氨基酸和氨基酸结构示意图
脑出血时的脑组织代谢障碍
1.能量代谢紊乱由于缺氧,脑细胞代谢紊乱,糖代谢处于无氧或乏氧状态。在正常情况下,1克分子的葡萄糖通过有氧分解,完全被氧化成CO。和水时,可产生“自由能”686千卡,其中的44%以高能磷酸键的形式储存供机体活动用,按每克分子高能磷酸键可能存能量8000卡计算,可使38克分子的二磷酸腺苷(ADP)磷酸化成38克分子的三磷酸腺苷(ATP)。如果在乏氧状态酵解,一克分子的葡萄糖降解成丙酮酸时,只产生2克分子的三磷酸腺苷。
2.蛋白质代谢素乱脑组织细胞可以通过三羧酸循环的氧化过程把葡萄糖转变成氨基酸。这些氨基酸一小部分合成蛋白质,大部分保持游离状态,而这些自由氨基酸成为脑神经细胞的主要能量来源之一。脑出血时,碳水化合物代谢障碍,其蛋白质代谢也随之紊乱,主要表现在核苷酸和氨基酸的生成减少。氨基酸的生成减少对神经功能的影响很大。
3.碳水化合物(糖)代谢紊乱:脑组织缺氧,细胞内线粒体氧化作用失去正常状态,糖代谢不能按正常供氧情况下进行氧化丙酮酸,产生CO和水;而通过无氧糖酵解还原丙酮酸成为乳酸。在正常情况下,乳酸的一小部分(占五分之一),在肝内再合成葡萄糖,而大部分(占五分之四)在呼吸链中氧化成CO2和水。
脑出血的病人由于线粒体功能失常,呼吸链的氧化磷酸化作用减弱,因而大部分的乳酸得不到降解。乳酸的产生多,利用少,产生了高乳酸血症。脑细胞间质乳酸骤集,引起脑血管的扩张造成”过度灌注”而加重脑水肿。由于乳酸增多,脑脊液的PH值下降,酸中毒使体内储的消耗,使动脉血中的乳酸盐浓度降低,脑脊液中的肌酸磷酸激酶、醛缩酶和乳酸脱氢酶增多。
4.脂肪代谢的紊乱脑出血时肾上腺素能的兴奋,脂肪大量分解为甘油三脂和游离脂肪酸。当脑水肿时脑受压发生后。磷脂的磷含量下降。在灰质中神经磷脂、脑磷脂的变化不大,而卵磷脂含量明显下降,在白质内卵磷脂和脑磷脂都明显下降。卵磷脂是细胞膜的重要组成部分。细胞膜是生命膜,包括线粒体、内质网、核膜和细胞酶系统。一旦磷脂的合成障碍,细胞膜的功能立即失常,细胞内外水与电解质的交换运转,线粒体能源的供应转换,呼吸链的功能,内质网蛋白质的合成,氨基酸的置换等一系列脑细胞代谢受到影响。
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3.肺水肿脑血管疾病尤其是严重的脑出血常出现肺水肿。这种肺水肿是神经因素所致,主要为丘脑下部功能乱所引起。其血液动力学变化与大量注射肾上腺素相似,早期出现体循环和肺循环压力增高。这在脑出血后几秒钟至几分钟就会发生。这种全身血管收缩,血压升高的情况,虽然很快地复至接近正常,但当肺血流量增加、脑血管损伤和通透性增加的多种机制参加下、肺水种仍然发生
4.胃肠道出血脑出血后可引起一系列胃肠道的急性糜烂浅溃疡、坏死出血等病变,称应激性溃疡综合征。这些溃疡可以是单个或多发的、浅表的深层的,糜烂出血的病变则常为散在多发的。应激性溃疡引起胃肠道出血的发病机制曾有多种学说,其病机示意图如下:
5.脑疝的形成.颅腔,基本上被硬脑膜形成的大脑镰和小脑天幕分为三个小腔。颅腔和脊髓腔之间以枕骨大孔为界,在脑出血时,其出血所在小腔的压力升高,将脑组织向别的小腔或脊髓腔挤压。当被挤压的脑组织超过一定界限时,就形成脑疝。
脑疝形成有一个过程,快的1~2小时,慢者大多3~4天。据肖镇祥等认为:临床上有特殊重要意义的是小脑幕切迹疝和枕骨大孔痛。这两种脑疝发生的部位,容许脑组织疝入的裂孔都比较小,局部组织比较坚韧。疝入受压的脑组织中的中脑或延脑,都是十分重要的神经结构,一旦受到挤压,就会发生严重的后果。脑疝的发生,除了盆腔间的压力悬殊这个基本的原因外,凡是可促使颅内压进一步加重的因素如脑脊液循环通道的受阻、咳嗽、骚动等,或加大分腔间的压差的因素
如腰穿放液,都可促进脑疝的发生。脑疝不是在瞬间突然形成的,而总是有一个过程的。急性脑血管疾病的患者,以多见的半球内血肿为例,最快的从脑出血开始到小脑幕切迹疝症状的出现,也有1~2个小时,慢些的要经过3~4天。临床要经过局灶症状的加重,颅内压逐渐增高,大脑半球向对侧及向下逐渐压迫,才出现典型的大脑脚综合征。当脑疝充分形成,临床诊断已无疑问时,从病理上说,仍然有早期和晚期之分。所谓早期,是指受压的脑组织虽然因为缺血、缺氧而功能丧失,但病理上仍是可逆的。
只要颅压下降,移位的脑组织复位,脑组织的功能仍可恢复。如到晚期,脑组织疝入,而受压的时间较久,病变区已软化,坏死,就造成永久性的损害。所以,脑疝的形成过程可大致分为四个时期,即局灶高压发展期、脑疝前期(压迫邻近脑组织,移位,但未形成明确的疝入)。脑疝早期和脑疝晚期。就治疗的需要而言,我们应当在局灶高压发展和脑疝前期,即认识脑疝的发生。并采取有效的措施。最晚也要在脑疝早期给予处理。#大有学问#
氨基酸结构怎么记
我们一般说,在基本氨基酸中,芳香族氨基酸有三种:苯丙氨酸(phenylalanine,Phe)、酪氨酸(tyrosine,Tyr) 和色氨酸(tryptophan,Trp)。其实,如果按照化学上的定义,组氨酸的侧链咪唑基属于芳杂环。所以组氨酸应该是既属于芳香族氨基酸,也属于杂环氨基酸。就是说,芳香族氨基酸一共有四种,其中三种含苯环,一种不含苯环。****上就把组氨酸算作芳香族氨基酸。不过国内的生化书一般还是习惯于把组氨酸算作杂环氨基酸,只把三个带有苯环的氨基酸算作芳香族氨基酸。
苯丙氨酸的英文名中“phenyl”就是苯基,alanine就是丙氨酸,跟中文一样好记。它的结构式也是丙氨酸加上苯基,这就是用化学结构命名的好处。
苯是疏水的,所以苯丙氨酸疏水性很强,一般出现在蛋白质的疏水区中。苯丙氨酸有紫外吸收,吸收峰在257纳米,摩尔消光系数仅为200,又经常埋藏在蛋白质内部,所以对蛋白质的紫外吸收贡献不大。苯丙氨酸人体不能合成,所以是必需氨基酸。
酪氨酸是首先在乳酪中发现的,“Tyro”在希腊文中的意思就是乳酪。酪氨酸侧链的酚基是一个可解离基团,但解离常数较高(pKa=10.1),所以在中性条件下基本不带电荷。酪氨酸的紫外吸收较强,吸收峰在275纳米,摩尔消光系数1400。酪氨酸在人体内可以合成多种生物活性物质,如黑色素、肾上腺素、甲状腺素等。切开的苹果、土豆变色也是由于酪氨酸被氧化生成有色物质。酪氨酸是非必需氨基酸,因为人体可以用苯丙氨酸合成酪氨酸。这种合成需要消耗一个必需氨基酸,所以也像半胱氨酸那样被称为半必需氨基酸。
色氨酸是用胰蛋白酶消化酪蛋白时分离得到的,所以它的名称来源于trypsin(胰蛋白酶),和phane(希腊语“出现”)。色氨酸侧链的吲哚基是很强的发色团,摩尔消光系数高达5600,可能是中文命名的来源。蛋白质的紫外吸收主要就是由色氨酸和酪氨酸决定的。吲哚基也属于芳杂环,所以色氨酸也属于杂环氨基酸。色氨酸人体不能合成,所以是必需氨基酸。
色氨酸除了用于合成蛋白质之外,也用于合成一些生物活性物质。在植物中,色氨酸是生长素吲哚乙酸的前体。在动物体内,色氨酸是神经递质5-羟色胺(5-HT)的前体,五羟色胺具有解除疲劳、促进睡眠的作用,缺乏5-羟色胺容易抑郁。色氨酸分解的中间物可转变为尼克酸,但合成率很低,所以仍然需要从食物中摄取尼克酸。
基本氨基酸的一些基本知识:结构、特点与记忆方法(六),氨基酸结构怎么记
大阪大学发现只需浸入溶液即可形成稀土类团簇,有望用作高功能材料
大阪大学研究生院理学研究科的今野巧教授等人组成的研究团队,开发出了只需在室温下浸入溶液中即可合成稀土类氢氧化物团簇的简单方法。这种团簇有望作为分解残留农药的固体催化剂和实现极低温的磁性冷冻材料等高功能材料使用。
近来的研究发现,分子中聚集了大量稀土类离子的团簇的用途非常广泛,比如磁性、发光和催化等。不过,由于这类离子的几何结构容易发生变化,因此必须利用专门设计的有机物来控制氢离子浓度(pH)、反应比和反应温度,在此基础上合成溶液。
此次的研究团队利用晶体中离子具有极高运动性的“离子导体晶体”,将离子导体晶体浸入醋酸镥(Lu)溶液中。观察发现,有4个以上的镥离子进入晶体中,新形成了骰子状络合物。
稀土类氢氧化物团簇的合成示意图。溶液中的稀土类离子(Ln)进入晶体内,形成新的络合物结构(大阪大学供图)
利用的晶体是今野教授等人2018年开发的 “水和钾超离子导体晶体”,由氨基酸L-半胱氨酸、金属铑和锌的离子、钾离子及水分子构成。钾离子具有很高的离子导电率,此次将钾离子置换成了镥离子等。
发生反应之前的离子导体晶体为水溶性,发生反应后则变成了不溶性高分子。在骰子状络合物的立方体顶点,镥离子和氢氧根离子以4个为一组交替排列。无需调整镥离子与离子导体晶体的反应比,发生反应之前和之后,离子导体晶体的骨架也没有变化。
水和钾超离子导体晶体的结构。黄色部分表示离子导电路径。(大阪大学供图)
研究团队还合成了其他稀土类离子。利用高亮度光科学研究中心的大型同步辐射设施“SPring-8”对粉末进行X射线衍射发现,除了镥之外,离子半径比较小的钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)和镱(Yb)这7种元素也形成了骰子结构。
研究确认,这些晶体可作为促进杀虫剂和除草剂的成分——磷酸酯类分解的固体催化剂使用,此外,随着磁场发生变化,钆晶体的绝对温度从2.6度降至1.8度,可作为雌性冷冻材料使用。
合成的8种稀土类氢氧化物团簇的结构(大阪大学供图)
络合物化学领域广泛研究了名为“合成后修饰”的方法,即针对预先合成的晶体实施化学反应,在保持晶体状态的同时将其转化为新化合物。研究团队认为,此次的晶体内合成法将成为通过合成后修饰制作高功能稀土类团簇材料的新选择。
【论文信息】
题目:Single‐Crystal‐to‐Single‐Crystal Installation of Ln4(OH)4 Cubanes in an Anionic Metallosupramolecular Framework
期刊:Angewandte Chemie International Edition
DOI:10.1002/anie.202008296
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