolipide•Steroizi

Trigliceridele pot fi saturate, mononesaturate sau polinesaturate. Acesti termen arata gradul de saturare in hidrogen a acizilor grasi.

- Acizii grasi saturati: Intr-un acid gras saturat, toate legaturile intre carboni sunt

legaturi simple (nu exista legaturi duble)..- Acizii grasi mononesaturati:

Un acid gras mononesaturat contine o singura dubla legatura carbon-carbon. - Acizii grasi polinesaturati :

Un acid gras polinesaturat contine mai multe legaturi duble.

Page 44: Biochimie Ctd Suport Curs

ENZIME

1. Definitie

2. Structura

3. Clasificare

4. Cinetica

Page 45: Biochimie Ctd Suport Curs

ENZIME

Enzimele (biocatalizatori), sunt catalizatorii reactiilor din organismele vii.

Clasificarea enzimelor:

Nr. Clasa si subclasa Reactii catalizate1. Oxidoreductaze :

-Dehidrogenaze

-Oxidaze

-Reductaze

-Peroxidaze, Catalaze

-Hidroxilaze

oxidoreducere

2. Transferaze :

-Transaldolaze si transcetolaze

-Acil-, metal-,glicozil- si amino-transferaze

-Fosfotransferaze - Kinaze

Transefrul unei grupari

de la un donor la un

acceptor

Page 46: Biochimie Ctd Suport Curs

3. Hidrolaze :

-Esteraze

-Glicozidaze

-Peptidaze

-Fosfataze

-Tiolaze

-Ribonucleaze

Hidroliza

4. Liaze :

-Decarboxilaze

-Aldolaze

-Hidrataze

Scindarea nehidrolitica a

unei legaturi covalente,

eliminare de CO2, NH3, apa

5. Izomeraze :

-Racemaze

-Epimeraze

-Izomeraze

-Mutaze

Izomerizare

6. Ligaze :

-Sintetaze

-Carboxilaze

Formarea unei noi legaturi

covalente (de regula, cu

consum de ATP)

Page 47: Biochimie Ctd Suport Curs

Denumirea enzimelor: numele substratului + numele reactiei catalizate + sufixul “aza”

Structura si clasificarea enzimelor: enzimele sunt proteine specializate, clasificate in : • Enzime simple • Enzime complexe, formate dintr-o parte proteica numita

apoenzima si o parte neproteica, numita coenzima (forme biologic active ale vitaminelor hidrosolubile, metale, etc.)

Activitatea catalitica : Molecula asupra careia actioneaza enzima se numeste substrat, iar cea care

rezulta din reactie, produs .Substratul se leaga doar la o portiune din enzima, centrul activ sau centrul

catalitic. ▪situsul activ : un grup de aminoacizi, de pe suprafata apoenzimei care determină activitatea acesteia (aminoacizii pot fi la distanţă in cadrul structurii primare dar apropiati în structura tertiara).

▪situsul allosteric: există la unele enzime dar difera de situsul activ -este un situs de legare a unor molecule mici, care determina o modificare a afinitatii de legătură a substratului.

Page 48: Biochimie Ctd Suport Curs

Cinetica enzimatica: se ocupa cu studiul vitezei enzimatice si a factorilor care o influenteaza.

E + S ES P+E

Factorii care inflenteaza activitatea enzimelor sunt : • Temperatura: viteza de reactie creste cu cresterea temperaturii si este maxima la o

temperatura de 37 C, dupa care, odata cu depasirea unor limite de temperatura, prin denaturare, viteza scade pana la oprirea completa.

• pH-ul : viteza de reactie este maxima la un pH optim, care reflecta pH-ul locului unde actioneaza enzima in vivo.

• Concentratia enzimei: pentru o concentratie constanta de substrat, viteza de reactie

este proportionala cu cantitatea de enzima.

• Concentratia substratului (ecuatia Michaelis-Menten): viteza este proportional in orice moment cu concentratia ES si este maxima cand toata enzima se afla sub forma de complex ES; KM arata afinitatea E pentru S (relatie invers proportionala)

Page 49: Biochimie Ctd Suport Curs

SPECIFICITATEA ENZIMELOR

Specificitate de substratSpecificitatea de substrat a enzimelor reflecta abilitatea unei enzime de a distinge intre unul sau mai multe substrate si este rezultatul interactiunii enzima-substrat.

• Specificitatea absoluta: enzimele actioneaza asupra unui singur substrat • Specificitate de grup : enzimele actioneaza asupra unui anumit tip de legatura

si catalizeaza un grup restrans de substrate (similare ca structura)• Stereospecificitatea : enzimele actioneaza numai asupra unui stereoizomer sau

determina formarea numai unui anumit stereoisomer

Specificitate de reacţieDefiniţie: ▪ capacitatea fiecărei enzime de a cataliza un anumit tip de reacţie

▪ proprietate ce stă la baza clasificării enzimelor• OXIDO-REDUCTAZE: enzime ce catalizează reacţii de oxido-reducere• TRANSFERAZE: catalizează transferul unei grupari de la o moleculă la alta• HIDROLAZE : enzime ce catalizează reacţii de hidroliză• LIGAZE : enzime ce catalizează legarea substratului cu formare de noi legături • LIAZE : enzime ce catalizeaza ruperea unor substrate (fără ajutorul apei)• IZOMERAZE: enzime ce catalizează reacţii de izomerizare.

Page 50: Biochimie Ctd Suport Curs

CHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE

Suport Curs

Partea II - Metabolismul glucidic, lipidic, proteic

COLEGIUL DE TEHNICA DENTARA

Page 51: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL GLUCIDIC

Page 52: Biochimie Ctd Suport Curs

1. CĂI GENERALE DE METABOLIZARE ALE GLUCIDELOR

Dupa digestia glucidelor alimentare si absorbtia monozaharidelor rezultate sub actiunea enzimelor continute in sucurilor digestive (amilazele salivare si pancreatice, dizaharidaze), moleculele de G circula prin fluidul sanguin catre celulele consumatoare.

Condiţiile ca glucoza să se metabolizeze sunt:

1. Traversarea membranei celulare şi pătrunderea glucozei în interiorul celulei (acest lucru este dependent de insulină, cu excepţia celulei hepatice care este permeabilă pentru glucoză).

2. Fosforilarea glucozei (se formeaza G-6- P , care, prin incarcare electrica, nu mai poate parasi celula si urmeaza caile metabolice).

Căile de metabolizare ale glucozei (G-6-P):

1. Glicoliza (cu formare de acid piruvic sau acid lactic)2. Glicogenogeneza 3. Calea pentoz-fosfaţilor (cu formare de pentoze)4. Sinteza acidului glucuronic

Page 53: Biochimie Ctd Suport Curs

GLICOLIZA

GLICOLIZA reprezintă procesul de degradare al glucozei, are loc în citoplasmă.

Se poate desfăşura în prezenţa sau în absenţa oxigenului astfel încȃt produsul final este diferit : fie piruvat(+O2), fie lactat (-O2)

Principalul scop al glicolizei îl reprezintă producerea de energie.

Glicoliza poate fi impartita in doua etape:

1. Consumatoare de energie (de la G la trioz-fosfati)

2. Formatoare de energie (de la trioz fosfati pana la piruvat sau lactat)

Page 54: Biochimie Ctd Suport Curs

GK isomerase PF1K aldolase G G-6-P F-6 P F-1,6-P2 GA- 3P + DHAP ATP ADP ATP ADP X 2

(+6ATP)

GA3PDH NADH -1ATP -1ATP 1,3 DPG

1,3 DPGK ATP +2ATP

3 PG

+2ATP Mutase

2 PG

LDH Pyruvate K Lactate Pyruvate PEP

NADH+H NAD ADP ATP

Page 55: Biochimie Ctd Suport Curs

În aerobioză glicoliza se opreşte la piruvat, NADH generat în reacţia gliceraldehid-3fosfat parcurge lanţul respirator (O2 este disponibil) generȃnd 2×3 molecule de ATP. In anaerobioza, NADH este fortat sa cedeze protonii unui substrat nesaturat, singurul capabil sa-i preia fiind piruvatul, care astfel se reduce, generand lactat (in reactia LDH).

Importanţa glicolizei: • Prin glicoliză rezultă energia de care celula are

nevoie • Din intermediarii glicolizei, se pot genera alte

molecule: aminoacizi, lipide, carbohidrati.

Page 56: Biochimie Ctd Suport Curs

Reglarea Glicolizei

Prin reglarea unui proces se înţelege reglarea enzimelor din procesul respectiv .În glicoliză participă 2 tipuri de enzime:

1)Enzime care catalizează reacţii în ambele sensuri (reacţii reversibile)2)Enzime care catalizează reacţii într-un singur sens(reacţii ireversibile)

Reglarea glicolizei reprezintă reglarea enzimelor specifice (cele care catalizează reacţiile ireversibile):

-GK( glicokinaza)-PFK(fosfofructokinaza)-PirK(piruvatkinaza)

Aceste enzime sunt reglate prin factori alosterici şi hormoni.Factorii alosterici realizează un control calitativ asupra enzimelor, controlȃnd viteza de reacţie, iar hormonii un control cantitativ,controlȃnd sinteza enzimei. 

Page 57: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL ACIDULUI PIRUVIC

Acidul piruvic rezultat din glicoliză poate urma 4 căi :

1. Carboxilare (pir.carboxilaza) OAA

2. Decarboxilare oxidativa (pir DH) Acetil CoA

3. Reducere (LDH) Acidul lactic

4. Transaminare (GPT) Alanina

Page 58: Biochimie Ctd Suport Curs

REGLAREA GLICEMIEI

Pe lângă hormoni şi factorii alosterici care controlează enzimele implicate în căile metabolice legate de glucoză mai intervine şi controlul celular ( ficatul şi rinichiul).

Ficatul prin cele două enzime GK şi G-6-P-aza se comportă ca un consumator de glucoză când e prea multă sau ca un donator (G-6-P-aza) când atunci când avem nevoie.

Rinichiul în mod normal reabsoarbe total întreaga cantitate de glucoză prin tubii renali.Dacă este depăşită valoarea prag de eliminare a glucozei în urină (1,7-1,8‰) este depăşită capacitatea de reabsorbţie, se reabsoarbe parţial glucoza prin tubii renali, iar o parte se elimină prin urină(glucozurie).

Page 59: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL LIPIDIC

Page 60: Biochimie Ctd Suport Curs

CUPRINS

METABOLISMUL LIPIDIC

1 . Metabolismul AGS, AGN (sinteza, degradare)

2. Metabolismul TG

3. Metabolismul colesterolului

4. Lipide plasmatice

5. Tulburari ale metabolismului lipidic

Page 61: Biochimie Ctd Suport Curs

 DEGRADAREA ACIZILOR GRAŞI SATURAŢI Degradarea acizilor graşi saturaţi se realizează prin β oxidare

rezultând numeroase molecule de acetil -̴ SCoA care intră în Ciclul Krebs, astfel se formeaza coenzime reduse, care, prin parcurgerea lanţului respirator duc în final la formarea de ATP.

Procesul de oxidare are loc prin scindarea (ruperea) succesiva a unitatilor de câte 2 atomi de C din lanţul de acizi graşi rezultând numeroase molecule de acetil ̴SCoA.

AG trebuie să fie activaţi în vederea oxidării. Procesul de β oxidare are loc în mitocondrie dar activarea AG (pregatirea lor pentru degradare) se desfăşoară în citoplasmă.

Etapele degradarii AG:o Activarea AG (citoplasma)o Transportul AG activati din citoplasma in mitocondrieo Beta oxidarea (degradarea propriu-zisa, in mitocondrie)

Page 62: Biochimie Ctd Suport Curs

Transportorul specific prin membrana mitocondrială îl reprezintă carnitina.

Pentru degradarea AG saturaţi intră în acţiune o translocază, ce are două enzime specifice (carnitil- acil- transferaze, pe fata externa si interna a membranei mitocondriale)

Procesul de β oxidare propriu-zisă se desfăşoară prin repetarea unor cicluri de 4 reacţii de: ♠dehidrogenare (oxidare), ♠hidratare, din nou ♠dehidrogenare şi ♠rupere a unităţilor de 2 atomi de C (tioliza).

Page 63: Biochimie Ctd Suport Curs

  Β OXIDAREA ACIZILOR GRAŞI CU NUMǍR PAR DE ATOMI DE C

In procesul de beta oxidare se repeta urmatoarele reactii:

1. Reactie de dehidrogenare FAD – dependenta

2. Reactie de hidratare

3. Reactie de dehidrogenare NAD – dependenta

4. Ruperea unitatilor de doi atomi de carbon, catalizata de o tiolaza

Dupa beta oxidare, acetil-SCoA este supusa metabolizarii in ciclul Krebs, fiecare molecula generand 12 mol ATP, sau poate urma alte cai metabolice (ex. formarea de colesterol)

Page 64: Biochimie Ctd Suport Curs

R- CH2- CH2- CO ? SCoA FAD acil DH lanţ respirator FADH2 2 ATP R- CH= CH- CO ? SCoA ∆2- transenoil Hidratare + H2O R- CH- CH2- CO ? SCoA OH β hidroxi-acil hidroxi-acil DH NAD lanţ respirator NADH + H+ 3 ATP R- CO- CH2- CO ? SCoA β ceto-acil HSCoA tiolază CH3- CO ? SCoA R- CO ? SCoA Ciclul Krebs ......se repetă procesul de β oxidare (4 reacţii) tiolază CH3- CO- CH2-CO ? SCoA 2 CH3- CO ? SCoA Acetil acetic HSCoA

Page 65: Biochimie Ctd Suport Curs

SINTEZA ACIZILOR GRAŞI Sinteza AG reprezintă un proces activ cu rol în stocarea rezervelor

energetice.

Capacitatea de depozitare a glucozei sub formă de glicogen este redusă pentru organism. Deci, glucoza în exces, peste necesităţile imediate, este transformată în acizi graşi (AG) care vor fi apoi depozitaţi sub formă de TG în ţesutul adipos.

Biosinteza AG saturaţi are loc in citoplasma (sinteză de novo) si conduce în final la acidul palmitic de la care se pot obţine apoi prin elongare (in alt compartiment celular), alţi acizi graşi saturaţi (AGS), sau acizi graşi nesaturaţi (AGN) prin procese de desaturare.

Page 66: Biochimie Ctd Suport Curs

Sinteza acidului palmitic este un proces intens reductiv (dependent de NADPH2) şi consumator de energie. Se ştie că acetil E SCoA nu difuzează prin membrana mitocondrială. Transportul acetil E SCoA obţinut în mitocondrie din acidul piruvic (produs final al glicolizei) se va face spre citoplasmă prin intermediul CITRATULUI (rezultat in urma cuplarii acetil SCoA cu OAA).

SINTEZA ACIDULUI PALMITIC (C16)

Are loc acţiunea unui complex enzimatic : AG-sintetaza format din mai multe componente (sapte enzime catalitice si una transportoare – ACP – acyl carrier protein). Precursorul acidului palmitic este acetil E SCoA rezultat din degradarea glucozei.

Page 67: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL TRIGLICERIDELOR (TG)

Organismul dispune de rezerve, ca de exemplu rezerva de AG și energie, conținute la nivelul țesutului adipos. TG din organismul uman pot fi :

- exogene - degradate prin digestie la nivelul intestinului şi transformate în monogliceride, digliceride, glicerol, acizi graşi , material de resinteza ulterioara a TG în enterocit

- endogene - sintetizate în ficat și țesut adipos, dar si in enterocit prin resinteza din TG exogene

TG din țesutul adipos sunt depozitate, iar cele din ficat si intestin sunt exportate către celelalte țesuturi cu ajutorul unor lipoproteine plasmatice - VLDL si rspectiv chilomicroni.

Page 68: Biochimie Ctd Suport Curs

Biosinteza trigliceridelor (TG)La nivelul intestinului , precursorul pentru trigliceride este

monogliceridul iar în ficat și țesut adipos, precursorul este glicerol-fosfat.TG resintetizate în mucoasa intestinală sunt exportate cu ajutorul

lipoproteinelor specifice - chilomicroni, cele din ficat prin intermediul altor lipoproteine – VLDL, pe când cele din țesut adipos sunt depozitate. • Ficatul dispune de un echipament enzimatic activ, care conduce la

activarea glicerolului cu ajutorul glicerolkinazei rezultând glicerolfosfat. Acesta poate obţine glicerol- fosfat pentru sinteza trigliceridelor în două moduri:• Fie prin captarea glicerolului din sânge şi activarea lui cu ajutorul

glicerol-kinazei, enzimă prezentă în ficat• Fie prin intermediul DHAP obţinut din glucoză

Acizii graşi încorporați în trigliceridele hepatice pot proveni din acizi graşi liberi (captați din plasmă) sau din sinteza acizilor graşi la nivel hepatic (din glucoză).Ficatul nu depozitează TG, acestea vor fi secretate si transportate în plasmă sub formă de lipoproteine cu densitate mică (VLDL) spre ţesuturile extrahepatice.

Page 69: Biochimie Ctd Suport Curs

• În intestinPrecursorul este 2 - monoacil - glicerol - 2 - MAG (2 MG)

După resinteză, trigliceridelor intestinale împreună cu fosfolipidele, colesterolul liber și esterificat și cu proteine specifice sunt încorporate în chilomicroni și trecute în circulaţie , fiind transportate către țesuturile consumatoare.

• În ficat Hepatocitele conţin glicerol –kinaza care este foarte activă şi este o enzimă dependentă de consumul energetic (ATP).

Hepatocitele au conținut mare de glicerol-kinază, ce îl transformă în glicerol-fosfat.

TG din ficat sunt încorporate în lipoproteine sub formă de VLDL, pentru a putea fi transportate spre țesuturile extrahepatice, consumatoare de acizi graşi (respectiv energie).

Precursor este glicerol - fosfat

Page 70: Biochimie Ctd Suport Curs

În țesut adipos

Precursor este glicerol - 3 - fosfat (acelasi ca si in ficat) iar sursa de Gl-3-P o reprezintă exclusiv glucoza pentru că țesutul adipos dispune de rezerve foarte mici de glicerol-kinază.

Metabolismul glucidic în adipocit e dependent de insulină, iar acizii graşi necesari sintezei de trigliceride vor fi obținuţi tot din glucoză, cantități mici provenind și din lipoproteine plasmatice : chilomicroni sau VLDL.

TG sintetizate la acest nivel sunt ulterior depozitate (nu mai sunt exportate ca cele din ficat sau intestin).

Page 71: Biochimie Ctd Suport Curs

Lipoliza - degradarea TG

Grăsimile din ţesutul adipos sunt hidrolizate în vederea mobilizării depozitelor de energie; hidroliza este catalizată de lipaze specifice care rup legăturile ester eliberând AG.

Degradarea trigliceridelor are loc :

1. în intestin (în lumen; TG - lipaza - lipaza pancreatică a cărei activitate depinde de acizii biliari).2. sub acțiunea lipoprotein lipazei pentru cele conținute în lipoproteine și care circulă în sânge, cu eliberarea de acizi graşi și glicerol.3. în adipocit (sub acțiunea lipazei hormon – sensibilă- LHS)

Page 72: Biochimie Ctd Suport Curs

COLESTEROLUL

Principalul steroid al organismului, ce se găsește la nivelul creierului și membranei interne a mitocondriei. Colesterolul din membranele celulare este liber, sub forma neesterificată. Sub formă esterificată se găseşte în lipoproteinele celulare şi cele plasmatice.

Se sintetizează în ficat și intestin (cel mai activ) şi în cantități mici în corticala suprarenală.

Este precursor pentru (conduce la formarea de): - vitamina D3 - acizi biliari - hormoni steroizi

Concentrația plasmatică a colesterolului variază între 140-200 mg/100ml

Page 73: Biochimie Ctd Suport Curs

BIOSINTEZA COLESTEROLULUI

Sinteza are loc în compartimentul citoplasmatic și microzomal (microzom= reticul endoplasmic încapsulat).Se pornește de la acetil CoA, provenit din metabolismul glucidic, acizi graşi, aminoacizi.Donatorul de energie este NADPH2 provenit din calea pentoz-fosfaţilor.

Etape : 1.Sinteza mevalonatului (din condensarea mol de acetil SCoA)

2.Sinteza unităţilor izoprenoide(C5) 3.Condensarea unităţilor izoprenoide scalen (molecula liniara, C30)

4.Ciclizarea scalenului lanosterol

5.Transformarea lanosterolului colesterol (C27)

Page 74: Biochimie Ctd Suport Curs

LIPIDE PLASMATICE

Lipoproteinele plasmatice reprezintă forma de transport a lipidelor prin sânge, si sunt constituite din complexe ce contin lipide si proteine, numite apoproteine..

Au rol în : - transportul TG alimentare şi cele sintetizate endogen până la locul de depozitare de unde vor fi consumate ulterior.

-transportul colesterolului exogen şi cel sintetizat în ficat spre ţesuturile extrahepatice şi invers.

-rol în reglarea proceselor metabolice

Page 75: Biochimie Ctd Suport Curs

Compoziţie:

Lipidele plasmatice sunt alcătuite din : Lipide: TG, fosfolipide, colesterol liber, colesterol esterificat + proteine (apoproteine ce reprezintă componenta amfipatică a lipidelor plasmatice cu rol în recunoaşterea receptorilor celulari, unele dintre ele fiind şi activatori ai enzimelor).

Separarea lipidelor plasmatice se poate face fie prin ultracentrifugare, fie prin electroforeză.

Lipidele plasmatice se clasifică în:• HDL - lipoproteine cu densitate mare• LDL- lipoproteine cu densitate mică• VLDL- lipoproteine cu densitate foarte mică• Chilomicronii – care nu migrează

Page 76: Biochimie Ctd Suport Curs

CHILOMICRONII

Chilomicronii reprezintă forma de transport a TG alimentare (care cresc în sânge după un prânz bogat în grăsimi ).

Chilomicronii au un conţinut crescut de lipide (98%) şi doar 2% proteine. Au dimensiuni mari şi dau un aspect lactescent plasmei, refractând lumina. Apoproteinele specifice sunt ApoA si ApoB48.

Se sintetizează în intestin din TG alimentare, iar după sinteză trec în plasmă unde îşi modifică compoziţia. Apar în număr mare în plasmă după o alimentaţie bogată în lipide şi dispar după 6-7 ore din sânge determinând un aspect clar al plasmei.

Chilomicronii sunt hidrolizaţi în prezenţa LPL (lipoprotein lipaza) rezultând monogliceride, care mai departe se transformă în acizi graşi şi glicerol.

LPL se află pe suprafaţa endoteliului vascular ancorată prin GAG, iar heparina stimulează eliberarea enzimei în plasmă. LPL se găseşte în cantităţi crescute în ţesut adipos, miocard, muşchi scheletic, glande mamare.

Page 77: Biochimie Ctd Suport Curs

VLDL

VLDL este sintetizat în ficat şi este alcătuit în proporţie de 85 - 95% din lipide din care aproximativ 60% TG. Rolul principal este de a transporta TG sintetizate sintetizate in ficat spre ţesuturile extrahepatice. Are în componenţă apoproteine de tip Apo E şi ApoB100.

VLDL creşte în plasmă după consum crescut de glucide (care ulterior prin glicoliza furnizeaza elemente necesare sintezei de lipide)

În foame prelungită, inaniţie şi diabet zaharat creste cantitatea de VLDL in sange deoarece are loc o sinteză crescută de TG din acizii graşi liberi.

Page 78: Biochimie Ctd Suport Curs

LDL

LDL este o β lipoproteină alcătuită în proporţie de 75-80% din lipide , se sintetizează în plasmă din VLDL după îndepărtarea TG şi îmbogăţirea cu colesterol. Se găseşte în plasmă dimineaţa după un post de 8-10 ore şi contine 70% din colesterolul total plasmatic. Aceste lipoproteine (numite si beta lipoproteine) sunt formate din lipide şi proteinele Apo B100.

Rolul este de a furniza colesterol diverselor ţesuturi, favorizând in acest fel ateroscleroza (prin potentialul de depunere in exces a acestor lipide pe peretele vascular, sub forma de placute de colesterol, numite ateroame).

Page 79: Biochimie Ctd Suport Curs

HDL

HDL sunt alcătuite în proporţie de 50% de proteine, numeroase fosfolipide şi o cantitate mare de colesterol ( aproximatic 30% din colesterolul plasmatic). Conţin Apo A (major), dar şi Apo C, D, E. Nu conţin Apo B.

Se sintetizează în ficat şi sunt de două feluri: HDL născânde (au formă discoidă, un dublu strat

lipidic şi conţin Apo A, Apo E). HDL mature (ce conţin un miez hodrofob cu

colesterol esterificat, si colesterol preluat din ţesuturi şi alte lipoproteine- chilomicroni în stratul superficial).

Are rolul de a extrage colesterolul din ţesuturi favorizând metabolizarea acestuia şi deci reducerea nivelului sau plasmatic, protejand astfel împotriva aterosclerozei. Pe suprafaţa HDL se află o enzimă LCAT (lecitin colesterol acil transferază, deasemeni utila in rducerea nivelului colesterolului liber, deci cu rol antiaterosclerotic).

Page 80: Biochimie Ctd Suport Curs

Tulburări ale metabolismului lipidic

Obezitatea apare datorită depunerii anormale de trigliceride şi se manifestă cu creșterea în greutate a organismului, datorită creșterii cantității țesutului adipos Complicațiile ce pot apărea sunt cel mai frecvent diabetul şi ateromatoza.

Ateroscleroza se datorează depunerilor de colesterol la nivelul pereţilor arterelor.Creșterea nivelului plasmatic al lipoproteinelor VLDL și LDL favorizează menținerea colesterolului în circulaţie timp îndelungat ceea ce favorizează apariţia aterosclerozei. Un nivel ridicat de lipide serice se corelează cu incidenţa bolilor coronariene şi ateroscleroză la om.Consumul în dietă de acizi graşi nesaturaţi determină formarea esterilor de colesterol mult mai ușor metabolizabili.

Diabetul zaharat reprezinta nu doar o alterare a metabolismului glucidic ci si a celui lipidic, determinata de degradare accelerată a lipidelor, acizii graşi eliberați din depozite fiind degradați, conducand la sinteza crescuta de corpi cetonici sintetizaţi în ficat si eliminăricrescute ale acestora în urină.

Ficatul gras reprezinta o situatie patologica in care grasimea formata in hepatocite, se acumuleaza la acest nivel, cu implicatii ulterioare in functiile hepatice (in general aceasta dereglare apare ca urmare a deficitului de aminoacizi esentiali – Met, de AGN – esentiali, cu transformarea predominanta a DG in TG, in defavoarea fosfolipidelor)

Page 81: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL PROTEIC

Page 82: Biochimie Ctd Suport Curs

CUPRINS

METABOLISMUL PROTEIC

1 . Cai generale de metabolizare ale aminoacizilor

2. Metabolismul amoniacului

3. Ureogeneza

Page 83: Biochimie Ctd Suport Curs

CAI GENERALE DE METABOLIZARE ALE AMINOACIZILOR 

• Prin degradarea completa a aminoacilor rezulta energie, proteinele fiind considerate substrat energetic de rezerva.

• Organismul nu poate depozita aminoacizii aflati in exces, ci sunt transformati in glucoza sau lipide . Pentru aceasta, diversii aminoacizi sunt degradati partiali la compusi intermediari ca acetil-CoA, fumarat, etc.

• Principalele cai de metabolizare comune aminoacizilor sunt :

1. Decarboxilarea cu formarea de amine biogene2. Transaminarea3. Dezaminarea cu eliberare de NH3

4. Biosinteza de uree din amoniac, in vederea eliminarii prin urina5. Conversia scheletului de carboni la intermediari metabolici

comuni

Page 84: Biochimie Ctd Suport Curs

DEZAMINAREA AMINOACIZILOR SI

METABOLISMUL AMONIACULUI

Dezaminarea aminoacizilor duce la indepartarea gruparilor amino din pozitia alfa. Aceasta etapa cuprinde reactii de transaminare si de dehidragenare (dezaminare oxidativa); In urma acestor reactii se formeaza amoniac.

Amoniacul este foarte toxic pentru organism, in special pentru sistemul nervos. Din acest motiv trebuie rapid indepartat sau utilizat.

Amoniacul poate fi reutilizat doar pentru sinteza de aminoacizi neesentiali.Surplusul de amoniac este rapid colectat la ficat ( prin sistemul port) sau la

nivelul rinichilor.In tesuturi, cea mai mare parte a amoniacului este incorporata in

glutamina (reactie catalizata de glutaminsintetaza). Glutamina formata din acid glutamic si amoniac va ajunge la rinichi, ficat, unde va fi degradata sub actiunea glutaminazei. Amoniacul eliberat va fi transformat in ion amoniu si respectiv uree, eliminate ulterior prin urina.

Page 85: Biochimie Ctd Suport Curs

Rolul Ficatului in metabolismul proteic

Ficatul are rol în: procesele de dezaminare , transaminare, decarboxilare. în metabolizarea particulară a aminoacizilor (Phe, Tyr, Ser, Met) gluconeogeneza din aminoacizii glucoformatori sinteza proteică, a unor enzime, sinteza proteinelor plasmatice participă la degradarea nucleoproteinelor în metabolismul porfirinelor sinteza+degradare în formarea bilirubinei conjugate ureogeneză

Page 86: Biochimie Ctd Suport Curs

FUNCŢIA DE DETOXIFIERE

Au loc transformări metabolice ce convertesc substanţele toxice în substanţe netoxice (care pot fi eliminate din organism).

Această funcţie poate fi exercitată prin reducerea toxicităţii şi mărirea capacităţii de eliminare a produsului prin urină sau bilă.

Se desfasoara prin 4 tipuri majore de reacţii: oxidare, reducere, hidroliză, condensare (sinteză)

Aceste transformări se realizează în 2 faze:

1.Procese de oxido-reducere, hidroliză, finalizate prin hidroxilarea substratului (cu cresterea polaritatii acestuia).

2.Reactii de de conjugare (cu acid glucuronic, compusi azotati, cu sulf activat).

Page 87: Biochimie Ctd Suport Curs

BIOSINTEZA UREEI

• Formarea ureei are loc printr-un sir de reactii numit ciclul ureogenetic• Are loc in mitocondriile hepatocitelor si in citoplasma acestora.

ETAPE:

1. Condensare amoniacului cu CO2 si ATP in mitocondrii. Reactia este catalizata de carbamilfosfatsintetaza mitocondriala; rezulta carbamilfosfat.

2. Transferul gruparii carbamil de pe carbamilfosfat pe ornitina. Reactia este catalizata de ornitin-carbamil transefraza (OCT). Se formeaza citrulina. Etapa este mitocondriala.

3. Citrulina trece prin simpla difuziune in citosol, unde se condenseaza cu acidul aspartic in prezenta arginin-succinat sintetazei, cu consum energetic. Se formeaza acidul argininsuccinic.

4. Scindarea acidului argininsuccinic in arginina si acid fumaric, catalizata de argininsuccinat liaza.

5. Prin hidroliza argininei, catalizata de arginaza, se obtine uree si arginina.

Page 88: Biochimie Ctd Suport Curs

Prin ornitina se reia secventa reactiilor ciclului ureogenetic.

Valorea ureei in plasma la adult este 20-40 mg/100 ml.

Prin aceste reactii, amoniacul este transformat intr-un produs netoxic si usor solubil, care se elimina facil prin urina.

Pentru uree nu exista prag de eliminare renala astfel incat toata cantitatea sintetizata este rapid indepartata prin urina.

Page 89: Biochimie Ctd Suport Curs

CHIMIA SI BIOCHIMIA CAVITATII ORALE

Suport Curs

Partea III – Biochimia cavitatii orale

COLEGIUL DE TEHNICA DENTARA

Page 90: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL MINERAL

Organismele animale şi vegetale sunt constituite din substanţe chimice cu o compoziţie complexă, fiind formate atât din metale cât şi din nemetale.

Organismul uman cu o greutate medie de 70 kg este constituit din:97,5 % nemetale - oxigen (65%), carbon (18%), hidrogen (10%), azot (3%) si altele (1.5%)2.5 % metale - Na, K, Mg, Ca reprezentand 99% din acest procent

Elementele minerale au un rol important în organismele vii. Omul necesită anumite elemente minerale în cantităţi mari, deoarece acestea pot avea rol structural sau sunt indispensabile pentru realizarea funcţiilor metabolice. Elementele minerale majore sunt Ca,P, Cl, Mg, K, Na, S.

Page 91: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL CALCIULUI

Calciul, cel mai abundent element mineral din organismul uman, atingând uneori până la 1,5 Kg la adultul normal, se află inegal repartizat între ţesuturi şi umori, 99% fiind depozitat în oase şi dinţi şi doar o mică parte la nivelul fluidelor organismului. Absorbţia calciului din produsele alimentare are loc în intestinul subţire şi se produce în prezenţa vitaminelor D, proteinelor, acidului citric şi lactozei.

Cantitatea de calciu din organism variază cu vârsta:

Organismul îşi acoperă, în general, necesităţile pe seama alimentelor de origine animală şi vegetală. Cele mai bogate surse în calciu sunt: branza, laptele, smântâna, fructele oleaginoase şi leguminoasele uscate.

Calciul alături de fosfor au rol plastic şi funcţional.

Page 92: Biochimie Ctd Suport Curs

Calciul este repartizat în mod diferit : schelet, oase, dinți (cea mai mare parte , ~1000g) intracelular (~10g) extracelular (~1g, plasmă și din lichidele interstițiale) Nivelul de Ca2+ din organism depinde de aport, dar și de pierderi. Absorbția Ca2+ depinde de factori:alimentari (crește aportul de vitamine→pH alcalin→scade absorbţia)forma în care se găsește Ca2+ în alimentenatura alimentelor (dacă predomină componenta glucidică în dietă→pH ușor acid la nivel intestinal→favorizează absorbția Ca2+)AG liberi în exces la nivel intestinal favorizează formarea unor săpunuri de Ca insolubile →scade absorbția raportul în care se găsește Ca2+ și P la nivel intestinal (trebuie să fie mai mare de 0.5 pentru o absorbție bună a Ca2+)vitamina D3 parathormonul: - are efect asupra formării calcitriolului şi stimulează α-hidroxilaza renală (care va facilita formarea calcitriolului la nivel renal)hormonii glucocorticoizi, tiroidieni, cortizol, inhibăabsorbţia estrogeni, androgeni – stimulează absorbţia

Page 93: Biochimie Ctd Suport Curs

Rolurile Ca2+

- în mecanismele coagulării- în buna funcționare a inimii- în excitabilitatea neuro-musculară- în unele procesele secretorii- în permeabilitatea membranei- în agregarea rapidă a plachetelor sangvine- mesager secund (alături de AMPc, GMPc)- în menținerea integrității celulare- in activatorea unor enzime

- în eliberarea şi acţiunea unor hormoni- funcție structurală : participa la formarea osului, dintelui

Page 94: Biochimie Ctd Suport Curs

Reglarea Ca2+ plasmatic Reglarea Ca2+ are loc sub acțiunea parathormonului, calcitriolului și calcitoninei: la nivelul a trei tinte: os rinichi și intestin

Page 95: Biochimie Ctd Suport Curs

Tulburări ale metabolismului Ca2+

Hipocalcemie : apare la valori sub 9 mg % datorită modificării formei Ca2+ plasmatic (ionizat, legat de proteine).

Manifestări : simptomele apar la scăderi mult mai pronunțate ale valorilor Ca2+(7-9 mg%)

Cauze : hipoparatiroidismsecreție ridicată de calcitoninădeficit de vitamina Dinsuficiență renală cronicăunele intoxicații

Page 96: Biochimie Ctd Suport Curs

Hipercalcemie

Cauze : hiperparatiroidism intoxicații cu vitamina D afecțiuni neoplazice (mielom multiplu, osteoliză malignă, osteoporoza de mobilizare, „boala băutorilor de lapte”)

La o creștere mai mare de 7,5 mEq poate apărea riscul unui stop cardiac.

Manifestări clinice:manifestări digestivemanifestări neuropsihiceencefalopatia hipercalcemicătulburări cardio-vascularemanifestări renalemanifestări cronice: depozite calcice tisulare

Page 97: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL FOSFORULUI

În organism, fosforul îndeplineşte rol structural, intrând în constituţia muşchilor (9%), împreună cu ionul de calciu în cea a oaselor (80%), a fosfolipidelor, nucleotidelor şi ATP.Este principalul constituent al acizilor nucleici, participă la stimularea contracţiei musculare. Fosforul, din componenţa nucleotidelor şi acizilor nucleici, participă la procesele de păstrare şi de folosire a informatiei genetice, de biosinteză a acizilor nucleici, proteinelor, de creştere şi separare a celulelor.Fosforul anorganic menţine echilibrul acido-bazic în organism.Necesarul zilnic de fosfor la adult este de 700-800 mg crescând în anumite stări (trimestru IV sarcină) până la 1200 mg. Valorile plasmatice normale: 0,80-1,40 mmol/l.Sursele cele mai bogate de fosfor sunt : brânza, fructele oleaginoase, leguminoasele uscate, peştele, carnea, produsele din cereale, ouăle, laptele şi smântana.

Page 98: Biochimie Ctd Suport Curs

Absorbția P

are loc la nivelul intestinului este variabilă cu vârsta şi regimul alimentarformele ce se absorb mai ușor sunt cele de fosfați anorganici ușor solubiliabsorbţia este favorizată de pH ușor acid şi de vitamina D.

Limitele concentrației de P plasmatic : 2.5-7 mg% •adult : 2.5-4.5 mg% (până la 1,5 mmoli / l)•copil : 4-7 mg% (până la 2.25 mmoli / l)În menținerea homeostaziei fosforului intervin intestinul subțire, rinichiul,osul.Scăderea P plasmatic duce la stimularea formării calcitriolului şi determină creșterea procesului de absorbție a P.

Eliminarea fosforului se face pe cale renală. Rolul P- structural- energetic : legături macroergice- funcțional : participarea la întregul metabolism intermediar- în distribuția O2 în țesuturi (prin intermediul 2,3-DPG)

Page 99: Biochimie Ctd Suport Curs

TULBURĂRI ALE METABOLISMULUI P

Hipofosfatemie: apare la concentrații scăzute : sub 2,5mg% în:

- rahitism (P scăzut -până la 2 mg%)-în metabolismul glucidic pronunțat apare scăderea temporară a P plasmatic- în alcaloze respiratorii-depleție de fosfați: în perioadele de vărsăturiHiperfosfatemieHiperfosfatemia conduce la hipertermie, distrugeri tisulare, deficienţe catabolice. Este asociată cu scaderea Ca2+ seric. Poate apărea în hipoparatiridism şi în insuficienţa renală când interferă cu excreţia normală.Hiperfosfatemia apare :- în hipervitaminoză D- insuficiențe renale cronice- osteoporoză

Page 100: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL FLUORULUI

Rolul fluorului este legat în deosebi de metabolismul la nivelul dinţilor şi de procesul de formare a cariilor dentare. Frecvenţa cariilor este asociată de obicei cu o carenţă de fluor; excesul de fluor poate duce la o alterare a smalţului dentar apărând fluoroza.Fluorul este adus în organism prin apa consumată.Se găsește în procentaj mai mare la nivelul țesuturilor cu metabolism redus (os,dinte).În țesutul osos se găseşte sub formă de fluoropatită.Absorbția : -sub forma sărurilor solubile (fluorosilicați) Nivelul F în plasmă : maxim 0.15 mg%Eliminarea se face pe cale renală.

Rolul: - Protectie impotriva aparitiei cariilor dentare- excesul de F la nivelul dintelui duce la o alterare a smalțului (fluoroză)F poate înlocui ionul carbonat la nivelul dintelui → scade conținutul în carbonat →crește rezistența smalțului la acțiunile cariogene.Fluoroza se manifestă prin pigmentări la nivelul smalțului = smalț „ros de molii”F poate împiedica procesul coagulării (anticoagulant) deoarece poate precipita Ca2+. 

Page 101: Biochimie Ctd Suport Curs

STRUCTURA ŞI METABOLISMUL ŢESUTUL CONJUNCTIV

Ţesutul conjunctiv are rol de susţinere, de apărare, intervine în procesele de preluare şi de depozitare. Ţesutul conjunctiv este prezent în organe – predomină în ligamente, oase, tendoane, inclusiv ţesuturile moi (rinichi).Ţesutul conjunctiv participă la metabolismul hidromineral, intervine în metabolismul lipidic, glucidic, protidic. Structura ţesutului conjunctiv:Ţesutul conjunctiv cuprinde: Matricea extracelulară (substanţa fundamentală), formată din proteine de natură fibrilară incluse în gel polizaharidic reprezentat de glicozamino-glicani.Proteinele = distribuite între spaţiul dintre celule, au un conţinut mare de triptofan (colagen, elastină, reticulină), iar dintre aminoacizi acestia se gasesc în diferite proporţii. Apa din ţesutul conjunctiv este în cantitate mică în formă liberă. Cantitatea cea mai mare se află în gelul polizaharidic de unde se eliberează doar după depolimerizare. Glicozaminoglicani (GAG) reprezintă gelul polizaharidic şi conferă ţesutului conjunctiv proprietăţi fizice remarcabile (maleabilitate, viscozitate), îndeplinind roluri diverse şi multiple.Celulele – fibroblaşti in care se sintetizeaza fibrele de legătură, controblaşti, osteoblaste. În fibroblaste se realizează sinteza proteinelor, proteo-glicani; mai exista de asemeni macrofage ce provin de la nivel sanguin.

Page 102: Biochimie Ctd Suport Curs

PROTEINELE ŢESUTULUI CONJUNCTIV

Reticulina = are structură asemănătoare cu a colagenului, dar este mai rezistentă faţă de apă, acizi, baze.

Elastina = se găseşte în ţesutul conjunctiv al aortei, este sintetizată la nivelul fibroblastelor, sub formă de proelastină şi este secretată în mediul extracelular unde devine ulterior elastină.

Colagenul = este proteina cea mai „abundentă” din organism. Se află în procent mic – 4% la nivelul rinichiului şi peste 70% în tendoane. Imprimă rezistenţă ţesutului.

Sinteza colagenului se realizează la nivelul fibroblastului, conţine 19 aminoacizi (procentul cel mai mare îi revine glicinei, argininei, hidroxi prolina (19-20 moleccule), hidroxi lisina = o moleculă la 200 de resturi de AA).

Sinteza colagenului parcurge următoarele etape:

• sinteza cu asamblarea aminoacizilor cu formarea procolagenului

• procese de hidroxizare a resturilor de prolină, lisină, cu formare de OH prolină şi OH lisină, cu rol important

• etapa de glicozilare cu glucoza, galactoza, sub acţiunea unor enzime specifice, creîndu-se legături O- glicozidice între resturile de Glc sau Gal cu grupările OH din HO-Lys

• expulzarea din fibroblast în exterior a procolagenului, unde are lor scindarea unor fragmente de la capătul lanţului, cu formarea tropocolagenului.

Page 103: Biochimie Ctd Suport Curs

METABOLISMUL ŢESUTULUI OSOS

Ţesutul osos este tot o forma de ţesut conjunctiv , dar cu structura mai rezistenta, ce deţine funcţii importante în:hematopoeză,homeostazia Ca2+, Mg+, P, HCO3

-.asigurarea suportului mecanic al ţesuturilor moi şi pârghie pentru acţiunea muşchilor.

COMPONENŢA ŢESUTULUI OSOS

Componentele minerale sunt reprezentate de săruri, fosfaţi, carbonaţi, care sunt incluşi în alte tipuri de săruri precum fosfaţi de Mg, lactat de Ca. Acestea se pot modifica pe tot parcursul formării osului. Componenţii organici – substanţa organică alcătuieşte matricea osului –osteoidul . Din acestă matrice 95% este colagenul apoi osteocalcina şi proteina osoasă morfogenetică. Dintre alţi componenţi: glicozaminoglicani, glicogen. Aceşti componenţi vor fi într-o permanentă reînnoire. Colagenul are un proces de reînnoire mai lent, comparativ cu cel din alte ţesuturi. Celulele specifice osului sunt osteoblastele, osteocitele, osteoclastele. La nivelul osteoblastelor, se realizează un proces de sinteză a componentelor organice. Procesul de degradare se realizează la nivelul osteoclastelor.

Page 104: Biochimie Ctd Suport Curs

BIOCHIMIA ŢESUTULUI DENTAR

Dinţii sunt formaţi din:O regiune externă foarte rezistentă- SMALŢULO regiune mijlocie- dură ca şi smalţul dar mai groasă- DENTINAO regiune centrală- moale- PULPA DENTARĂ

La nivelul smalţului avem componenta minerală (96%), componenta organică (1,7%) şi H2O (2,3%).

La nivelul dintinei scade componenta minerală: componenta anorganică (70%), creşte procentul componentei organice (18%), H2O (13%).

La nivelul pulpei = componenta organică- 28%; H2O – 60-68%.

La nivelul cementului = componenta anorganică 46%, componenta organică 22%, H2O (30%).

Page 105: Biochimie Ctd Suport Curs

SMALŢUL

Smalţul are proprietăţi fizice şi rezistenţă chimică diferite în comparaţie cu ţesutul osos, dentină şi cement. O primă diferenţă între smalţul dentar şi cement constă în conţinutul de colagen, compoziţia organică fiind de 0 – 6%, iar cristalele de apatită se află în concentraţie crescută. O altă diferenţă este forma şi mărimea cristalelor de hidroxiapatită.

Componenţii minerali: Ca, F, ioni de bicarbonat, Mg, Na, K, oligoelemente la nivelul structurilor anorganice sunt în concentraţie scăzută.

Compoziţia organică

Smalţul conţine puţine substanţe organice :Acid citricGlucidele, principalele componente fiind : glucoza, galactoza, manoza, fructoza.ProteineleLipidele : colesterol, AG nesaturaţi

Page 106: Biochimie Ctd Suport Curs

DENTINA

este localizată între smalţ şi pulpă şi conţine o cantitate mare de H2O şi de 10 ori mai multă substanţă organică, în comparaţie cu smalţul.Componenta anorganică – este aceeaşi ca cea de la nivelul smalţului, cu deosebirea cristalizării hidroxiapatitei sub formă de prisme hexagonale mai mici comparativ cu cele din smalţ.Concentraţiile de Ca şi P sunt mai apropiate de cele din camera pulpară. Raportul Ca/P este crescut la interfaţa dentină-smalţ. În regiunea cariată raportul este scăzut.Carbonatul de Ca se află în procent crescut faţă de cel din smalţ.Componentele organice sunt:Glucidele: predomină în special monozaharideleProteinele se găsesc în proporţie de 100 de ori mai mare ca în smalţLipidele : colesterol, TG, fosfolipide, AGEnzime în special fosfataza alcalină

Cementul conţine substanţe organice, H2O în cantităţi crescute faţă de dentină şi smalţ. Componenta minerală scade, iar cantitativ, fluorul este în concentraţie mai mare. Este un ţesut osos asemănător cu orice alt ţesut osos. 

Page 107: Biochimie Ctd Suport Curs

PULPA DENTARĂ este comparabilă în ceea ce priveşte consistenţa cu măduva osului

Este un ţesut moale, necalcifiat, într-o legătură foarte strânsă cu ţesutul tare Pulpa conţine celule –odontoblaste care vor genera dentina.

Constituenţii anorganici •Conţinutul în H2O variază cu vârsta, scăzând odată cu înaintarea în vârstă•Ca2+ creşte odată cu vârsta de la aproximativ 3 14% •F creşte cu vârsta; •Na, K – creşte cu vârsta

Constituenţii organici• Glucide, din care:

- colagenul este reprezentat în procent crescut

- glicozaminoglicani

- monozaharide•Proteinele: pulpa conţine aproximativ 75% proteine predominând colagenul, albuminele , globulinele şi aminoacizii liberi.• Lipidele în procent 2% din matricea organică, se găsesc mai mult în predentină: fosfolipide (fosfatidil colina, etanolan, sfingomielina, colesterol, trigliceride)

Enzimele : predomina fosfatazele şi proteazele.

 

 

Page 108: Biochimie Ctd Suport Curs

BIOCHIMIA PARODONŢIULUI

Ţesuturile care asigură inserţia dintelui în alveolă şi permit transmiterea solicitărilor asupra osului alveolar şi maxilarului subiacent, formează parodonţiul.Complexul parodontal este alcătuit din: gingie, ligament alveolar, cement, osul alveolar fiind un ţesut conjunctiv. Ţesutul conjunctiv poate fi atât mineralizat, cât şi nemineralizat.Ţesutul conjunctiv nemineralizat intră în constituirea mucoasei gingivale, în ligamentul parodontal şi conţine scleroproteine (colagen, elastină), glicozaminoglicani ( acid hialuronic, keratan-sulfaţi) şi fibre de elastină.Ţesutul conjunctiv mineralizat intră în constituţia cementului şi a osului alveolar, cu o compoziţie asemănătoare cu cea de la os.Cementul conţine: -componenta organică în proporţie de 55% -componenta anorganică în proporţie de 45% Cementul serveşte la ancorarea fibrelor din ligamentul parodontal de dinte. Formarea acestui ţesut protector are loc la nivelul unor celule specifice – cementoblaşti, unde se sintetizează componentele necalcifiate care fixează dintele în alveolă. Cementul are funcţie mecanică, protectoare. Prin legăturile dintre dinte şi parodonţiu, funcţionează ca un organ nutritiv.

Page 109: Biochimie Ctd Suport Curs

Osul alveolar = se deosebeşte prin osul de la nivelul scheletului, prin funcţia de susţinere a dinţilor. În compoziţia osului alveolar predomină faza minerală din componenta organică – proteine, proteoglicani, colagen, restul de 25% fiind apă. Activitatea metabolică este corelată cu modificările fiziologice, patologice din ligamente.Împreună cu osul alveolar constituie elementele cele mai dinamice ale parodonţiului.Osul alveolar este sensibil la acţiunea diverşilor factori exogeni (traumatisme, etc.) sau endogeni- consecutiv variatelor tulburări la nivelul proceselor metabolice.

Ligamentele sunt interpuse între dinte şi osul alveolar, cu funcţii specifice.Rolurile principale ale ligamentului sunt:fixarea dintelui în alveolătransmiterea forţelor ocluzale la osasigurarea funcţiilor senzitive prin terminaţiile nervoasepermiterea fixării şi amortizării dintelui, vascularizaţia acestuia, acţionând ca un periost pentru alveolă şi cement.

Page 110: Biochimie Ctd Suport Curs

Gingia reprezintă porţiunea mucoasei care înconjoară dintele, formată din ţesut conjunctiv. Caracteristicile ei se modifică cu vârsta (suferă fenomene de atrofie, procese de keratinizare, procesele metabolice scad, volumul substanţei intracelulare creşte).

Ţesutul conjunctiv din gingie este format din componente de natură proteică, (albumine, globuline) proteoglicani (keratan sunfaţi, condroitin-sulfaţi), glucoză, săruri minerale, uree.

Tot în substanţa fundamentală mai pot fi găsite cantităţi variabile de glicogen şi fibre de colagen solubil.

Page 111: Biochimie Ctd Suport Curs

LICHIDUL GINGIVAL (GCF) se găseşte în cantitate mică la nivelul şanţului parodontal şi protejează ţesuturile adiacente împotriva distrugerii datorate plăcii bacteriene.Fluidul gingival este un transudat ce conţine componente de natură serică, precum şi celule leucocitare de tip polimorfonuclear (PMN). În cursul bolii, numeroşi produşi ai conflictului parazit-gazdă pătrund în fluid, transformându-l în exudat. Acest exudat traversează circulaţia gingivală prin şanţul parodontal şi colectează moleculele implicate în recţiile inflamatoriicreşte. Fluidul gingival conţine conţine:- elemente celulare,- proteine: albumine, globuline- enzime: hidrolaze, proteaze, colagenaze, hialuronidază, catepsine -electroliţi ce provin din ser- Na+, K+, Ca 2+, P- leucocite (monocitele sunt în concentraţie mare când procesul inflamator se agravează. Fosfataza acidă creşte în procesul inflamator de 20 de ori.Fosfataza alcalină creşte în GCF. Cu cât creşte fosfataza alcalină ne dăm seama de gradul de afectare a GCF, de formarea pungilor parodontale.Acidul lactic creşte în parodontopatii, iar ureea este crescută de câteva ori faţă de ser. Na+, K+ se află în concentrţie mai mare decât în ser, iar concentraţia K+ creşte de 10 ori faţă de cea din ser. În lichidul gingival mai avem P, Mg, care se modifică în funcţie de concentraţia proteinelor de la nivelul gingival.

Page 112: Biochimie Ctd Suport Curs

Biochimia salivei

Procesul de secreţie salivară

90% din secreţia salivară provine de la nivelul principalelor glande salivare (parotida, submaxilară, sublinguală), restul rpovine de la nivelul glandelor mici de pe suprafaţa mucoasei bucale.

Proprietăţile salivei

Saliva normală este un lichid incolor, inodor, puţin tulbure, în care se află suspensii de epitelii descuamate din mucoasa bucală, leucocite, limfocite şi bacterii.

Fiecare tip de glandă produce un anumit tip de salivă. Saliva secretată de parotidă este fluidă, limpede, lipsită de viscozitate. Saliva submaxilară este fluidă, limpede dar puţin vâscoasă, în timp ce saliva sublinguală este densă şi foarte vâscoasă.

pH-ul normal salivar este apropiat de neutru (5,8-7). Saliva dispune de o putere de tamponare datorită sistemelor tampon prezente la acest nivel (acid carbonic, carbonat de sodiu, fosfaţi monobazici, dibazici).

Page 113: Biochimie Ctd Suport Curs

Compoziţia salivei

Saliva mixtă conţine aproximativ 99,5% H2O şi 0,5-0,8% substanţă uscată reprezentată de compuşi organici şi anorganici.

Constituenţii anorganici sunt reprezentaţi de Ca2+, Na+, K+, NH3, P, Cl-.

Constituenţii organici sunt:Proteinele (albimine, globuline, haptoglobine, glicoproteine)Mucina- este una din principalele glicoproteine şi conferă un anumit grad de viscozitate salivei. Reprezintă sursă de glucide pentru flora microbiană, fiind unmediu favorabil pentru dezvoltarea unor germeni. De asemenea, mucina împiedică distrugerea unor bacterii.AminoaciziiEnzimele salivare- dintre care cea mai importantă este amilaza salivară secretată în principal de parotidă. LIZOZIMUL, secretat de glandele salivare, leucocite are rol antibacterian important la acest nivel.Compuşii azotaţi Alţi compuşi organici: acidul lactic, fosfolipide, unele vitamine, unii hormoni (estrogeni, adenohipofizari), colesterol

Page 114: Biochimie Ctd Suport Curs

Funcţiile saliveiFuncţie digestivă datorită enzimelor implicate în hidroliza amidonului si mai putin a unor lipideRol mecanic conferit de mucinăAcţiune de curăţire Rol antibacterian indus de prezenţa enzimelor bacteriolitice (lizozim) şi a anticorpilorCapacitatea de menţinere a umidităţii mucoaselor, a buzelor, de solubilizare a unor substanţe solide, precum şi de excreţie a metalelor grele şî a unor medicamenteRol de tamponare cu menţinerea pH-ului salivar în limitele fiziologiceSaliva asigură de asemenea integritatea dinţilor, a parodonţiului

BIOCHIMIA PLĂCII DENTARE 

Placa Dentară reprezintă o peliculă foarte fină, formată din glicoproteine ce provin din salivă, situată la suprafaţa dintelui. La început, are rol protector impotriva demineralizrii smaltului, iar apoi, va constitui matricea organică a dezvoltării microorganismelor.

Page 115: Biochimie Ctd Suport Curs

Formarea plăcii bacteriene:

Placa bacteriană are o grosime de 1,5-2,5 µ şi se formează în 2 etape succesive:

1) formarea peliculei din glicoproteinele salivare – formează matricea organică a plăcii;

2) pe peliculă, după 2-4 zile încep să se dezvolte colonii microbiene, ce se vor înmulţi, acoperind suprafaţa plăcii organice. Pelicula, formată iniţial, împiedică ieşirea mineralelor ce rezultă din demineralizarea dintelui. Apare placa bacteriană matură, care conţine, iniţial, substanţă de origine salivară, cu colonii ce încep să se dezvolte, inclusiv, cu depozitarea unor celule care se descuamează.

Page 116: Biochimie Ctd Suport Curs

TARTRUL DENTAR

Tartrul reprezintă un factor iritant, prin focarul microbian, iar procesele metabolice pot duce la formarea unor compuşi intermediari, cu acţiune toxică asupra ţesuturilor dentare, atât a celor dure cât şi a celor moi. Placa bacteriană reprezintă punctul de plecare pentru procese patologice. Placa, prin componenţa ei, poate avea efect cariogen, datorită acizilor pe care îi eliberează în urma proceselor metabolice. Aceasta se mineralizează, rezultând tartrul, care poate produce leziuni de genul gingivitelor, parodontitelor. Tartrul poate fi cauza apariţiei pungilor parodontale, în care se dezvoltă microorganisme.

Datorită proceselor metabolice desfăşurate atât la nivelul plăcii cât şi al tartrului, se formează o serie de compuşi intermediari şi finali cu efecte nocive asupra ţesuturilor dentare dure precum şi asupra ţesuturilor parodontale.

Pierderea integrităţii tisulare, caracteristică bolilor parodontale, este datorată în parte activităţii directe a enzimelor produse de bacteriile din placa dentară, iar in parte procesului inflamator indus.

Page 117: Biochimie Ctd Suport Curs

CARIA DENTARĂ

Caria dentară reprezintă un proces de distrugere a ţesutului dentar, cu procese de decalcifiere, cu depolimerizarea matricei organice a dintelui. Au fost emise multe teorii în ceea ce priveşte mecanismele cariei: teoria proteolizei şi chelatării,teoria parazitară teoria proteolitică.

Acestea au la bază procesele de fermentare alimentară, cu formarea unor cantităţi de acizi care dizolvă cristalele de hidroxiapatita. Ionii eliberati difuzează în mediul bucal şi duc la fermentarea fosfatului acid de calciu, care se va depune pe suprafaţa smalţului, dând impresia unui smalţ normal. Au loc dezordini la nivelul hidroxiapatitei, fiind dizolvate cristalele mici de hidroxiapatită şi rămânând cristalele mai mari. Sub acest smalţ, caria înaintează, penetrand la nivelul structurilor subjacente, care sunt mai putin rezistente.

Page 118: Biochimie Ctd Suport Curs

Modificările care au loc în matricea dentinei cariate:

Reducerea concentraţiei aminoacizilor bazici şi a iminoacizilor (prolina şi hidroxiprolina)Scăderea numărului de grupări bazice libereCreşterea cantitativă a aminoacizilor aromatici şi a celor cu sulfStimularea rezistenţei faţă de acţiunea colagenazeiCreşterea cantitativă a glucidelor şi a colagenului

Principalii factori ce influenţează apariţia cariei dentare:

factori din mediul oral (saliva, morfologia si rezistenta naturala a dinţilor)factori externi (igiena orală, folosirea pastelor de dinţi, reducerea zaharurilor din dietă)