БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Башкирский государственный медицинский университет

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

 

 

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Руководство к самостоятельной работе студентов

 

 

Уфа – 2010

УДК 577 (…

ББК 28.072…..

Р 85

 

Биологическая химия: руководство к самостоятельной работе студентов / Авторский коллектив: Ф.Х. Камилов, Ш.Н. Галимов, Н.Т. Карягина, Г.М. Абдуллина, Ф.А. Сагидуллин, А.А. Байгильдина. – Уфа: Изд-во ГОУ ВПО «Башгосмедуниверситет Росздрава». – 2010. – 283 с.

 

Руководство подготовлено в соответствии с примерной программой по дисциплине «Биологическая химия» (М., 2004), на основании рабочей программы (2009 г.), действующего учебного плана и в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальностям 060101 – Лечебное дело, 060103 – Педиатрия и 060104 – Медико-профилактическое дело (Москва, 2000).

Издание является методическим руководством к усвоению и закреплению знаний студентов по общим разделам биологической химии во внеаудиторное и аудиторное время. Содержит модули, темы, цели и содержание занятий, задания к самоподготовке и методические указания к их выполнению, образцы тестового контроля разных уровней, примеры си-туационных задач и тем реферативных сообщений, описание лабораторных работ, некоторые биохимические показатели жидких сред организма детей и взрослых, а также список основной и дополнительной учебной литературы.

Руководство предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 060101 – Лечебное дело, 060103 – Педиатрия и 060104 – Медико-профилактическое дело.

Рекомендовано в печать по решению Координационного учебно-методического совета и утверждено на заседании Редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «БГМУ Росздрава».

Ответственный за выпуск – доцент Н.Т. Карягина.

 

Рецензенты: В.Е. Высокогорский, доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой биохимии и лабораторной медицины с курсом клинической диагностики ПДО ГОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия Росздрава».

В.Э. Цейликман, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой биологической химии ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава».

 

 

© Коллектив авторов, 2010

© ГОУ ВПО «Башкирский государственный

Медицинский университет Росздрава», 2010

Введение

Биологическая химия изучает химическую природу, химические процессы и явления в живых организмах. В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальностям лечебное дело, педиатрия и медико-профилактическое дело преподавание биохимии ориентировано на конечные цели обучения, а именно на создание прочной теоретической базы, необходимой для усвоения других медико-биологических, клинических и гигиенических дисциплин, путем формирования у обучающихся системных знаний о молекулярных механизмах функционирования живых организмов, основы для понимания химических закономерностей этиологии и патогенеза основных патологических процессов и общих заболеваний организма человека.

Основная цель руководства – помочь студенту освоить теоретический материал, самостоятельно выполнить лабораторные работы, развить творческое отношение к аудиторной и внеаудиторной учебной работе, привить навыки критического анализа наблюдаемых фактов и явлений, систематически осуществлять самостоятельный контроль усвоения учебного материала. Проведение лабораторных занятий ставит такие задачи, как привитие навыков выполнения биохимических исследований и определения некоторых биохимических констант в биологических жидкостях и других биосубстратах, исследовательской работы и критического анализа данных литературных источников, умения оценить результаты лабораторного анализа на базе теоретических основ биохимии и использования их для усвоения клинических и гигиенических дисциплин.

При составлении руководства авторы уделили внимание применению наиболее распространенных и доступных методов биохимического анализа, большинство из которых используются в повседневной практике биохимических лабораторий лечебно-профилактических учреждений. Для облегчения усвоения теоретической части модуля предмета, успешного выполнения лабораторных работ и осмысления их результатов к каждому занятию предлагаются тема, цель и план его проведения, разработанные задания и методические указания к выполнению каждого из них. Приведены также образцы тестов контроля усвоения темы, вопросы и упражнения, рассматриваемые на занятии, ситуационные задачи, предложены темы реферативных сообщений, описана техника выполнения лабораторных работ. Порядок изложения заданий способствует логическому анализу и восприятию учебного материала.

По завершению каждого модуля (раздела) предмета предусмотрено проведение итогового контроля знаний студентов с помощью компьютерного тестирования, путем написания контрольного задания или коллоквиума – собеседования преподавателя с каждым студентом индивидуально. Это позволяет определить степень и качество усвоения студентами учебного материала, а также выработать у будущего специалиста осмысление связи между фактическими данными, полученными в результате проведения лабораторных работ, и установившимися теоретическими положениями. Достижению целей и задач обучения способствует и учебно-исследовательская работа студентов.

При подготовке к занятиям рекомендуется использовать следующую основную учебную литературу:

1. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003 и 2008.

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – М.: Медицина, 2004 и 2007.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.: МИА, 2004.

4. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2006.

Студентам рекомендуется вести запись в отдельной тетради для выполнения заданий при самостоятельной подготовке к занятию, оформления протоколов лабораторных работ. К концу каждого занятия, кроме контрольного, студент обязан представить преподавателю протокол занятий, включающий следующие разделы: тема занятия; цель занятия; результаты выполнения заданий при самостоятельной подготовке к занятию; принцип метода, порядок выполнения (кратко) лабораторного анализа, качественного или количественного, результат анализа и вывод, объясняющий полученный результат.

На каждом занятии студенты будут выполнять тестовые задания. Тестовый контроль исходного уровня знаний включает 4 типа тестовых заданий, на которые необходимо давать ответы, соблюдая определенные правила.

Правила работы с тестами

Вид 1.Для каждого вопроса надо выбрать наиболее правильный ответ или ответы.

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой (или буквой), необходимо подобрать соответствующий ответ, обозначенный буквой (или цифрой). Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

Вид 3.Для каждого вопроса необходимо подобрать сочетание или последовательность правильных ответов.

Вид 4.Для ответа на тест вы должны определить:

1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений;

2) имеется ли между утверждениями причинная зависимость.

Выбирая ответ, используйте таблицу:

Индекс ответа	Утверждение 1	Утверждение 2	Причинная зависимость
А	Верно (+)	Верно (+)	Имеется (+)
В	Верно (+)	Верно (+)	Отсутствует (-)
С	Верно (+)	Неверно (-)	Отсутствует (-)
Д	Неверно (-)	Верно (+)	Отсутствует (-)
Е	Неверно (-)	Неверно (-)	Отсутствует (-)

Модуль 1 «Белки. Ферменты»

Почти все свойства, отличающие живую материю от неживой, связаны с белками. Способность к движению, постоянному самообновлению, самовоспроизведению, высокая скорость химических превращений – все эти свойства обусловлены функционированием различных классов высокоспециализированных белков. Медицинские аспекты биохимии белков и белковых катализаторов непосредственно касаются вопросов патогенеза, лечения, диагностики заболеваний. Детальное знание студентами-медиками химического строения и свойств протеинов совершенно необходимо для формирования их профессиональных компетенций.

 

Модуль включает следующие темы занятий:

1. Строение и функции белков. Методы качественного и количественного анализа белков.

2. Физико-химические свойства белков.

3. Методы выделения и очистки белков.

4. Особенности строения сложных белков.

5. Общие свойства ферментов. Коферменты.

6. Регуляция активности ферментов. Активаторы. Ингибиторы.

7. Методы количественного определения ферментов. Основные принципы энзимодиагностики и энзимотерапии.

8. Зачетное занятие по модулю «Белки. Ферменты».

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2. Методы установления первичной структуры белков. 3. Современные методы количественного определения белка в биологических… 4.Супервторичная структура белков. Основные типы надвторичных структур - структурные мотивы.

Занятие № 1. Строение и функции белков. Методы качественного и количественного анализа белков.

Цель занятия. Овладеть некоторыми методами качественного и количественного анализа белков, освоить правила работы с биологическим материалом, научиться производить измерения оптической плотности на фотоэлектроколориметре (ФЭК).

 

Студент должен
знать:	уметь:
-строение и свойства протеиногенных аминокислот; -уровни организации белковой молекулы; -качественные реакции на белки; -методы установления первичной структуры белков; -принцип работы и устройство ФЭК.	-писать формулы пептидов заданного состава; -определять количество белка в сыворотке крови биуретовым методом.

 

Содержание занятия. В ходе занятия студентам предстоит:

-ознакомиться с требованиями кафедры к студентам;

-ознакомиться с правилами работы в биохимической лаборатории;

-ответить на вопросы тест-контроля;

-ответить на вопросы преподавателя и обсудить основные вопросы темы;

- произвести количественное определение содержания белка в сыворотке крови биуретовым методом.

УИРС.Решение ситуационных задач, исследование некоторых особенностей аминокислотного состава яичного, соевого белков и белка соединительной ткани – коллагена.

Методические указания к самоподготовке

Для успешного усвоения материала и плодотворной работы на лабораторном занятии дома необходимо выполнить следующие задания:   №№ Задание Указания к выполнению задания … Занесите в тетрадь протоколы лабораторных работ, оставляя место для выводов и расчетов.

Графологическая структура

«Качественный анализ – установление структуры белка»

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее правильный ответ:

1.1. Компонент мочи, который не позволяет использовать биуретовый метод для количественного определения белка в моче -

а) мочевая кислота

б) минеральные вещества

в) мочевина

г) органические кислоты

д) аминокислоты

Аминокислоты, придающие белкам основный характер -

б) аргинин и лизин в) триптофан и фенилаланин г) лейцин и изолейцин

Реагенты, позволяющие определить N-концевую аминокислоту -

а) гидразин

б) динитрофторбензол

в) карбоксипептидаза

г) фенилизотиоцианат

д) восстанавливающие агенты (NаВН₄ )

 

Реагенты позволяющие определить С-концевую аминокислоту -

а) гидразин

б) динитрофторбензол

в) карбоксипептидаза

г) фенилизотиоцианат

д) дансилхлорид

 

Вид 4.Определите правильность утверждений и связь между ними:

4.1. При установлении аминокислотной последовательности проводится кислотный, а не основный гидролиз белка, так как в щелочной среде происходит разрушение некоторых аминокислот.

 

4.2. Длительное голодание сопровождается гипопротеинемией и, как следствие, отеками, потому что белки плазмы крови, будучи сильно гидрофильными, обеспечивают большую часть осмотического давления крови.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Будет ли одинаковой интенсивность окраски, полученной в реакции с биуретовым реактивом, для 100 молекул альбумина (Mr 64000 D) и 100 молекул иммуноглобулина G (Mr 175000D)? В чем заключается принцип биуретовой реакции?

Задача 2.Подавляющее большинство протеиногенных аминокислот дают синее окрашивание с нингидрином, а пролин и оксипролин – желтое. Объясните это различие, принимая во внимание химизм нингидриновой пробы и особенности структуры протеиногенных аминокислот.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение белка сыворотки крови биуретовым методом.

Изменение содержания белка в сыворотке крови может свидетельствовать о различных нарушениях. Снижение содержания белка (гипопротеинемия) может… Одним из методов количественного определения суммарного белка сыворотки крови… Техника выполнения работы.В пробирку налить 0,1 мл исследуемой сыворотки, в другую (контрольную) – 0,1 мл 0,9%…

Построение калибровочного графика.

  Из каждой пробирки берут по 0,1 мл раствора, добавляют к нему 5,0 мл… Полученные значения откладывают на оси ординат, а концентрацию белка (в г/л) на оси абсцисс.

Фотоэлектроколориметр

В основу работы этого прибора положен принцип уравнения интенсивности двух световых пучков, проходящих через оптические среды, при помощи переменной… Световые лучи от лампы, отразившись от зеркал, проходят через светофильтры,… При вращении барабана диафрагма, связанная с ним, меняет свою ширину и тем самым величину светового потока, падающего…

УИРС. Исследование некоторых особенностей аминокислотного состава яичного, соевого белков и желатина.

  Качественная реакция Идентифицируемая кислота Принцип Методика Результат яичный белок … На основании полученных результатов сделайте вывод.  

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.– в (продукт димеризации мочевины – биурет, также содержит фрагмент NH-CO, дающий хелатный комплекс с сульфатом меди);

1.2. – б;

1.3. –в (a-углеродный атом ®карбонильный углерод®амидный азот®a-углеродный атом);

Вид 2. 2.1. 1-е; 2-б; 3-г; 4-ж; 5-в; 6-а; 7-в; 8-д; 9-е;

2.2. – 1, 9, 10 – б; 2-д; 3-в; 4,6 – г; 5, 7, 8 – а;

2.3. - 1-а; 2-в; 3-б, в, г, д;

Вид 3. 3.1. –б, г; 3.2-а, в;

Вид 4. 4.1 – А (+, +, +); 4.2 - А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.С биуретовым реактивом реагируют пептидные группы белков – образуется хелатный комплекс фиолетового цвета. По сравнению с иммуноглобулинами, альбумин содержит меньше остатков аминокислот, так как имеет меньшую молекулярную массу, следовательно, интенсивность окраски раствора альбумина будет меньше.

Задача 2.Нингидрин является специфичным реагентом для a-аминокислот, тогда как пролин и оксипролин являются иминокислотами. С a-аминокислотами нингидрин реагирует по следующей схеме:

нингидрин α - аминокислота

продукт реакции сине-фиолетового цвета альдегид

(светопоглощение в области 550-570 нм)

Занятие № 2. Физико-химические свойства белков.

Цель занятия. Изучить физико-химические свойства белков и овладеть некоторыми методами их анализа, используемыми в диагностических и препаративных целях.

Студент должен
знать:	уметь:
-строение белковой молекулы – уровни организации и связи их стабилизирующие; -электрические, амфотерные свойства белков; -факторы, определяющие растворимость белков; -методы осаждения белков из растворов.	-разделять альбумины и глобулины крови методом высаливания; -определять количественное содержание белка в моче методом Брандберга-Роберта-Стольникова; -интерпретировать полученные данные.

Содержание занятия. После контроля выполнения самоподготовки студентам предстоит ответить на вопросы тест-контроля и вопросы преподавателя, провести фракционирование белков сыворотки крови методом высаливания, осаждение белков под действием температуры, органических и минеральных кислот, солей тяжелых металлов и количественное определение содержание белка в моче по методу Брандберга-Робертса-Стольникова, проанализировать полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

УИРС.Решение ситуационных задач и обсуждение реферативных сообщений. Качественное и количественное исследование мочи на содержание белка. Сравнение различных методов количественного определения белка моче.

Методические указания к самоподготовке

Выпишите кратко принцип метода и технику работ, выполняемых на лабораторном занятии. При этом не забывайте оставлять места для выводов и расчётов. …   Графологическая структура «Методы осаждения белка»

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее правильный ответ.

1.1. А. Изоэлектрическая точка пептида гли – ала – вал находится в … зоне рН.

а) нейтральной

б) слабокислой

в) щелочной

 

1.1. Б. В щелочной среде (рН 10) данный пептид будет двигаться к …

а) аноду

б) катоду

 

1.2. … прерывает a-спирализацию полипептидной цепи.

а) тирозин б) триптофан в) валин г) пролин д) аспарагин

 

1.3. На поверхности глобулярного белка, растворимого в воде, наименее вероятно расположение аминокислотных остатков … .

а) арг, глу б) лиз, асп в) вал, лей

 

1.4. Рассчитайте значение рI дипептида лиз-асп, если рI аспартата составляет 2,97, а рI лизина – 9,74.

а) 6,36 б) 4,24 в) 12,71

 

Вид 2.Установите соответствие.

2.1. Процессы, приводящие к осаждению белка при действии различных денатурирующих агентов.

1. сильные кислоты и щелочи а. водородные и ионные связи.

2. органические растворители б. гидрофобные взаимодействия

3. детергенты в. гидрофобные и ионные взаимодействия

4. восстанавливающие агенты г. дисульфидные мостики

5. тяжелые металлы д. гидрофобные взаимодействия и водор. св.

6. изменения температуры е. ионные связи и сульфгидрильные группы

7. мочевина ж. водородные связи

 

2.2. Уровень организации белковой молекулы – ее структурный элемент.

1. первичная структура а. домен

2. четвертичная структура б. виток спирали

3. вторичная структура в. протомер

4. третичная структура г. последовательность аминокислот

 

Вид 3.Правильное сочетание ответов

3.1. Накапливающийся в ткани мозга при болезни Альцгеймера β-амилоид представляет собой … .

1. продукт экспрессии мутантного гена

2.нормальный белок с измененной конформацией

3. глобулярный белок с высоким содержанием α-структур

4. нерастворимые фибриллы с β-складчатой структурой

 

3.2. Наиболее оптимальный метод осаждения белка с целью дальнейшего использования его биологической активности - это … .

1. осаждение органическими кислотами

2. осаждение гуанидинхлоридом

3. осаждение солями тяжелых металлов

4. высаливание

5. обработка парахлормеркурибензоатом или йодацетатом

 

3.3. При разделении белков сыворотки крови методом высаливания очистить их от сернокислого аммония позволяет … .

1. хроматография

2. спектроскопия

3. высушивание при 100⁰С

4. диализ

5. рефрактометрия

 

3.4. Прионовые белки … .

1. способствуют поддержанию нативной конформации белка

2. нарушают нативную конформацию белка, приводя к образованию функционально неактивных агрегатов

3. легко гидролизуются протеолитическими ферментами

4. устойчивы к действию протеаз

5. участвуют в фолдинге белков

 

Вид 4. Установите правильность утверждений и связь между ними.

4.1. Сернокислый аммоний вызывает денатурацию белка, потому что сернокислый аммоний обладает водоотнимающим действием.

 

4.2. Белки наиболее подвижны в электрическом поле в изоэлектрическом состоянии, потому что при этом белки имеют положительный заряд.

 

4.3. По значению изоэлектрической точки (ИЭТ) белка можно сделать некоторые выводы о его аминокислотном составе, поскольку при рН, соответствующем его ИЭТ, белок обладает наибольшей растворимостью.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Сделайте предположение об аминокислотном составе впервые выделенного пептида, принимая во внимание следующие экспериментальные данные:

-пептид не обладает электрофоретической подвижностью в щелочной среде (рН 9,8);

-при электрофорезе в кислой среде (рН 5,6) движется к катоду;

-не дает окрашивания при обработке концентрированной азотной кислотой (ксантопротеиновая проба отрицательна).

 

Задача 2.Многие патологические состояния могут сопровождаться изменением рН мочи. Например, для цистита характерна щелочная реакция мочи. Объясните, почему при анализе мочи на содержание белка, в частности при осаждении белков кипячением, необходимо контролировать рН и, если необходимо, доводить его до слабокислой реакции?

Задача 3.Белок, синтезируемый in vivo, принимает биологически активную конформацию. В то же время, при синтезе белка in vitro не всегда удается получить функционально активный белок, даже при отсутствии сбоев, ошибок в первичной структуре. Объясните этот феномен.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Высаливание белков сыворотки крови сернокислым аммонием.

Высаливание белков – обратимый процесс. Осадок белка может вновь раствориться в воде после уменьшения концентрации солей. При этом белок не теряет… Ход работы.В пробирку поместить 2 мл сыворотки крови и добавить равный объем… Осадок отфильтровать через бумажный фильтр в пробирку. К фильтрату добавить сухой сернокислый аммоний до полного…

Работа № 2. Осаждение белков при кипячении.

Клинико-диагностическое значение.Осаждение белков кипячением используется для качественного обнаружения белка в моче. Ход работы.В 5 пробирок налить по 0,5 мл сыворотки. В 3-ю пробирку добавить 10… Все пробирки прокипятить. После кипячения во 2-ю пробирку добавить 1-2 капли 1% раствора уксусной кислоты.

Работа № 3. Осаждение белков солями тяжелых металлов.

Осаждение белков солями тяжелых металлов происходит при небольших концентрациях этих солей. Белки при взаимодействии с солями тяжелых металлов (свинца, меди, серебра, ртути и др.) адсорбируют их, образуя с ними солеобразные и комплексные соединения, растворимые в избытке солей. Клиническое значение: способность белка прочно связывать ионы тяжелого металла, в виде нерастворимых осадков в воде, позволяет использовать их как противоядие при отравлении солями ртути, меди, свинца и другими тяжелыми металлами.

А) Осаждение белков медным купоросом.

Налить в пробирку 1 мл раствора белка и по каплям добавить 10% раствор CuSO₄ до образования осадка, нерастворимого в воде. При добавлении 10% раствора CuSO₄ в большом объеме наблюдают растворение осадка в избытке реактива. Растворение осадка в избытке солей называется адсорбционной пептизацией. Данное явление происходит вследствие возникновения одноименного положительного заряда на частицах белка.

Б) Осаждение белков уксуснокислым свинцом.

К 1,0 мл раствора белка добавить 2-5 капель 5% раствора уксуснокислого свинца до образования осадка.

По выполненной работе сделать вывод.

Работа № 4. Осаждение белков органическими кислотами.

Некоторые органические кислоты вызывают необратимые осаждение белков. Клинико-диагностическое значение: сульфосалициловая кислота используются для обнаружения малых количеств белка в биологических жидкостях (спино-мозговой жидкости, моче, экссудатах). Трихлоруксусная кислота используется для получения безбелкового фильтрата крови в лабораторной практике.

Ход работы.К 0,5-1,0 мл раствора белка добавить равный объем 10% раствора сульфасалициловой кислоты или 5% раствора трихлоруксусной кислоты. Отметить выпадение белого осадка.

Сульфосалициловая кислота

Работа № 5. Осаждение белков концентрированной азотной кислотой (проба Геллера).

Выпадение белка в осадок при действии некоторых минеральных кислот связано с дегидратацией белковых частиц и образованием комплексных солей белка с кислотами. Клинико-диагностическое значение: в избытке всех минеральных кислот, за исключением азотной, выпавший осадок белка растворяется. Поэтому реакция осаждения белков азотной кислотой используется для качественного, а также для количественного (см. ниже) анализа мочи (проба Геллера).

Ход работы. К 1 мл концентрированной азотной кислоты осторожно по стенке пробирки, наклонив ее под углом 45⁰ так, чтобы обе жидкости сразу не смешивались, наслоить равный объем раствора белка.

На границе двух жидкостей образуется осадок в виде белого кольца.

По работе сделать вывод.

Работа № 6. Количественное определение белка в моче по методу

Брандберга-Робертса-Стольникова.

Принцип метода. В основе метода лежит проба Геллера – денатурация белка азотной кислотой. Экспериментально установлено, что при наслаивании на… Ход работы.Приготовить 2 ряда пробирок (по 8 в каждом). Во все пробирки… В пробирках второго ряда развести исследуемую мочу методом кратных разведений. Для этого в первую пробирку и вторую…

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1.1.1. А. –б; 1.1. Б. – а.

1.2. – г (включение пролина вызывает изгиб полипептидной цепи, делая невозможным вращение вокруг связи между a-углеродным атомом и азотом иминогруппы);

1.3. – в (гидрофобные радикалы прячутся внутри частицы белка);

1.4. – а (рI_асп+ рI_лиз/2).

Вид 2.2.1. – 1-а, 2-б, 3-в, 4-г; 5-е, 6-ж, 7-д; 2.2. - 1-г, 2-в, 3-б, 4-а.

Вид 3. 3.1. - 4; 3.2. –4; 3.3. – 4; 3.4. – 2,4.

Вид 4.4.1. –Д (-, +, -), 4.2 –Е (-, -, -), 4.3 – С (+, -, -).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

желтая окраска  

Занятие № 3. Методы выделения и очистки белков.

Цель занятия. Освоить некоторые методы выделения и очистки белков, используемые в препаративной биохимии и лабораторной медицине. В результате освоения темы студент должен ознакомиться с методом электрофоретического разделения белков и научиться анализировать протеинограмму.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-физико-химические свойства белков; -методы фракционирования белков; -методы очистки белков от низкомолеклярных примесей.	-анализировать протеинограмму; -производить очистку белка от низкомолекулярных примесей методом гель-фильтрации и диализа.

 

Содержание занятия: студентам предстоит ответить на вопросы тест-контроля и вопросы преподавателя; ознакомиться с методами электрофореза белка на бумаге, очистки раствора белка от низкомолекулярных примесей методом диализа и гельфильтрации на молселекте, проанализировать полученные данные и сделать выводы.

УИРС - решение ситуационных задач, обсуждение рефератов.

Методические указания к самоподготовке

  №№ Задание Указания к выполнению задания 1. Изучите методы выделения…   Подготовьте к предстоящему занятию протокол, в котором отразите принцип метода и ход работы. Не забудьте оставить…

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Выберите наиболее правильный ответ.

1.1. Молекулярная масса большинства белков находится в пределах … .

а) от 6000 до 10000000 и выше

в) свыше 50000

б) от 30000 и выше

г) свыше100000

 

1.2. Глутаминовая кислота при рН 10 находится в виде иона … .

в)

б) г)

 

1.3. Смесь аминокислот, содержащая аспартат (pI 3,0) и лизин (рI 9,7), разделяется методом ионообменной хроматографии. В каком порядке будут выходить аминокислоты из колонки, заполненной триметиламинополистерольной смолой, имеющей положительно заряженные группы (анионообменник) при рН 7?

а) асп, лиз

б) лиз, асп

 

1.4. Детергенты (тритон Х-100, додецилсульфат натрия) при экстракции белков к среде извлечения добавляют для … .

а) повышения устойчивости белков к денатурации

б) перевода белков в изоэлектрическое состояние

в) разрушения белково-липидных комплексов

 

1.5.Оптическое явление, доказывающее коллоидные свойства белков,- это … .

а) явление светорассеивания – конус Тиндаля

б) вращение плоскости поляризованного света

в) интенсивное светопоглощение при длине волны 280 нм

 

Вид 2. Установите соответствие.

2.1. Классифицируйте приведенные ионообменные смолы в зависимости от заряда функциональных групп.

1. триметиламинополистирол а. катионообменник

2. диэтиламиноэтилцеллюлоза б. анионообменник

3. карбоксиметилцеллюлоза

4. сульфонированные полистиролы

 

2.2. В каком направлении будут двигаться в электрическом поле следующие белки при рН 6,3?

1. овальбумин (ИЭТ 4,6) а) останется на старте

2. β-лактоглобулин (ИЭТ 6,3) б) движется к катоду

3. химотрипсин (ИЭТ 9,5) в) движется к аноду

 

Вид 3. Правильное сочетание ответов.

3.1. Смесь аминокислот, содержащая:

1) глицин

2) аланин

3) лизин

4) глутаминовую кислоту

5) аргинин

подвергли электрофорезу на бумаге при pH=6.

Какие аминокислоты будут двигаться при этом условии к «аноду»?

 

3.2. Метод разделения белков, основанный на различии размера белковых молекул -

1. кристаллизация

2. диализ

3. ионообменная хроматография

4. гель-фильтрация

5. изоэлектрическое фокусирование

 

3.3. Электрофоретическая процедура, не зависящая от заряда белка -

1. диск-электрофорез

2. зональный электрофорез

3. изоэлектрическое фокусирование

4. электрофорез в полиакриламидном геле с добавлением детергента (натрия додецилсультата)

5. электрофорез на бумаге

 

Вид 4. Определите правильность утверждений и связь между ними.

4.1. Очистить раствор белка от низкомолекулярных примесей можно методом гель-фильтрации на сефадексе, потому что с помощью этого метода можно разделить вещества с разной молекулярной массой.

4.2. По степени дисперсности растворы белков являются истинными растворами, а по свойствам – коллоидными, так как белки являются высокомолекулярными соединениями.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.При электрофорезе на бумаге белков сыворотки крови больного Р.С. получили следующие результаты: альбумины-48,5%, α₁-глобулины-12,6%, α₂-глобулины-7,3%, β-глобулины-14,8%, γ-глобулины-16,8%. Выделите изменения, обнаруженные в белковом спектре крови больного и рассчитайте величину белкового коэффициента, если общее содержание белка в крови у данного больного составляло 62 г/л.

Задача 2.Необходимо разделить смесь белков, содержащую церрулоплазмин (Mr 151000, ИЭТ 4,4), β-лактоглобуллин (молекулярная масса 150000, ИЭТ 6,3) и γ-глобулин (молекулярная масса 37100, ИЭТ 5,2). Предложите методы разделения смеси этих белков. В какой последовательности будут выделяться эти белки из смеси?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Разделение и количественное определение белковых

Фракций сыворотки крови методом электрофореза на бумаге.

Белки сыворотки крови помещают на полоску бумаги, смоченную буферным раствором, через которую пропускают постоянный электрический ток. При pH 8,6… Сыворотка крови человека содержит различные белки. С помощью электрофореза на… Клинико-диагностическое значение.Многие патологические состояния сопровождаются количественными изменениями…

Порядок выполнения работы

2. Проведение электрофореза. Заполнить обе ванны камеры раствором вероналового буфера с pH 8,6. Буферного раствора в ваннах должно быть столько,… Вставить в ванны электроды. Вырезать из фильтровальной бумаги полосы…

Работа № 2. Очистка белков от низкомолекулярных примесей методом диализа.

Ход работы. В подготовленный колодиевый или целлофановый мешочек поместить 1 мл сыворотки крови (раствора яичного белка) и 3-4 мл 6% раствора… Для обнаружения белка провести биуретовую реакцию. Принцип метода. Реакция основана на способности пептидной группы белков и полипептидов образовывать с ионами меди в…

Работа № 3. Очистка от низкомолекулярных примесей методом гельфильтрации на сефадексе (молселекте).

Расчеты показывают, что на сефадексе Г-25 (молселекте Г-25) молекулы массой 5600 уже будут элюировать в свободном объеме, а соли и органические…       Рисунок 3. Схема устройства для гель-фильтрации.

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1.

1.1. -а;

1.2. -б;

1.3. –б (аминокислота, имеющая наибольший отрицательный заряд прочнее удерживается положительно заряженными частицами смолы);

1.4. -в;

1.5. –а.

Вид 2.

2.1. 1,2 –б; 3,4 –а;

2.2. 1-в; 2-а; 3-б.

Вид 3.

3.1.–4;

3.2. –4;

3.3 -4 (детергент устраняет влияние заряда белка и разделение полностью определяется размером белковых молекул).

Вид 4. 4.1.- В (+, +, +); 4.2. – А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.Снизилось процентное содержание альбуминов (в норме альбумины составляют 55,4-78,9%), повысилось содержание α₁- и β-глобулинов. Белковый коэффициент снижен и составляет 0,93. Альбуминов в сыворотке крови больного содержится 30 г/л, глобулинов – 32 г/л.

Задача 2. Для отделения β-лактоглобулина, значительно отличающегося по величине молекулярной массы, можно использовать метод гель-фильтрации. Для разделения церрулоплазмина и γ-глобулина, имеющих различные значения ИЭТ, целесообразно использовать электрофорез.

Занятие № 4. Сложные белки. Биологические мембраны.

Цель занятия. Ознакомиться и закрепить у студентов знания о структуре и биологической роли сложных белков нуклео-, глико-, хромо-, липо- и фосфопротеинов. Изучить структуру и свойства биологических мембран.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-строение отдельных представителей сложных белков - глико-, хромо-, нуклео-, фосфо-, липопротеинов; -биологическую роль гликопротеинов сыворотки крови и слизистых оболочек; -структуру и биологические функции ДНК и РНК; -основные формы и производные гемоглобина; -состав и функции липопротеинов сыворотки крови; -строение и функции биомембран; типы переноса веществ через мембраны.	-представить схематически первичную и вторичную структуры РНК и ДНК; -схематически представит структуру гема, охарактеризовать связи гема и глобина; -интерпретировать изменения количества липопротеинов в сыворотке крови.

 

Содержание занятия. На занятии студенту предстоит пройти проверку выполнения домашнего задания, ответить на вопросы преподавателя, пройти тест-контроль. В ходе практикума студенты выделят муцин из слюны и определят в нем углеводный компонент, также им предстоит выделить казеиноген из молока и доказать наличие в его составе фосфорной кислоты, провести качественную реакцию на гемоглобин и определить содержание липопротеинов низкой плотности в сыворотке крови.

УИРС.Решение ситуационных задач, обсуждение реферативных сообщений.

 

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию обратите внимание на роль фосфопротеинов, на значение для организма человека казеина молока, альбумина и вителлина яичного… Для усвоения темы выполнить следующие задания.   №№ Задание Указания к выполнению задания 1. …

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Гемоглобин связывает углекислый газ … .

а) через гем

б) через железо гема

в) по типу карбаминового связи через аминогруппы остатков аминокислот

г) сложно-эфирной связью

д) гликозидной связью

 

1.2. … является гликопротеином.

а) инсулин

б) тиреотропный гормон

в) вазопрессин

г) глюкагон

д) окситоцин

 

1.3. Избирательная проницаемость мембран достигается путем активного транспорта. Активный транспорт отличается от пассивного тем, что … .

а) требует энергии, но не требует переносчика

б) зависит преимущественно от диффузии и осмоса

в) требует специфического переносчика, но не требует энергии

г) ассоциирован с пиноцитозом

д) требует энергии и специфического переносчика

 

Вид 2. 2.1. Сывороточные липопротеины – содержание белка и липидов.

1. хиломикроны а. 10% белка и 90% липидов

2. a-липопротеины (ЛПВП) б. 2% белка и 98% липидов

3. пре-b-липопротеины (ЛПОНП) в. 22% белка и 78% липидов

4. b-липопротеины (ЛПНП) г. 50% белка и 50% липидов

 

2.2. Класс сложных белков – представители.

1. хромопротеины а. цитохромы

2. гликопротеины б. хиломикроны

3. липопротеины в. гемоглобин

4. фосфопротеины г. ихтуллин

5. металлопротеины д. казеиноген

е. муцин

ж. ферритин

2.3.Сложные белки – преимущественная локализация.

1. липопротеины а) ядро

2.цитохромы б) внутренняя мембрана митохондрий

3. ДНК-протеины в) плазма крови

4. гликозаминопротеогликаны г) межклеточный матрикс

5. РНК-протеины д) биомембраны

е) рибосомы

 

Вид 3. Правильное сочетание ответов.

3.1. В большинстве гликопротеинов углеводный фрагмент соединяется к белку посредством гликозидной связи через … .

1. e-аминогруппу остатка лизина

2. b-амидный азот аспарагина

3. g- амидный азот глутамина

4. b-гидроксигруппу треонина

5. a-гидроксигруппу серина

 

3.2. Протеогликановые комплексы (мукополисахариды) характеризуются … .

1. внеклеточной локализацией

2. цементирующей ролью кератансульфата

3. цементирующей ролью гиалуроновой кислоты

4. суперперевитой a-спиралью

5. только внутриклеточной локализацией

 

Вид 4. Определите правильность утверждений в предложении и наличие логической связи между ними.

4.1. Гликопротеины на поверхности липосом могут быть использованы в качестве вектора, обеспечивающего направленную доставку липосом к клеткам-мишеням, потому что мембранные гликопротеины часто играют роль специфических рецепторов.

 

4.2.Транспортная т-РНК участвует в синтезе белка, потому что она транспортирует и-РНК.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.В приемное отделение больницы поступил 67-летний мужчина с жалобами на сжимающие боли в груди и сильную одышку. Цвет лица и конечностей синюшный, кровь, взятая на анализ, шоколадного цвета. Больной сообщил, что долгое время страдает от стенокардии и принимает препараты изосорбита тринитрата и нитроглицерин. Что послужило причиной резкого ухудшения состояния больного?

Задача 2.Больная 42 лет. Жалуется на боли в области почек и при мочеиспускании. При анализе крови изменений не обнаружено. В моче обнаружена кровь, белок – 0,33%, значительное количество осадка. Содержание урогликопротеинов в суточной моче 95 мг. Какое заключение можно сделать на основе анализа мочи? Какие дополнительные биохимические исследования необходимо провести для уточнения диагноза?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Проба Тейхмана.

Проба позволяет обнаружить наличие очень небольших количеств крови в исследуемом материале. Широко используется в судебно-медицинской практике.

Проба основана на том, что при действии на гемоглобин концентрированных кислот происходит отщепление свободного гема, который в присутствии солей соляной кислоты переходит в гемин, выпадающий в форме характерных кристаллов ромбовидной формы.

Ход работы. Приготовить мазок крови и осторожно подсушить его, держа стекло высоко над пламенем спиртовки. Прибавить 2-3 кристаллика NaCl и 1-2 капли концентрированной уксусной кислоты, тщательно перемешать стеклянной палочкой и нагреть до кипения на небольшом пламени.

После охлаждения стекла исследовать мазок под микро- скопом. Кристаллы гемина зарисовать в протоколе.

 

Рисунок 4. Кристаллы гемина под микроскопом.

Работа № 2. Выделение муцина слюны и определение в нем углеводного компонента.

    продукт конденсации красного цвета   рибоза   фурфурол   тимол … Порядок выполнения работы. В пробирку собирают около 2 мл слюны и по каплям…  

Работа № 3. Выделение казеиногена из молока.

В молоке казеиноген содержится в виде растворимой кальциевой соли. При подкислении достигается изоэлектрическая точка, и казеиноген выпадает в осадок в свободном виде. Избыток кислоты мешает осаждению, т.к. при pH ниже изоэлектрической точки (pH=4,7) молекулы белка перезаряжаются, и казеиноген вновь переходит в раствор.

Ход работы. Молоко (2 мл) разбавляют равным объемом дистиллированной воды и осаждают казеиноген добавлением 2 капель 10% раствора уксусной кислоты. Казеин выделяется в виде хлопьевидного осадка, который отфильтровывают и промывают на фильтре дистиллированной водой (2-3 раза). Небольшие порции осадка снимают с фильтра стеклянной палочкой и употребляют для цветных реакций на белки (провести биуретовую пробу).

 

Работа № 4. Гидролиз казеина и открытие в гидролизате фосфорной кислоты.

12(NH4)2·Mo O4 + H3PO4 + 21HNO3 → (NH4)3PO4·12Mo O3 + 21 NH4NO3 + 12 H2O желтый кристаллический осадок  

Работа № 5. Определение липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в сыворотке крови турбидиметрическим методом.

Принцип метода. Метод основан на способности ЛПНП образовывать с гепарином комплекс, который под действием хлорида кальция выпадает в осадок. По… Ход работы. 1. В пробирку вносят 2 мл раствора хлорида кальция и 0,2 мл… 2. Определяют оптическую плотность раствора (Е1) против раствора хлорида кальция при красном светофильтре (630нм) в…

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1.1.1. –в; 1.2. – б; 1.3. –д;

Вид 2.2.1. – 1-б, 2-г, 3-в, 4-а;

2.2. - 1-а, в; 2-е; 3-б; 4-г, д; 5-ж, в;

2.3. 1-б, д, в; 2-б; 3-а; 4-д, в; 5-е; 6-г;

Вид 3. 3.1. – 2,4,5; 3.2. – 1,3;

Вид 4. 4.1. –А (+, +, +); 4.2.– С (+, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Метгемоглобинемия, спровоцированная длительным приемом нитратов.

Задача 2. Содержание урогликопротеидов в моче снижено. Наличие крови и белка в моче может указывать на воспалительный процесс в мочевыводящих путях или о мочекаменной болезни. Необходимо определить содержание мочевой кислоты в моче.

Занятие № 5. Общие свойства ферментов.

Цель занятия.Углубить и закрепить знания студентов о структуре и функциях энзимов, механизме их действия, сопоставить в эксперименте свойства ферментов и неорганических катализаторов, на примере амилазы слюны экспериментально изучить влияние на ферментативную активность температуры, рН среды.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-строение молекулы фермента, предназначение активного, аллостерического центров; -особенности структуры ферментов-протеинов и ферментов-протеидов; -химическую природу кофакторов, коферментов; -механизм ферментативного катализа; -классификацию и номенклатуру ферментов.	-схематически изображать комплементарность взаимодействия активного центра энзима и субстрата; -представить график зависимости активность ферментов от рН среды и температуры; -использовать знания общих свойств ферментов для решения ситуационных задач.

Содержание занятия. После проверки выполнения заданий для самоподготовки на практическом занятии студентам предстоит следующее:

- ответить на вопросы тест-карт программированного контроля и вопросы преподавателя;

- провести сравнение свойств ферментов и минеральных катализаторов;

- выполнить работы по определению общих свойств ферментов - термолабильности, субстратной специфичности, доказать влияние рН среды на активность ферментов;

- отразить в протоколе полученные результаты и сформулировать выводы.

УИРС.Решение ситуационных задач, обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию необходимо вспомнить материал, изучавшийся в курсе общей химии - катализ, факторы, влияющие на катализ, химическая кинетика. Успешное усвоение материала невозможно без детальных знаний о структуре и свойствах простых и сложных белков. Переходя к разбору ферментов, необходимо обратить внимание на доказательства белковой природы энзимов, сопоставить свойства ферментов и неорганических катализаторов. Необходимо иметь четкие представления о типах специфичности ферментов, разобраться в закономерностях зависимости ферментативного катализа от температуры, рН среды.

Знание строения и свойств ферментов является необходимым для понимания механизмов протекания и регуляции всех биохимических процессов, а также для дальнейшего изучения изменений биохимического статуса при патологических состояниях и механизмов воздействия лекарственных веществ.

С целью лучшего усвоения материала выполнить следующие задания

 

№№	Задание	Указания к выполнению задания
1.	Изучите химическую природу ферментов, их сходство и различие с неорганическими катализаторами.	1. Дайте определение понятию «ферменты», перечислите доказательства белковой природы ферментов. 2. Сопоставьте свойства ферментов и неорганических катализаторов. 3. Что такое энергия активации? Зарисуйте график, объясняющий явление катализа с термодинамических позиций. 4. Заполните таблицу, отражающую сходства и различия ферментов и неорганических катализаторов.
Свойства	Ферменты	Неорганические катализаторы
Сравнение влияния на скорость реакции Влияние на подвижное равновесие Снижение энергии активации Адсорбция на поверхности Образование промежуточных соединений Каталитическая активность Специфичность
Влияние температуры Влияние рН среды Влияние активаторов и ингибиторов Влияние концентрации катализатора Влияние концентрации субстрата
2.	Ознакомьтесь с теорией ферментативного катализа.	1. Выпишите основные положения ферментативного катализа, сопоставьте с катализом в неорганической химии
3.	Изучите структурную организацию энзимов.	1.Охарактеризуйте ферменты-протеины и ферменты-протеиды. Разберите понятия - кофермент, апофермент, холофермент, активный центр, аллостерический центр. 2. Отметьте, чем представлены активные центры ферментов простых и сложных белков. 3. Помимо белков, могут ли обладать ферментативной активностью молекулы других классов биополимеров?
4.	Вспомните строение ферментов.	1. Схематически представьте строение активного центра холинэстеразы. 2. Выпишите функциональные группы (и поставляющие их аминокислоты), чаще всего участвующие в формировании активного центра ферментов.
5.	Изучите специфичность ферментов.	1.Выпишите понятия специфичности фермента и подумайте, чем обусловлена специфичность ферментов. Объясните биологический смысл специфичности. 2. Приведите примеры ферментов с абсолютной, групповой и стереохимической специфичностью. 3. Вспомните теории энзим - субстратных взаимодействий Фишера и Кошленда и дайте определение, какая из этих теорий приемлема на современном уровне для объяснения специфичности ферментов.
6.	Изучите механизм действия ферментов.	1. Вспомните основные теории катализа. 2. Напишите и объясните общую схему ферментативного процесса (уравнение Фишера). 3. Разберите механизм действия холинэстеразы.
7.	Изучите зависимость ферментативной реакции от температуры.	1. Графически изобразите зависимость активности ферментов от температуры. 2. Охарактеризуйте состояние фермента при 00С и при 1000С. 3. Приведите примеры термолабильных и термостабильных ферментов. 4. Какое практическое значение имеют знания зависимости активности ферментов от температуры.
8.	Изучите зависимость ферментативной активности от рН среды.	1. Изобразите графическую зависимость от рН среды активности пепсина, трипсина, амилазы слюны, кислой и щелочной фосфатазы. 2. Выделите три ведущих фактора, объясняющие зависимость ферментативного катализа от рН среды. 3. Поясните, для чего специалисту медицины необходимо знать свойства ферментов.
9.	Изучите современную классификацию и номенклатуру ферментов.	1. Приведите классификацию ферментов. На чем основана классификация ферментов? В виде таблицы выпишите все классы подклассы ферментов. 2. Напишите примеры типов реакций, катализируемых каждым из 6 классов ферментов, дайте ферментам систематические названия. 3. Определите, к какому классу, подклассу и подподклассу относятся ферменты: α-амилаза, щелочная фосфатаза, холинэстераза, моноаминооксидаза.

 

Подготовьте к предстоящему занятию протокол, в котором отразите принцип метода и ход работы. Не забудьте оставить достаточного места для выводов после выполнения каждой работы.

Графологическая структура «Общие свойства ферментов»

 

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Абсолютной специфичностью обладает … .

а) протеиназа

б) липаза

в) уреаза

г) α-амилаза

 

1.2. К коферментам относится … .

а) пируват

б) НАД⁺

в) витамин В₁

г) тирозин

 

1.3. Ферменты увеличивают скорость реакции, поскольку … .

а) снижают энергию активации

б) повышают энергию активации

в) изменяют константу равновесия реакции

г) уменьшают изменение свободной энергии реакции

 

Вид 2.

2.1. Определите номер каждого класса ферментов согласно действующей классификации.

1) 1 а) трансферазы

2) 2 б) лиазы

3) 3 в) оксидоредуктазы

4) 4 г) лигазы

5) 5 д) гидролазы

6) 6 е) изомеразы

 

2.2. Какие коферменты могут содержать представители перечисленных классов ферментов?

1-НАД

2- пиридоксальфосфат а) гидролазы

3- ФАД б) трансферазы

4- ФМН в) изомеразы

5- тетрагидрофолиевая кислота г) оксидоредуктазы

6- биотин д) лиазы

7- коэнзим А е) лигазы

 

Вид 3. Выберите правильное сочетание ответов.

3.1.Фермент от неорганического катализатора отличает

1) способность ускорять реакцию

2) высокая специфичность

3) выход из реакции в неизменном состоянии

4) термолабильность

5) действие в малых концентрациях

 

3.2. Влияние рН на ход реакции, катализируемой ферментом, заключается в том, что … .

1) [Н⁺] изменяет направление реакции

2) [Н⁺] определяет степень ионизации аминогрупп

3) экстремальные значения рН вызывают денатурацию фермента

4) [Н⁺] определяет степень ионизации карбоксильных групп

5) [Н⁺] изменяет степень ионизации субстрата

 

Вид 4.Определите правильность утверждений в предложении и наличие причинной связи между ними.

4.1. Na⁺ , K⁺- АТФ-аза относится к классу ферментов трансфераз, потому что Na⁺, K⁺-АТФ-аза осуществляет перенос ионов Na и К.

4.2. По химической структуре все ферменты без исключения являются белками, потому что рибозимы – класс биокатализаторов, являющихся по структуре РНК.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Трипсин – фермент, часто используемый в препаративной биохимии для очистки белковых препаратов в ходе анализа. Объясните, почему молекулы трипсина не атакуют друг друга, ведь трипсин относится к протеолитическим ферментам, гидролизующим пептидные связи, а сам трипсин - белок?

Задача 2.Экспериментальные данные свидетельствуют, что в некоторых случаях при полном насыщении фермента субстратом тепловая денатурация фермента наступает при более высоких температурах. Чем объясняется протективное действие высоких концентраций субстрата против тепловой денатурации?

 

Задача 3. В отдельную группу металлоферментов выделены энзимы, содержащие ионы металлов в качестве простетической группы. Примерами таких ферметов являются цитохромоксидаза, каталаза, пероксидаза, апофермент которых связан с гемовым железом, Zn²⁺-содержащая карбоангидраза и многие другие ферменты. Объясните, почему в роли кофактора чаще всего выступают переходные металлы?

 

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Сравнение действия ферментов и минеральных катализаторов: разложение перекиси водорода неорганическим катализатором и ферментом.

Данная работа доказывает тезис о гораздо большей эффективности белковых катализаторов по сравнению с неорганическими катализаторами. Разложение перекиси водорода может произойти под влиянием MnO₂ или специфического фермента каталазы, содержащегося в эритроцитах крови. В обоих случаях выделяется молекулярный кислород, но в случае каталазы перекись разлагается гораздо быстрее (бурное выделение пузырьков О₂) и с меньшей концентрации катализтора.

каталаза

Ход работы.Налить в 2 пробирки по 2-3 мл 1% раствора Н₂О₂. В одну пробирку прибавить небольшое количество порошка MnO₂, во вторую - 1-2 мл гемолизированной разведенной крови ( в соотношении 1:1000). Обе пробирки встряхнуть и отметить выделение пузырьков молекулярного кислорода.

Результат.

Вывод.

Работа № 2. Специфичность ферментов.

Амилаза слюны ускоряет гидролиз только полисахаридов (таких как крахмал, гликоген) до мальтозы, но не оказывает действие на дисахариды. Гидролиз крахмала под влиянием ферментов слюны идет согласно схеме:  

Порядок выполнения работы

Споласкивают рот, в чистую пробирку собирают 2-3 мл слюны, которую разводят в 5 раз.

В две пронумерованные пробирки приливают по 5 капель разведенной слюны. В 1 пробирку добавляют 10 капель 1% раствора крахмала, во 2- 10 капель 1% раствора сахарозы. Обе пробирки помещают на 10 минут в термостат или водную баню при температуре 38^оС, после чего содержимое пробирок делят на 2 части, с одной проделывают реакцию на крахмал, с другой реакцию Троммера.

Качественная реакция на крахмал

К исследуемой жидкости добавить 1-2 капли раствора Люголя. При наличии крахмала отметьте появление темно-синего окрашивания.

Реакция Троммера

К 5 каплям исследуемой жидкости прибавляют 5 капель 10% раствора NaOH и 5 капель раствора CuSO₄ и нагревают. В присутствии глюкозы и мальтозы выпадает желтый осадок гидрата закиси меди или красный осадок закиси меди. Полученный результат занести в таблицу.

№ п/п	Субстрат	Фермент	Температура	Реакция на крахмал с йодом	Реакция Троммера	Выводы
1.
2.

Сделайте вывод о субстратной специфичности фермента.

Работа № 3. Термолабильность ферментов.

Большинство ферментов термолабильны - при нагревании до 60-80^о утрачивают каталитическую активность. Степень инактивирования зависит от длительности теплового воздействия. При низких температурах ферменты хорошо сохраняются, но скорость ферментативного катализа снижается. В термолабильности ферментов можно убедиться на примере действия ферментов слюны: амилазы и мальтазы.

Порядок выполнения работы

Реакция на крахмал. К 5 каплям исследуемого раствора приливают 1 каплю раствора йода в йодистом калии. В присутствии крахмала появляется синее…

Работа № 4. Влияние реакции среды (оптимум рН) на действие ферментов слюны.

Для проявления максимальной каталитической активности ферментов требуются определенные условия, в том числе оптимальная концентрация водородных ионов. Каждый фермент наиболее активен в пределах довольно узкой зоны рН, называемой оптимум рН. Активность ферментов уменьшается, если рН меняется в любую сторону от оптимального значения. Отклонение рН от оптимума влияет на степень ионизации фермента и субстрата, может нарушить связь между белковой частью фермента и их простетическими группами, может влиять на связывание субстрата с ферментами.

Оптимальное значение рН для некоторых ферментов

Фермент	рН
Пепсин	1,5-2,5
Трипсин	8,0-9,0
Сахараза кишечная	6,2
Амилаза слюны	6,9-7,0
Липаза желудочного сока	6,0
Липаза панкреатическая	7,0-8,5
Каталаза	7,0

 

Порядок выполнения работ

В 7 предварительно пронумерованных пробирок наливают 0,2 м раствор двузамещенного фосфорнокислого натрия и 0,1 м раствор лимонной кислоты в соотношениях, указанных в таблице. Получают буферные растворы с рН от 5,6 до 8,0. В каждую пробирку добавляют по 10 капель 1% раствора крахмала, по 10 капель слюны, разведенной в 100 раз. Перемешивают содержимое пробирок и помещают их в водяную баню или термостат при температуре 38^о на 5-10 минут (в зависимости от индивидуальных особенностей активности слюны).

Влияние рН среды на активность амилазы

Затем во все пробирки добавляют по 1 капле раствора йода в йодистом калии, перемешивают, наблюдают окраску и определяют рН, при котором амилаза…

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.-в; 1.2. –б; 1.3. –а;

Вид 2. 2.1.-В; 2-А; 3-Д; 4-Б; 5-Е; 6-Г;

2.2.-Г; 2-Б, В, Д; 3-Г; 4-Г; 5-Б; 6-Е; 7-Б.

Вид 3. 3.1. – 2,4; 3.2. -1,2,3,4,5.

Вид 4.4.1.- Д (-, +, -); 4.2.-Д (-, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Как и большинство протеолитических ферментов, трипсин обладает специфичностью действия - этот фермент активен в отношении пептидных связей, образованных карбоксильной группой аргинина и лизина. Молекулы трипсина не атакуют друг друга, т.к. аминокислотные последовательности на поверхности молекулы трипсина не соответствуют его специфичности.

Задача 2.Согласно теории индуцированного соответствия (теории Кошленда), связываясь с активным центром, субстрат вызывает изменение пространственной формы молекулы фермента и переводит его в более устойчивую, стабильную конформацию.

Задача 3.Наличие сильного положительного заряда, большое число свободных орбиталей (следовательно, способность связывать большое число лигандов), возможность выступать в роли как акцептора, так и донора электронов – все эти свойства переходных металлов обусловливают их участие в биокатализе в качестве кофакторов.

Занятие № 6. Кинетика ферментативных реакций. Регуляция активности ферментов. Активаторы. Ингибиторы.

Цель занятия. В результате освоения темы занятия студент освоить основные положения ферментативной кинетики, механизмы активирования и ингибирования ферментов, лежащие в основе регуляции обмена веществ и действия многих лекарств.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-основные положения кинетики ферментативных реакций, зависимость скорости ферментативной реакции от [S], [E], t, pH; -механизмы активирования ферментов; -классификацию и механизм действия различных классов ингибиторов.	-объяснить механизм активирования и ингибирования; -графически изображать изменения кинетических характеристик фермента в присутствии различных видов активаторов и ингибиторов; -решать ситуационные задачи по ферментативной кинетике.

Содержание занятия. На данном занятии студентам предстоит пройти проверку выполнения домашней работы (задания для самоподготовки), ответить на тесты программированного контроля и вопросы преподавателя. Лабораторный практикум включает изучение активирующего влияния анионов хлора и ингибирующее влияние ионов меди на активность амилазы слюны, а также эксперимент по ингибированию сукцинатдегидрогеназы малоновой кислотой.

Методические указания к самоподготовке

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Гексокиназа катализирует реакцию фосфорилирования гексоз. Кm гексокиназы для аллозы составляет 8´10^-3 моль/л, а для маннозы – 5´10^-6 моль/л. Какой из субстратов будет фосфорилироваться с наибольшей скоростью, если их концентрация в среде инкубации одинакова и составляет 8´10^-7 моль/л?

а) аллоза

б) манноза

в) скорость превращения обоих субстратов будет одинакова

г) имеющиеся данные не позволяют ответить на поставленный вопрос

 

1.2. Константа Михаэлиса … .

а) численно равна ½ V_max

б) не зависит от рН

в) численно равна [S], при которой скорость равна ½ V_max

г) зависит от концентрации фермента

Вид 2.

2.1. Регуляция активности фермента – механизм регуляции.

1. увеличение количества А. взаимодействие с белковыми

ферментативного белка ингибиторами

2. уменьшение количества Б. действие протеинкиназ

протеиназ В. индукция генов

3. модификация активности Г. ограниченный протеолиз

в результате фосфорилиро-

вания белка

4. активация зимогенов

 

2.2. Определите тип ингибирования

1.циклооксигеназы аспирином а) конкурентное

2.сукцинатдегидрогеназы малоновой кислотой б) необратимое

3. холинэстеразы прозерином в) аллостерическое

4. холинестеразы диизопропилфосфатом

5.ингибирование глюкозо-6-фосфотазы инсулином

 

2.3. Типы ингибирования ферментов – механизм.

 

1. необратимое 2. обратимое 3. конкурентное 4. неконкурентное 5.аллостерическое

А. молекула ингибитора вызывает стойкое изменение в молекуле фермента Б. ингибитор сходен по структуре с субстратом В. вид ингибирования, включающий конкурентное и неконкурентное ингибирование Г. ингибитор не имеет структурного сходства с субстратом и часто связывается с ферментом вне активного центра, изменяя его конформацию Д. ингибирование, связанное с изменением конформации ферментного белка в результате воздействия на регуляторный центр ферментов

Вид 3. Правильное сочетание ответов.

3.1. Лекарственные вещества-антиметаболиты являются конкурентными ингибторами, если … .

1. необратимо связываются с ферментом

2. обратимо связываются с ферментом

3. нет зависимости между степенью ингибирования и концентрацией субстрата

4. прочно соединяются с простетической группой фермента

5. вызывают денатурацию фермента

 

3.2 Аллостерические ферменты как правило имеют… .

1. четвертичную структуру

2.сигмоидный график зависимости V от [S]

3.низкомолекулярный лиганд -регулятор

4. простетическую группу

5. высокие значения Кm

Вид 4. Определите правильность утверждений и связь между ними

4.1. При действии фосфакола (представитель фосфорорганических соединений) уменьшается количество ацетилхолина в синаптической щели, потому что происходит фосфорилирование фосфаколом ОН –группы серина в активном центре холинэстеразы.

4.2. Активность ферментов в присутствии ингибиторов снижена, потому что в присутствии конкурентных ингибиторов возникают конформационные изменения молекул ферментов.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Проанализируйте данные экспериментов по определению скорости ферментативной реакции при различных концентрациях субстрата, а также в присутствии ингибитора. По имеющимся данным постройте график Лайнуивера–Берка, определите Кm фермента и тип ингибирования.

 

 

Концентрация субстрата, М	Скорость реакции, мкмоль/мин	Скорость в присутствии ингибитора, мкмоль/мин
6´10-6 1´10-5 2´10-5 6´10-5 1,8´10-4	20,8 67,6	4,2 5,8 13,6 16,2

Задача 2. Используя график Лайнувивера-Берка, проанализируйте, как изменились кинетические характеристики фермента в присутствии ингибитора. Определите тип ингибирования.

Задача 3.Зависимость V от [S] для реакции, катализируемой транскарбамоилазой, выражается сигмоидной (S-образной) кривой. После воздействия на фермент солями ртути (II) каталитическая активность фермента резко возрастает, а кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата становится гиперболической. Какие выводы о механизме активации фермента ионами ртути можно сделать? Приведите примеры других ферментов, активируемых подобным образом.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Влияние активаторов и ингибиторов на активность

Амилазы ротовой жидкости.

Ход работы.Споласкивают рот, в чистую пробирку собирают 3мл слюны и разводят ее в 10 раз ( добавить 27 мл дистиллированной воды). В три пробирки… Полученные результаты занесите в таблицу, определите тип активирования и тип…   № п/п Субстрат Фермент Добавляемое вещество Проба на крахмал …

Работа № 2. Конкурентное торможение сукцинатдегидрогеназы

Малоновой кислотой.

Ход работы. В три пронумерованные пробирки поместить 3-4 капли мышечной кашицы и добавить: в первую – 0,8 мл воды, во вторую- 0,2 мл 1% раствора… Отметьте результат и сделайте вывод.  

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1. – б; 1.2 –в;

Вид 2. 2.1. 1-В; 2-А; 3-Б; 4-Г;

2.2.: 1-б; 2-а; 3-а; 4-б; 5-в;

2.3.: 1-А; 2-В; 3-Б; 4-Г; 5-Д;

Вид 3. 3.1.- 2, 4; 3.2.- 1, 2, 3;

Вид 4. 4.1. -Д (-, +, -); 4.2. - С (+, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Отрезок на горизонтальной оси =

Занятие № 7. Количественное определение активности ферментов. Основные принципы энзимодиагностики и энзимотерапии.

Цель занятияосвоить методы определения активности ферментов и единицы выражения активности ферментов, охарактеризовать значение определения активности ферментов для диагностики заболеваний.

 

 

Студент должен
знать:	уметь:
-изоферменты, мультиэнзимные комплексы; -единицы измерения активности ферментов; -условия определения активности ферментов; -основные направления медицинской энзимологии - энзимопатологию, энзимодиагностику, энзимотерапию.	-решать ситуационные задачи по энзимопатологии и энзимодиагностики; -оценить диагностическую значимость определения активности ферментов в биологических средах.

Содержание занятия. На данном занятии после проверки выполнения заданий по самоподготовке студентам предстоит ответить на тесты программированного контроля и вопросы преподавателя. Лабораторный практикум включает определение активности амилазы слюны, лактатдегидрогеназы и ее изоферментов в сыворотке крови.

УИРС. Обсуждение реферативных сообщений, решение ситуационных задач, исследование активности амилазы мочи.

Методические указания к самоподготовке

Ферменты, наиболее широко используемые в диагностике

Основы иммуноферментного анализа

Процедура твердофазного ИФА (ELISA - еnzyme-linked immunosorbent assay) включает следующие этапы: 1) специфическое связывание антигена (2), пришитого к твердой фазе (1-… 2) образование коньюгата – присоединение анти-антител, меченных ферментом (4);

Клинико-диагностическое значение ИФА

ИФА широко используется в клинике с целью:

1) диагностики инфекционных и паразитарных заболеваний;

2) количественного определения гормонов и других биологически активных соединений;

3) диагностика ранних сроков беременности;

4) выявление онкомаркеров.

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Один наиболее верный ответ.

1.1. Молярная активность (число оборотов) выражается в … .

а) моль/мг мин б) моль/сек в) кат/ г-моль г) моль/кг сек

 

1.2. Мультиэнзимные комплексы представляют собой … .

а) надмолекулярные структуры

б) иммобилизованные ферменты

в) олигомерные белки

г) множественные формы ферментов

Вид 2. Установите соответствие.

2.1. Наследственное заболевание – дефектный фермент

1. фенилкетонурия а) глюкозо-6-фосфатаза

2. алкаптонурия б) тирозиназа

3. болезнь Гирке в) фенилаланингидроксилаза

4. галактоземия г) гомогентезиназа

5. альбинизм д) галактокиназа

 

2.2. Единицы измерения активности ферментов

1. число оборотов а) кат/г-моль

2. катал б) мкмоль/мин

3. международные единицы в) моль/сек

 

2.3. Заболевание – индикаторный фермент.

1. острый панкреатит а) ЛДГ(изоферменты)

2. вирусный гепатит б) аминотрансферазы

3. заболевания костей в) креатинкиназа (изоферменты)

4. механическая желтуха г) щелочная фосфатаза (изоферменты)

5. рак предстательной железы д) кислая фосфатаза

6. инфаркт миокарда е) α-амилаза

Вид 3. Правильное сочетание ответов.

3.1. Преимущества иммобилизованных ферментов:

1. имеют большую специфичность к субстрату

2. отличаются большей активностью

3. отличаются механизмом катализа

4. имеют большую стабильность

5. не могут использоваться многократно

 

3.2. Изоферменты лактатдегидрогеназы отличаются …

1. субъединичным составом

2. тканевой локализацией

3. электрофоретической подвижностью

4. внутриклеточной локализацией

5. катализируемой реакцией

 

Вид 4. Определите правильность утверждений в предложении и

установите наличие причинной связи между ними.

4.1. Определение активности ферментов необходимо производить при полном насыщении фермента субстратом - при Кm>[S], поскольку именно в этих условиях скорость реакции будет пропорциональна концентрации фермента.

 

4.2. При электрофорезе в полиакриламидном геле изофермент ЛДГ ₁ первым мигрирует к аноду, поскольку состоит из 4-х М-субъедниц, обладающих наибольшим отрицательным зарядом.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. При добавлении в среду 0,002 мкмоль кристаллического фермента лактатдегидрогеназы наблюдается превращение субстрата со скоростью 9,6 мкмоль в минуту. Подсчитайте молярную активность (число оборотов) фермента.

 

Задача 2. Сколько граммов субстрата с молекулярной массой 672 г/моль может преобразовать фермент, если его активность составляет 5нКат, а время инкубации – 20 сек.

 

Задача 3.В приемное отделение больницы доставлен больной с подозрением на инфаркт миокарда. Определение активности каких ферментов помогут в подтверждения диагноза?

Методы количественного определения

Активности некоторых ферментов

Работа № 1. Определение активности амилазы ротовой жидкости

По Вольгемуту.

Клинико-диагностическое значениеимеет определение активности амилазы в крови, куда она попадает из поджелудочной железы (40%) и слюнных желез (60%).… Принцип метода. Метод основан на том, что слюну разводят в определенной… Амилазная активность слюны или амилокластичекая сила слюны выражается количеством 0,1% раствора крахмала в мл, которое…

Работа № 2. Фотоколориметрический метод исследования активности лактатдегидрогеназы в сыворотке крови по Севелу и Товареку.

ПВК 2,4-динитрофенолгидразин

Работа № 3. Разделение изоферментов лактатдегидрогеназы сыворотки крови методом электрофореза в полиакриламидном геле

Использование в качестве среды геля полиакриламида позволяет добиться высокого разрешения при электрофорезе белков и ферментов, поскольку этот гель играет роль молекулярного сита, что обеспечивает дополнительное разделение частиц по молекулярной массе.

Метод основан на разной электрофоретической подвижности изоферментов ЛДГ, положение которых на столбиках полиакриламидного геля выявляется с помощью веществ, переносящих водород от лактата через феназинметасульфат на нитротетразолиевый синий. В результате в месте нахождения фракции ЛДГ выпадает фиолетово-синий осадок диформазана.

Ход определения. Для полимеризации геля берут сухие чистые стеклянные трубочки, закрывают их с одного конца резиновыми колпачками, устанавливают в штативе строго перпендикулярно и вносят в них каплю раствора сахарозы. Затем готовят полимеризующую смесь, состоящую из растворов №1, №2, персульфата аммония и дистиллированной воды в соотношении 1:2:4:1. смеси готовят из расчета 2 мл на одну трубочку.

Приготовленную полимеризующую смесь разливают в стеклянные трубочки, используя по 2 мл на каждую. Затем на поверхность этого раствора осторожно наслаивают 0,2-0,3 мл дистиллированной воды пипеткой с тонким оттянутым концом (это улучшает полимеризацию геля в трубочках, которая протекает без доступа кислорода воздуха, и формирует гладкую поверхность геля). Через 30 мин обычно полимеризация завершается, о чем свидетельствует ясно различимая граница между полиакриламидным гелем и водой. После этого переворачивают трубочки и осторожно стряхивают с геля наслоенную воду, а остатки воды удаляют из трубочки с помощью фильтровальной бумаги.

Стеклянные трубочки с заполимеризованным гелем закрепляют в гнездах верхней камеры для электрофореза. На поверхность геля в трубочке наносят сначала 0,1 мл сыворотки крови, затем такой же объем раствора сахарозы и перемешивают нанесенные жидкости стеклянной палочкой. Осторожно наслаивают на эту жидкость разведенный в 10 раз электродный буфер, заполняя им пространство до верхнего края трубочки.

Нижнюю камеру аппарата заливают тем же электродным буфером, устанавливают верхнюю камеру над нижней так, чтобы нижние концы трубочек были погружены в электродный буфер. Затем верхнюю камеру тоже заполняют электродным буфером.

Аппарат для электрофореза ставят в холодильник. Электроды подключают к источнику постоянного напряжения: нижний электрод к аноду, верхний - к катоду. В течение первых 10 мин электрофорез проводят при силе тока 2мА на каждую трубочку. Затем силу тока увеличивают до 4мА. Длительность электрофореза около 90 мин.

Пока идет электрофорез, для выявления изоферментов ЛДГ готовят в колбе инкубационную смесь следующего состава: растворы лактата натрия, хлорида натрия, хлорида магния, НАД – по 1 мл, фосфатного буфера и НС- по 2,5 мл и ФМС – 0,25 мл, перемешивают содержимое колбочки.

По окончании электрофореза гели извлекают из трубочек. Для этого используют шприц на 10-20 мл с тонкой длинной иглой. Вводят иглу между стенкой трубочки и гелем. Круговыми движениями отслаивают гель, постоянно выдавливая воду из шприца и продвигая иглу к противоположному концу трубки. При этом столбик геля легко выскакивает из трубки.

Столбик геля помещают в пробирки диаметром 7-8мм и наливают в них инкубационную смесь так, чтобы весь столбик геля был погружен в проявляющуюся жидкость. Пробирки ставят в термостат при 37⁰ С на 40-60 мин. Изоферменты ЛДГ выявляются в виде сине-фиолетовых колец на столбике геля.

По истечении инкубации столбики геля промывают водой, переносят в пробирки содержащие раствор уксусной кислоты, и хранят в темноте.

Количественную обработку гелевых изоэнзимограмм проводят спектрофотометрическим методом или посредством денситометрии. В первом случае лезвием вырезают окрашенные участки геля, помещают их в пробирки и заливают 1 мл подогретого до +80-85⁰С раствора диметилформамида. Затем окрашенную жидкость сливают в микрокюветы и измеряют экстинкцию на спектрофотометре или ФЭКе при 540 нм против раствора диметилформамида.

Второй способ обработки заключается в сканировании гелей на микроденситометре. Денситограммы подвергаются количественной обработке.

Расчет. Относительную активность каждого изофермента х (%) выражают в процентах от суммы экстинкций всех изоферментов ЛДГ:

Х=ЕА×100%

∑Е , где Е- экстинкция элюата изофермента из зоны геля, относящейся к данному изоферменту; ∑ Е- сумма экстинкций всех изоферментов; А- активность ЛДГ сыворотки крови, ммоль/(ч·л).

Оформление работы. Зарисовать полученную изоэнзимограмму и рассчитать относительную активность изоферментов ЛДГ (в %). Сделать вывод о сдвигах спектра изоферментов ЛДГ в исследуемой сыворотке и указать на вероятные причины этого явления.

Клинико-диагностическое значение. Состав изоферментов ЛДГ имеет внутриклеточную, тканевую и видовую специфичность. Тканевые различия изоферментого спектра ЛДГ явились предпосылкой для использования его в диагностике и прогнозе ряда заболеваний, сопровождающихся некрозом тканей и органов. Известно, что в сердечной мышце, нервной ткани, почках высокая активность ЛДГ₁ и ЛДГ₂ (изоферменты Н-типа), в поджелудочной железе и легочной ткани преобладает ЛДГ₃, а в скелетной мышце и печени-ЛДГ₄ и ЛДГ₅ (изоферменты М-типа). При некрозе этих тканей находящиеся в них изоферменты поступают в кровь и изменяют ее нормальный спектр. В норме сыворотка крови имеет примерно следующие соотношения изоферментов (в % от общей активности): ЛДГ₁-31, ЛДГ₂-47, ЛДГ₃-12, ЛДГ₄-5, ЛДГ₅- 4. При инфаркте миокарда увеличивается доля ЛДГ₁ и ЛДГ₂ (спектр смещается в сторону изоферментов Н-типа), причем этот сдвиг определяется размерами очага некроза в сердце. Заживление сопровождается нормализацией состава изоферментов в сыворотке крови.

При инфекционном гепатите повышена относительная активность ЛДГ₄ и ЛДГ₅. Если она сохраняется при клиническом выздоровлении, то это свидетельствует о незавершенности восстановительных процессов в печени.

При поражении поджелудочной железы (панкреатит), легочной ткани увеличивается относительная активность ЛДГ₃ в сыворотке крови. Увеличение активности изоферментов средней зоны ЛДГ₃ и ЛДГ₄ наблюдается также при массивном разрушении тромбоцитов (эмболии легочной артерии, массивные гемотрансфузии) и вовлечении в патологический процесс лимфатической системы.

УИРС. Исследование амилазной активности мочи.

Для определения активности амилазы можно использовать также модификацию Бюхнера. По данному методу амилазная активность мочи выражается количеством… Ход работы.На сухую чашку Петри заранее капают в разных местах по 1 капле… Активность амилазы рассчитывают по формуле:

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1. – в; 2 –а.

Вид 2. 2.1. 1-В; 2-г; 3-а; 4-д; 5-б;

2.2. 1-а; 2-б; 3-в;

2.3. 1-е; 2- а, б; 3-г; 4-г; 5-д; 6-а, б, в.

Вид 3.3.1.- 4; 3.2.- 1,2,3.

Вид 4. 4.1.- А (+, +, +); 4.2.- С (+, -, -).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2.Катал – количество фермента, преобразующее моль субстрата в секунду (моль/сек). Активность фермента составляет 5 нКат, т.е. фермент… 1 •10 -7•672=672•10 -7грамм субстрата. Задача 3.Для инфаркта миокарда характерно увеличение сывороточной активности ферментов аминотрансфераз – аспарагиновой…

Примеры заданий тестового контроля знаний

1. Вторичная структура белка- это… .

1. определенная последовательность аминокислот в цепи

2. спирализованная конфигурация полинуклеотидной цепи

3. спирализованная конфигурация полипептидной цепи

4. комплекс их нескольких субъединиц

2. Факторы, препятствующие осаждению белковых молекул в растворе: ….

1. электрический заряд 2. высокая молекулярная масса

3. гидратная оболочка 4. оптическая активность

5.большие размеры частиц

3. Изоэлектрическая точка белка – это….

1. значение рН, при котором белок электронейтрален

2. значение рН, при котором он теряет нативную конформацию

3. концентрация ионов водорода, при которой белок в

электрическом поле движется к аноду

4. концентрация ионов водорода, при которой белок в

электрическом поле движется к катоду

4. Функции собственно гликопротеинов: … .

1. антигенная 2. гемостатическая 3. ферментативная 4. защитная 5. транспортная 6. рецепторная

5. Структура миоглобина включает ….

1. 1 гем и четыре полипептидные цепи

2. 1 гем и две полипептидные цепи

3. 1 гем и одну полипептидную цепь

4. 4 гема и четыре полипептидные цепи

6. Классификация ферментов основана на … .

1. типе катализируемой реакции

2. органной принадлежности

3. субклеточной локализации

4. кинетической характеристике

7. Функция якорного участка активного центра фермента - … .

1. превращение субстрата

2. временное связывание регулятора

3. поддержание конформации активного центра

4. связывание субстрата

8. Функция аллостерического центра фермента - … .

1. связывание регуляторов

2.связывание субстрата

3. катализ превращения субстрата

3. связывание кофермента

9. Активация ферментов может осуществляться путем ….

1. блокирования активного центра

2. удаления кофермента

3. диссоциации субъединиц

4.ограниченного протеолиза

5. фосфорилирования

6. переаминирования

 

10. Кардиомиоциты в наибольшем количестве содержат изофермент … .

1. ЛДГ-1 2. ЛДГ-2 3. ЛДГ-3 4. ЛДГ-4 5. ЛДГ-5

 

11. Определение активности … в крови и моче используется в диагностике панкреатита.

1.щелочной фосфатазы

2.кислой фосфатазы

3.α-амилазы

4.ЛДГ

Эталоны ответов

1-3; 2-1,3; 3-1; 4 -1,2,3,4,5,6; 5-3; 6-1; 7-4; 8-1; 9-3,4,5; 10-1; 11-3.

Модуль 2. «Биохимия питания. Общие пути катаболизма.

Биоэнергетика»

 

Модуль включает следующие темы занятий:

1. Введение в обмен веществ. Биохимия питания. Химический состав пищеварительных соков. Анализ желудочного сока.

2. Биохимия питания. Витамины - незаменимые компоненты пищи. Качественные реакции на витамины.

3. Витамин и коферменты. Количественное определение витаминов

4. Энергетический обмен. Ферменты биологического окисления. Общие пути катаболизма.

5. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование (cеминар)

6. Зачетное занятие по модулю «Биохимия питания. Энергетический обмен. Биологическое окисление и тканевое дыхание»

 

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2.Ферменты поджелудочного сока, роль в норме и патологии. 3. Гормональная регуляция функций желудка. 4. Диагностическое значение анализа желудочного сока.

План занятия

2.Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений. 3. Выполнение лабораторной работы, оформление протоколов. 4.Контроль выполнения работы и усвоения темы.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Здоровых взрослых крыс длительное время содержали на искусственной белковой диете, исключающей метионин и лизин. Как изменится у этих животных азотистый баланс? Поясните ответ.

 

Задача 2.Больного беспокоят боли в области желудка после приема пищи. Отрыжка с неприятным запахом тухлых яиц.

Ответьте:

1. Чем могут быть вызваны такие нарушения?

2. Какие процессы могут быть причиной появления такого запаха?

3.Какие обследования требуются провести больному?

4. Что рекомендуется больному для процесса нормализации пищеварения?

 

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Определение рН слюны.

Полоску универсальной индикаторной бумаги смочить слюной и сразу же сравнить окраску бумаги с индикаторной шкалой. Отметьте рН=….

 

Работа № 2. Обнаружение в слюне роданистых солей.

В пробирку собрать 0,5-1,0 мл слюны, прилить равный объем воды и добавить несколько капель 1% раствора FeCl₃. Отметить появление розового окрашивания.

 

Работа № 3. Определение кислотности желудочного сока.

Ориентировочно кислотность (рН) желудочного сока устанавливают с помощью индикатора п-диметиламиноазобензола или с помощью универсальной индикаторной бумаги.

A. Определение рН желудочного сока с помощью п-диметиламиноазобензола.

К 0.5-1.0 мл желудочного сока прибавить 1-2 капли индикатора. При наличии свободной соляной кислоты появляется оранжево-красная окраска.

Зона перехода окраски п-диметиламиноазобензола лежит в пределах рН 2.9- 4.0, ниже 2-х рН 2,9- окраска красная, выше рН 4.0- желтая.

Б. Определение рН желудочного сока с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Полоску универсальной индикаторной бумаги погружают в желудочный сок и немедленно сравнивают полученную окраску со цветной шкалой индикатора.

 

B. Определение рН желудочного сока с помощью рН метра.

Выполняется по инструкции к прибору: подключенный к сети рН метр прогревается, затем электроды погружаются в исследуемый желудочный сок, показания снимаются со шкалы прибора.

 

Работа № 4. Обнаружение в желудочном соке летучих жирных кислот.

Летучие жирные кислоты (уксусная, масляная, пропионовая) появляются в желудочном соке при недостатке или при отсутствии соляной кислоты в результате брожения компонентов пищи под влиянием ферментов микроорганизмов.

Техника проведения работы: В пробирку поместить 1-2 мл желудочного сока, содержащего летучие жирные кислоты, и содержимое пробирки нагреть на спиртовке. Отметить появление резкого запаха (запах брынзы).

 

Работа № 5. Качественная реакция на молочную кислоту (проба Уфельмана).

Увеличение содержания молочной кислоты в желудочном соке наблюдается при ряде заболеваний, сопровождающихся ахлоргидрией, особенно при раке желудка.

Техника выполнения работы: К 1 мл 1% раствора фенола добавить 3-5 капель раствора FeCl₃. Отметить образование фенолята железа фиолетового цвета.

В пробирку с фенолятом железа добавить по каплям желудочный сок, содержащий молочную кислоту. Отметить переход фиолетовой окраски в желто-зеленую в результате образования молочнокислого железа.

Добавить 1-2 капли соляной кислоты. Жидкость обесцвечивается в следствии разрушения соли.

 

Работа № 6. Обнаружение крови.

Реакция основана на окислении бензидина под действием атомарного кислорода, образующегося из пероксида водорода при действии гемоглобина крови (метгемоглобин).

Кровь в желудочном соке появляется при опухолях, язве желудка, гипертрофических гастритах, варикозном расширении вен пищевода и других заболеваниях.

Техника выполнения работы: В пробирку прилить 1-2 мл желудочного сока, содержащего кровь, добавить 4-5 капель 0,2% спиртового раствора бензидина и 5-6 капель 1% раствора пероксида водорода. Отметить появление синего окрашивания в результате образования дифенохинондиимина - продукта окисления бензидина.

 

Работа № 7. Обнаружение желчи.

Желчь в желудочном соке появляется нередко при ахлоргидрических и ахилических гастритах, раке желудка, при антиперистальтических движениях кишечника. В составе желчи химическим путем определяют желчные кислоты и желчные пигменты.

А. Проба на желчные пигменты (проба Гмелина).

Реакция основана на окислении азотной кислотой билирубина в биливердин зеленого цвета.

Техника выполнения работы: В пробирку налить 1-2 мл концентрированной азотной кислоты и осторожно по стенке наслоить желудочный сок, содержащий желчь. Отметить образование на границе наслаивания зеленого кольца.

 

Б. Проба на желчные кислоты (реакция Петтенкофера).

Реакция основана на конденсации желчных кислот с оксиметилфурфуролом, образующимся под влиянием концентрированной серной кислоты из сахарозы. Продукт конденсации имеет красно-фиолетовую окраску.

Техника выполнения работы: В пробирку поместить 1-2 мл желудочного сока, содержащего желчь, добавить 5-6 капель 5% раствора сахарозы и осторожно по стенке наслоить 1-2 мл концентрированной серной кислоты. Отметить на границе наслаивания образование красно-фиолетового кольца

 

Работа № 8. Количественный анализ желудочного сока.

Определение общей кислотности, свободной соляной кислоты и связанной соляной кислоты в одной порции.

Принцип определения кислотности желудочного сока основан на титровании кислореагирующих веществ 0,1 н раствором едкого натра. Пользуясь различными индикаторами в одной и той же порции желудочного сока, определяют как общую кислотность, так и содержание свободной и связанной соляной кислоты.

Общая кислотность желудочного сока выражается количеством мл 0,1 н раствора щелочи, пошедших на титрование 100 мл желудочного сока в присутствии индикатора фенолфталеина.

В норме общая кислотность равна 40-60 ммоль/л (Е).

Свободная соляная кислота выражается количеством мл 0,1 н. раствора щелочи, пошедших на титрование 100 мл желудочного сока в присутствии индикатора п-диметиламиноазобензола. В норме содержание свободной соляной кислоты равно 20-30 Е.

Связанная соляная кислота находится расчетным путем и в норме составляет 10-20 ммоль/л (Е).

Техника выполнения работы: Отмерить в колбочку 5 мл желудочного сока, прибавить по 1-2 капли индикаторов фенолфталеина и п-диметиламиноазобензола. Содержимое колбочки оттитровать из бюретки 0,1 н. раствором щелочи. При титровании отметить следующие уровни в бюретке:

I-перед началом титрования;

II- в момент перехода цвета жидкости от красного в оранжевый;

III- в момент перехода цвета жидкости от оранжевого в лимонно-желтый;

IV- в момент перехода цвета жидкости в розовый цвет.

 

Расчет: Предположим, что при титровании в бюретке были отмечены следующие уровни: I-0 мл, II-1,6 мл, III-2,0 мл, IV-2,6 мл.

(IV-I) ×100 (2,6-0) ×100

Общая кислотность = ----------------- = ----------------- = 52 ммоль/л

5 5

(II-I) ×100 (1,6-0) ×100

Свободная соляная кислота = ------------- = --------------- = 32 ммоль/л

5 5

Общая соляная кислота:

Связанная соляная кислота = Общая - Свободная = 46-32 = 14 мЭкв/л (Е).

 

На занятии студент обязан провести определение всех видов кислотности в нормальном желудочном соке и в желудочных соках, имеющих повышенную и пониженную кислотность. Полученные результаты внести в таблицу:

 

Желудочный сок	Общая кислотность	Свободная соляная кислота	Связанная соляная кислота
Нормальный желудочный сок
Желудочный сок с повышенной кислотностью
Желудочный сок с пониженной кислотностью

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1 – Б; 1.2.- В.

Вид 2. 2.1. 1 - Б, Д; 2 - А, В, Г, Е; 2.2.- А- 1; Б- 5; В- 3; Г- 2; Д –2,4.

Вид 3. 3.1.- А, В; 3.2.- 2, 4.

Вид 4. 4.1.- А (+, +, +); 4.2.- В (+, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Синтез из углеводов (только для заменимых аминокислот)   Белки собственных тканей …      

Основные характеристики пищеварительных соков

Занятие № 2. Биохимия питания. Витамины - незаменимые компоненты пищи. Качественные реакции на витамины.

Цель занятия.Закрепить знания студентов по структуре, свойствам, био­логической роли витаминов. Овладеть некоторыми методами их качественного анализа.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1.Классификацию и номенклатуру витаминов. 2.Химическую структуру витаминов и их активных форм. 3.Функции жирорастворимых витаминов A, D, E, K. 4. Биологическую роль витаминов C и P. 5.Суточную потребность отдельных витаминов и содержание их в пищевых продуктах. 6.Понятие о авитаминозах, гипо- и гипервитаминозах, причины и их характерные признаки.	1. Объяснить роль витаминов в обменных процессах. 2. Проводить качественные реакции на витамины. 3.Определять количественное содержание витаминов для оценки витаминной обеспеченности организма. 4.Оценивать пищевой рацион с точки зрения обеспеченности организма витаминами.

План занятия

1. Контроль выполнения задания по самоподготовке, ответы на тесты.

2. Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений.

3. Выполнение лабораторной работы, оформление протоколов.

4.Контроль выполнения работы и усвоения темы.

 

Методические указания к самоподготовке

Для того чтобы успешно подготовиться к данному занятию, выполните задания. № № Задание Указания к выполнению задания …

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Наибольший вклад в развитие витаминологии внес ….

а) А.Я. Данилевский

б) К.С. Кирхгоф

в) А.М. Бутлеров

г) Н.И. Лунин

 

1.2. Витамины – это ….

а) низкомолекулярные органические соединения

б) нуклеотиды

в) аминокислоты

г) пептиды, белки

 

1.3. Витамин Е является ….

а) антиоксидантом

б) переносчиком электронов в дыхательной цепи

в) предшественником гормонов

г) антидотом при отравлении солями ртути

 

1.4. В основе деполяризации мембраны с последующей передачей нервного импульса по зрительному нерву лежит …

а) диссоциация родопсина на опсин и транс-ретиналь

б) восстановление НАДФ⁺

в) конденсация опсина с транс-ретиналем

г) гидролиз зрительного пурпура

д) транспорт цис-ретиналя из печени в сетчатку глаза

Вид 2.Т ест на установление соответствия

2.1. Витамин – химическая структура.

1. витамин Д а. терпеновое соединение – состоит из 4 изопреновых

звеньев

2. витамин А б. в основе три компонента – птеридин, ПАБК и глутамат

3. витамин В₁ в. производное 3-оксипиридина

4. витамин В₂ г. стероидное соединение

5. витамин В₆ д. конденсированный гетероцикл из бензольного,

пиразинового и пиримидинового колец

6. фолиевая е. в основе тиазольное и пиримидиновые кольца, соеди-

кислота ненные метиленовой группой

7. витамин К ж. производное циклической мочевины

8. витамин Н з. производное нафтохинона

9. витамин С и. 2,3-дикетогулоновая кислота

 

2.2. Сопоставление химического названия витамина и названия по проявлению недостаточности

1. тиамин а. антискорбутный

2. аскорбиновая кислота б. антистерильный

3. ретинол в. антидерматитный

4. токоферол г. антиксерофтальмический

5. кальциферол д антисеборейный

6. пиридоксин е. антирахитический

7. биотин ж. антиневритный

Вид 3.3.1. Метаболизм витамина Д заключается в ….

1. 25-гидроксилировании в почках

2. 1a-гидроксилировании в почках

3. 25-гидроксилировании в печени

4. 25-гидроксилировании в почках

5. 1a-гидроксилировании в почках с последующим дегидрированием

 

3.2. Относительно витамина А являются верными следующие утверждения: ….

1. транспортируется в крови в составе ЛПНП

2. цис-изомер ретиналя кислоты участвует в световосприятии

3. фосфорилируется и дефосфорилируется в ходе фотохимического акта зрения

4. регулирует экспрессию генов, кодирующих структуру кератина

5. регулирует потребление кальция

 

3.3. С лечебной целью используются ….

1. сульфаниламиды

2. изониазид

3. варфарин, дикумарол

4. оротовая кислота

5. холин

 

Вид 4. Определение правильности утверждений в предложении и установите наличие причинной связи между ними.

4.1. Витамин К участвует в постсинтетической модификации белков свертывания крови, потому что служит коферментом карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в составе этих белков.

 

4.2. Красномякотные овощи и фрукты богаты каротинами, потому что каротины являются провитаминами Е.

 

4.3. При недостатке холина наблюдается накопление в печени нейтральных липидов, поскольку холин необходим для синтеза фосфолипидов.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Препараты витамина К (викасол) используются в медицине как антигеморрагические средства. Эффективны ли они для остановки кровотечения, или могут применяться только как средства, предупреждающие кровотечения?

 

Задача 2.Отмечено, что у некоторых больных с хроническими заболеваниями почек развивается остеомаляция (размягчение кости). Объясните механизм возникновения так называемого ренального рахита. Эффективно ли в этом случае назначение препаратов витамина Д?

Задача 3.Витамин Е – токоферол является одним из самых мощных антиоксидантов. Объясните механизм антиоксидантного действия токоферола. Почему аскорбиновая кислота значительно повышает антиоксидантную активность токоферола?

 

Кратко выпишите принцип метода, химизм реакции и порядок проведения работ, выполняемых на лабораторном занятии, не забывая оставлять места для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Качественная реакция на витамин А с хлорным железом.

В сухую пробирку налить 1-2 капли рыбьего жира, 10-15 капель хлороформа. Перемешать и добавить 5 капель 1% раствора хлорного железа. Отметить появление ярко-зеленого окрашивания.

Работа № 2. Качественные реакции на витамин Д.

Анилиновая проба на витамин Д.

В сухую пробирку налить 5 капель рыбьего жира, 15 капель хлороформа и 5 капель анилинового реактива (15 частей анилина и 1 часть концентрированной соляной кислоты). Осторожно нагреть на спиртовке и отметить появление красного окрашивания.

Реакция с серной кислотой.

В пробу налить 1 каплю масляного раствора витамина Д, 4 капли хлороформа, перемешать и добавить 2 капли концентрированной серной кислоты. Встряхнуть и отметить появление ярко-желтого окрашивания, переходящего в буро-красное.

Работа № 3. Качественная реакция на витамин Е с азотной кислотой.

В сухую пробирку налить 5 капель 1% раствора токоферола, прибавить 10 капель концентрированной азотной кислоты и встряхнуть. После отстаивания эмульсии отметить появление красного окрашивания в верхнем слое.

Работа № 4. Качественная реакция на викасол с щелочным раствором цистеина.

Викасол – синтетический аналог витамина К₁ - в присутствии цистеина в щелочной среде окрашивается в лимонно-желтый цвет.

Техника выполнения работы. На сухое часовое стекло наносят 5 капель раствора викасола, добавляют 5 капель раствора цистеина и 1 каплю 10% раствора едкого натра. Появляется лимонно-желтое окрашивание.

Работа № 5. Качественные реакции на витамин PP.

Реакция с гидросульфитом натрия.

В пробирку на кончике скальпеля поместить порошок витамина РР, прилить 0,5-1,0 мл 10% раствора бикарбоната натрия и 0,5-1,0 мл свежеприготовленного 5% раствора гидросульфита натрия. Отметить появление продукта восстановления витамина РР желтого цвета.

Реакция с раствором уксусно-кислой меди.

Отметить появление голубого окрашивания и выпадения осадка медной соли синего цвета, образующегося по следующей реакции:   Работа № 6. Реакция восстановления рибофлавина.

Работа № 8. Определение тиамина в поливитаминных препаратах.

Принцип методаоснован на способности тиамина окисляться феррицианидом калия в щелочной среде в тиохром, который после экстракции из раствора бутиловым спиртом дает в ультрафиолетовых лучах сине-голубое окрашивание.

Ход работы. Драже из поливитаминов размять в ступке, добавить 30 мл 0,1н раствор НСl и тщательно размешать. В 3 пробирки добавить:

1. Контроль - 5 мл 0,1 н раствор НСl.

2. Опыт - 1 мл раствора витаминов + 4 мл дистиллированной воды.

3. Стандарт - 5 мл стандартного раствора тиамина.

Во все пробирки прилить по 1,5 мл окислительной смеси (щелочного раствора феррицианида калия), осторожно встряхнуть до полного перемешивания, во все пробирки налить по 5 мл н-бутанола, интенсивно встряхивать в течение 5 минут. Подождать расслаивания жидкости. Все пробирки поместить в штатив флуороскопа и сравнить флуоресценцию раствора в 3-х пробирках.

Вывод:

Работа № 9. Определение рибофлавина в поливитаминных препаратах.

Принцип метода.Основан на способности рибофлавина давать в ультрафиолетовых лучах желто-зеленую флюоресценцию, интенсивность которой зависит от концентрации рибофлавина.

Ход работы. Экстракт готовится как в предыдущей работе.

В 3 пробирки добавить:

1. Контроль - 7 мл воды.

2. Опыт - 2 мл экстракта из драже + 5 мл воды.

3. Стандарт - 1 мл стандартного р-ра + 5 мл воды.

Поместить пробирки в штатив флуороскопа и сравнить флюоресценцию в 3-х пробирках.

Вывод:

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.-г; 1.2-а; 1.3– а; 1.4-а.

Вид 2. 2.1. – 1-г; 2-а; 3-е; 4-д; 5-в; 6-б; 7-з; 8-ж; 9-к;

2.2. – 1-ж; 2-а; 3-г; 4-б; 5-е; 6-в; 7-д.

Вид 3. 3.1.-2, 4; 3.2-2, 4; 3.3-1, 2, 3.

Вид 4. 4.1. А (+, +, +); 4.2-С (+, -, -); 4.3-А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Задача 2.В основе ренального рахита лежит снижение способности вырабатывать…  

Занятие № 3. Витамины и коферментные формы витаминов.

Количественное определение витаминов.

Цель занятия.Закрепить знания студентов по структуре, свойствам, био­логической роли витаминов. Овладеть некоторыми методами количественного определения витаминов в растительном материале.

В результате освоения темы занятия студент должен:

Знать:	Уметь:
1.Химическую структуру водорастворимых витаминов, имеющих коферментную форму. 2.Биохимические функции витаминов группы B. 3.Суточную потребность в отдельных витаминах и содержание их в пищевых продуктах. 4. Характерные признаки авитаминозов и гиповитаминозов, причины их возникновения.	1.Объяснить роль витаминов в обменных процессах. 2.Определять количественное содержание витамина C и P. 3.Оценивать пищевой рацион с точки зрения обеспеченности организма витаминами.

План занятия

1. Контроль выполнения задания по самоподготовке, ответы на тесты.

2. Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений.

3. Выполнение лабораторной работы, оформление протоколов.

4. Контроль выполнения работы и усвоения темы.

 

УИРС. Определение содержания витамина С в моче и слюне у добровольцев.

 

Методические указания к самоподготовке

1. химическое, физиологическое название витамина, буквенный индекс; 2. химическая структура витамина, его активной формы или кофермента; 3. физико-химические свойства (окраска, растворимость);

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. При гипервитаминозе наиболее токсичен ….

а) витамин Д б) витамин С в) витамин В₁ г) витамин В₆

 

1.2. Витамин В₁₂ ….

а) не имеет коферментных форм

б) вовлечен в перенос аминогрупп

в) требует специфического гликопротеида для всасывания

г) в больших количествах присутствует в растительной пище

 

Вид 2.Установите соответствие.

2.1. Фермент – кофермент – функция.

B1 B2 B3 B6 Bc PP   H B12

а) TГФК б) НАД+, НАДФ+ в) ФАД, ФМН г) ТПФ (ТДФ) д) KoA е) пиридоксаль- фосфат ж) кобаламин з) биотин

a. трансаминирование и дезаминирование аминокислот b. окислительное декарбоксилирование a-кетокислот c. переносчик одноуглеродных групп d. переносчик ацила e. перенос электронов f. реакции карбоксилирования g. перенос метильных групп и внутримолекулярный перенос водорода

2.2. Витамин – антивитамин.

1. витамин В₆ а) дикумарол

2. витамин В₁ б) изониазид

3. витамин К в) варфарин

4. витамин В₂ г) тромексан

5. фолиевая кислота д) аминоптерин, метотрексат

6. парааминобензойная е) окситиамин

кислота ж) акрихин

з) сульфаниламиды

2.3. Витамин-проявление недостаточности или авитаминоза.

1. витамин В₆ а) дерматит, диарея, деменция

2. витамин РР б) кровоточивость десен, расшатывание зубов

3. витамин С в) сердечная недостаточность, периферические невриты

4. витамин В₁ г) макроцитарная анемия

5. витамин В₂ д) себорея, дерматит

6. витамин Н е) катаракта, заеды в уголках рта

 

2.4. Кофермент – класс фермента

1. НАД, НАДФ а) лиазы

2. ФМН, ФАД б) оксидоредуктазы

3. ТПФ в) трансферазы

4. ТГФК г) изомеразы

5. кобаламин

6. пиридоксальфосфат

 

Вид 3.3.1.Кофермент витамина В₆ пиридоксальфосфат участвует в ….

1. переносе аминогрупп с амино- на кетокислоту

2. окислительном дезаминировании аминокислот

3. декарбоксилировании аминоксилот

4. восстановительном аминировании аминокислот

5. транспорте аминокислот

 

3.2. Пернициозная анемии…

1. вызывается недостаточным поступлением витамина В₁₂ с пищей

2. сопровождается выработкой антител к париетальным клеткам желудка

3. сопровождается нарушением гемопоэза вследствие гиперпродукции специфического гликопротеида

4. сопровождается недостатком в желудочном соке НСl и пепсина

 

Вид 4.Определение правильности утверждений в предложении и установление наличия причинной связи между ними.

4.1. Отсутствие в пище триптофана способствует развитию гиповитаминоза РР, потому что небольшая часть витамина РР в организме синтезируется из триптофана.

 

4.2. Авитаминоз В₁ сопровождается метаболическим ацидозом, потому что дефицит тиамина приводит к накоплению в организме a-кетокислот – пировиноградной и a-кетоглутаровой.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Одним из главных проявлений недостаточности фолиевой кислоты является развитие макроцитарной анемии. Объясните механизм возникновения анемии при дефиците фолацина. Какое применение в медицине нашли антагонисты фолиевой кислоты?

Задача 2. Такие проявления недостаточности витамина С как расшатывание зубов, поражение сосудов, приводящее к кровоизлияниям, кровотечениям, являются последствием нарушения синтеза основного белка соединительной ткани – коллагена. В чем заключается участие аскорбиновой кислоты в синтезе коллагена? Какие природные соединения проявляют синергизм с аскорбиновой кислотой в отношении влияния на состояние соединительной ткани?

 

Задача 3. Больной В., 50 лет, поступил в клинику с жалобами на потерю аппетита, потерю веса, слабость, боли в области желудка. При лабораторном исследовании обнаружены следующие отклонения от нормы:

эритроциты в крови 1,7 · 10¹²/л ( норма - 5 · 10¹²/л);

желудочная секреция 0,4 л за сутки ( норма - 2,5 л за сутки);

рН желудочного сока 7,0 (норма - 1,5).

Эритроциты имеют необычную форму и большие размеры (диаметр 12-14 мкм при норме 7-8 мкм). Диагноз? Как помочь больному?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение аскорбиновой кислоты по Тильмансу.

Метод основан на способности аскорбиновой кислоты восстанавливать 2,6-дихлорфенолиндофенол, который в кислой среде имеет красную окраску, а при восстановлении обесцвечивается; в щелочной среде окраска синяя. Реакцию проводят в кислой среде для предотвращения разрушения витамина С.

Химизм реакции:

А. Определение содержания аскорбиновой кислоты в капусте.

Отвешивают 1 г капусты на весах, растирают в cтyпкe с 2 мл 10% растворa HCl, прилиивают 8 мл дистиллироваиной воды и гомогенат фильтруют. Отмеряют в колбочку для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10% раствора HCl и титруют 0,001 н раствора 2,6-дихлорфеиолиндофенола до розовой окраски, сохраняющейся в течение 30 сек.

Производят расчет содержания витамина С в 100 г капусты по формуле:

 

0,088 × А × Г × 100

Х= ------------------------------- , где

Б × В

Х - содержание аскорбиновой кислоты в мг на 100 г продукта;

0,088- содержание аскорбиновой кислоты, мг;

А - результат титрования 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолом, мл;

Б - объем экстракта, взятый на титрование, мл;

В - количество продукта, взятое для анализа, г;

Г - общее количество экстракта;

100- пepесчет на 100 г продукта.

 

Б. Определение витамина С в картофеле.

Отвешивают 5 г картофеля на весах, растирают в ступке с 20 каплями 10% раствора НСl (чтобы картофель не темнел), постепенно приливают 15 мл дистиллированной воды. Полученную массу сливают в колбочку для титрования, ополаскивают ступку водой, сливают ее в колбочку для титpoвания и титруют 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до розовой окраски.

Вычисляют содержание аскорбиновой кислоты по формуле, приведенной выше.

Содержание аскорбиновой кислоты в 100 г капусты составляет 25-60 мг, в 100 г шиповника 500-1500 мг, в 100 г хвои 200-400 мг, в 100 г картофеля - 1-5 мг.

 

В. Определение витамина C в лекарственных растениях.

Содержание витамина С в растительном сырье (кг) производят по формуле: 0,088 ´ А ´ 100 ´ 1000 Х= ---------, где 10 ´ В

Г. Определение содержания аскорбиновой кислоты в моче.

В колбочку отмеривают 10 мл мочи, приливают 10 мл дистиллированной воды, перемешивают, подкисляют 20 каплями 10% раствора HCl и титруют 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до розовой окраски.

Содержание аскорбиновой кислоты в моче рассчитывают по формуле:

0,088 × A × B

X=---------------------- , где

Б

X - содержание аскорбиновой кислоты, мг/сут.; 0,088- содержание аскорбиновой кислоты, мг;

A - результат титpoвания 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола, мл;

Б - объем мочи, взятый для титрования, мл;

Б - среднее суточное количество мочи (для расчета можно принять 1500 мл).

 

Д. Определение содержание аскорбиновой кислоты в слюне.

В колбочку вносят 2 мл исследуемой слюны, 20 мл дистиллированной воды, 0,5 мл ледяной уксусной кислоты, содержимое перемешивают. Смесь отфильтровывают 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до слаборозовой окраски.

Содержание аскорбиновой кислоты вычисляют по формуле:

0,088 × А × 100

Х=----------------------- , где

Х - содержание аскорбиновой кислоты в мг/100 мл.

А - количество мл индикатора, пошедшего на титрование (1 мл 0,001 н раствора индикатора соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты).

Содержание аскорбиновой кислоты в норме составляет 0,1 мг/100 мл.

Работа № 2. Количественное определение витамина Р в чае по Левенталю.

Техника выполнения работы. К 100 мг чая приливают 50 мл горячей дистиллированной воды и проводят экстракцию в течение 5 мин. 10 мл экстракта чая… Содержание витамина Р в чае рассчитывают по следующей формуле: 3,2´А´V´100 Х=------------------ -, где

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1. – а; 1.2 – в.

Вид 2. 2.1. 1 –г –b; 2-в –e; 3-д-d; 4-е-a; 5-а-c; 6-б-e; 7-з-f; 8-ж-g;

2.2. 1-б; 2-е; 3-а, г; 4-ж; 5-д; 6-з;

2.3.-1-б; 2-б; 3-б, а; 4-в; 5-в, г; 6-в, а.

Вид 3.3.1.- 1, 3; 3.2. – 2, 4.

Вид 4. 4.1. – А (+, +, +); 4.2. – А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Антагонисты фолиевой кислоты – аминоптерин, метотрексат, являющиеся ее структурными аналогами, напротив, тормозят синтез ДНК и используются в…   Задача 2.Аскорбиновая кислота, а также янтарная кислота и ионы Fe++ необходимы для реакции гидроксилирования остатков…

Занятие № 4. Энергетический обмен. Ферменты биологического окисления. Общий путь катаболизма.

Цель занятия. Проверить и закрепить знания о структуре и биологической роли макроэргических соединений, структуре и свойствах ферментов биологического окисления и овладеть некоторыми методами качественного и количественного определения ферментов биологического окисления.

В результате освоения темы занятия студент должен:

Знать:	Уметь:
1. Пути превращения солнечной энергии в живых организмах Земли. 2. Структуру и функции основных макроэргических соединений. 3. Этапы унификации энергетических субстратов в клетках. 4. Общий путь катаболизма в клетках живого организма.	1. Написать структуру основных макроэргов. 2. Изобразите пути и этапы унификации окислительных субстратов животном организме. 3. Написать химизм этапов декарбоксилирования пировиноградной кислоты и валовое уравнение этих превращений 4. Написать химизм этапов цикла Кребса с указанием соответствующих ферментов. 5. Интерпретировать результаты определения пировиноградной кислоты в моче.

План занятия

1. Контроль выполнения задания по самоподготовке, ответы на тесты.

2. Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений.

3. Выполнение лабораторной работы, оформление протоколов.

4. Контроль выполнения работы и усвоения темы.

Методические указания к самоподготовке

 

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выберите один наиболее правильный ответ.

1.1. Минуя стадию образования пирувата, превращаются в ацетил КоА ….

а) аланин, аспартат

б) глюкоза, галактоза

в) глицерин

г) высшие жирные кислоты

 

1.2. ЦТК и окислительное декарбоксилирование пирувата протекают ….

а) в цитозоле

б) в межмембранном пространстве митохондрий

в) в матриксе митохондрий

 

1.3. Суммарное уравнения окислительного декарбоксилирование ПВК: ….

а) СН₃СОСООН+НАД⁺+СоАSН→СН₃-СОСоА+СО₂+НАДН+Н⁺

б)СН₃-СОСоА+НАД⁺+ФАД+АДФ→ 2СО₂+3НАДН+Н⁺+ФАДН₂+АТФ+

СоАSН

в) СН₃СОСООН+ФАД+ СоАSН→ СН₃-СОСоА+СО₂+ФАДН₂

Вид 2. Установлениесоответствия:

2.1. Фермент-Кофермент

1. малатдегидрогеназа а) ФАД

2. сукцинатдегидрогеназа б) железосодержащий протопорфирин

3. цитохром в в) НАД, НАДФ

4. цитохромоксидаза г) Fе⁺⁺ - протопорфирин, ионы меди

5. изоцитратдегидрогеназа д) ФМН

 

2.2. Субстрат цикла трикарбоновых кислот – характеристика превращения

1.a-кетоглутарат а) претерпевает окислительное декарбоксилирование

2.малат б) подвергается альдольной конденсации

3.сукцинил –СоА в) окисляется путем дегидрирования

4.оксалоацетат г) подвергается гидратации

5.фумарат д) претерпевает разрыв тиоэфирной связи

6.изоцитрат

Вид 3.3.1. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входят ….

1. НАД, ФАД

2. липоевая кислота и коэнзим А

3. ТПФ (ТДФ) и липоиламид

4. Тетрагидрофолевая кислота и пиридоксальфосфат

5. коэнзим Q и метилкобаламин

 

3.2. Примером субстратного фосфорилирования является реакция .…

1. сукцинил СоА+АДФ→сукцинат+АТФ

2. глюкоза+АТФ→глюкозо-6-фосфат+ АДФ

3. креатинфосфат+ АДФ→ креатин+ АТФ

4. АДФ+Р_н→АТФ

5. галактоза+АТФ→галактозо-6-фосфат+ АДФ

3.3. … уменьшают скорость окисления ацетата в ЦТК.

1. уменьшение коэффициента АТФ/АДФ

2. низкая концентрация НАДН, благодаря его быстрому окислению в дыхательной цепи

3. высокая концентрация АМФ

4. уменьшение коэффициента НАД⁺/НАДН

5. уменьшение коэффициента ГТФ/ГДФ

Вид 4.Определение правильности утверждений в предложении и установление наличия причинной связи между ними.

4.1. В ходе цикла лимонной кислоты происходит окислительное декарбоксилирование пирувата, потому что ЦТК протекает в матриксе митохондрий.

 

4.2. Окислительное декарбоксилирование пирувата относится к общему пути катаболизма, потому что пировиноградная кислота образуется в ходе метаболизма углеводов, аминокислот, глицерина и высших жирных кислот.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. В ходе окислительного распада пирувата до углекислого газа и воды высвобождается 273 ккал/моль энергии. При “подключении” окисления пирувата к дыхательной цепи образовалось 12,5 молекул АТФ. Подсчитайте эффективность процесса синтеза АТФ.

Задача 2.Ацетильный остаток, меченный ¹⁴С по обоим углеродным атомам (¹⁴СН₃¹⁴СОКоА), окисляется в цикле лимонной кислоты. Проследите судьбу радиоактивной метки. Определите, в каком соединении будет обнаруживаться ¹⁴С после первого оборота цикла. В ходе какого оборота ЦТК будет выделяться ¹⁴СО₂?

Задача 3.Для определения активности НАД-зависимых ферментов используется способность восстановленной формы пиридиновых коферментов поглощать свет при длине волны 340 нм. Определите состав инкубационной среды для спектрофотометрического определения активности митохондриальной малатдегидрогеназы а) по возрастанию светопоглощения при 340 нм, б) по убыванию светопоглощения при 340 нм.

Самостоятельная работа

Кратко выпишите принцип метода, химизм реакции и порядок проведения работ, выполняемых на лабораторном занятии, не забывая оставлять места для расчетов и выводов.

Работа № 1. Количественное определение пировиноградной кислоты в моче.

Гидразоны α-кетоглутаровой, щавелевоуксусной, дегидроаскорбиновой кислот в щелочной среде нестойки и быстро разлагаются. Ход работы.Контрольная и опытнаяпробы ставятся одновременно, пользуются сухой… Увеличение выделения ПВК с мочой наблюдается при авитаминозе и гиповитаминозе В1. Содержание ПВК в крови и экскреция с…

Работа № 2. Качественное определение активности сукцинатдегидрогеназы мышц.

В щелочной среде окисленная форма 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия окрашена в синий цвет, восстановленная форма - бесцветна. Активность СДГ мышц… Химизм реакции:

Работа № 3. Определение активности пероксидазы в растительном материале по методу А. Н. Бояркина.

Реакция описывается уравнением: Ход определения.Навеску 100 мг растительного материала (свежие листья растений) помещают в ступку и растирают,…

Вывод.

Практическое значение работы.Пероксидаза выполняет две функции: собственно пероксидазную, т.е. окисляет вещества с участием пероксида водорода, и оксидазную, т.е. катализирует окисление субстратов за счет молекулярного кислорода без участия пероксида водорода. Этот фермент проявляет пероксидазную активность в отношении практически всех фенолов (пирокатехин, пирогаллон, галлонавая кислота, гваякол и др.), ароматических аминов (бензидин, п-фенилендиамин и др.), аскорбиновой кислоты, нитритов и т.д.В то же время пероксидаза, обладая оксидазной функцией, способна участвовать в окисление флороглюцина, НАДН, НАДФН, индолилуксусной кислоты, оксалата, фенилпирувата и т.д.

В практике широко используют определение активности пероксидазы для оценки метаболизма ростовых веществ, лигнина и других вторичных продуктов обмена при физиологических и патологических процессах. Пероксидаза, выделенная из хрена, широко используется как аналитический реагент при проведении клинико-биохимических исследований. Поэтому метод измерения активности фермента необходим для контроля качества продажного препарата фермента.

Работа № 4. Восстановление цитохрома С.

Цитохромы участвуют в митохондриальной дыхательной цепи в качестве переносчиков электронов от флавопротеидов к кислороду. Кислород активируется и соединяется с ранее ионизированными атомами водорода, образуя воду. При восстановлении красный раствор цитохрома С бледнеет.

Ход работы. В пробирку прилить 0,001% раствор цитохрома С. В другую пробирку с газоотводнойтрубкой налить немного соляной кислоты и бросить кусочек металлического цинка. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и пропускать пузырьки выделяющегося водорода через раствор цитохрома С. Через некоторое время отметить изменение интенсивности окраски раствора фермента.

Работа № 5. Обнаружение активности цитохромоксидазы.

Химизм реакции:   цитохромоксидаза   О2 … Ход работы. На часовое стекло взять срез свежей ткани, например печени или…

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.- а, 2- в, 3- г.

Вид 2. 2.1.: 1-в, 2-а, 3-б, 4-г, 5-в; 2.2.: 1-г, 2-в, 3-а, 4-б;

2.3: 1-а; 2-в; 3-д; 4-б; 5-г; 6-а.

Вид 3. 3.1.- 1, 2, 3; 3.2.- 1, 3; 3.3.- 4.

Вид 4. 4.1.- D (-, +, -); 4.2.- С (+, -, -).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2.В результате альдольной конденсации щавелевоуксусной кислоты и меченого по указанным положениям ацетила образуется лимонная кислота со…  

Занятие № 5. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование (cеминар).

Цель занятия.Усвоить узловые вопросы сопряженного и свободного окисления, закрепив представления о связи энергетического обмена с анаболическими и катаболическими процессами обмена веществ в клетках, студент должен:

 

знать:

уметь:

1. Биологическое окисление в дыхательной цепи митохондрий, связь его с синтезом АТФ. 2. Окислительное фосфорилирование, его количественная характеристика, хемиосмотическая теория сопряжения дыхания и фосфорилирования. 3. Разобщение тканевого дыхания и фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Особенности окисления в буром жире, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.

1. Написать схему полной и укороченной дыхательной цепи митохондрий, включающую дыхательные комплексы I – IV, пункты сопряжения с фосфорилированием АДФ. 2. Написать схему перепада редокс-потенциалов компонентов цепи переноса электронов (ЦПЭ) от субстратов на кислород. 3. Объяснить механизм сопряжения дыхания и фосфорилирования, различия величин коэффициента P/O для субстратов пиридиновых (НАД-зависимых) и флавиновых (ФАД-зависимых) дегидрогеназ ЦПЭ. 4. Вычислить энергетическую эффективность (выход АТФ) процессов: цикла трикарбоновых кислот, полного окисления пирувата. 5. Объяснить механизмы разобщения дыхания и фосфорилирования; терморегуляторную функцию тканевого дыхания бурого жира, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.

План занятия

1. Контроль выполнения задания по самоподготовке, ответы на тесты.

2.Рассмотрение узловых вопросов, решение ситуационных задач, заслушивание и обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

Необходимо знать структуру и биологическую роль макроэргических соединений, иметь четкие представления о последовательности реакций процессов… Для логического усвоения темы выполните следующие задания. №№ …

Примеры тестовых заданий контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Выбор одного наиболее верного ответа

1.1. Бурая жировая ткань

а) в больших количествах присутствует у взрослых, чем у детей

б) содержит большее число митохондрий, по сравнению с белой жировой тканью

в) проявляет высокую степень сопряжения между окислением и фосфорилированием

 

1.2. Добавление 16 мкмоль фосфата к препарату митохондрий вызывает поглощение 8 мкатомов кислорода

А. коэффициент окислительного фосфорилирования

а) 2 б) 3 в) 4 г) 1

Б. Наиболее вероятный субстрат дыхания

а) малат б) a-кетоглутарат с) сукцинат

 

1.3. Какая редокс-пара дыхательной цепи включает донор протонов и электронов и акцептор только электронов?

а) восстановленный коэнзим Q и окисленный цитохром b

б) восстановленные железосерные белки и окисленный убихинон

в) восстановленный флавопротеин и окисленный железосерный центр

г) восстановленный цитохромоксидаза и молекулярный О₂.

1.4. Какое из перечисленных утверждений относительно компонентов электронтранспортной цепи является верным?

а) кислород непосредственно окисляет цитохром c

б) сукцинатдегидрогеназа непосредственно восстанавливает цитохром c

в) часть белковых компонентов дыхательной цепи кодируются ядерной, а часть митохондриальной ДНК

г) цианиды разобщают окисление и фосфорилирование

Вид 2. Установить соответствие.

2.1. Дайте определение перечисленным типам окисления:

1. окисление не связанное с синтезом АТФ

2. окисление субстратов в дыхательной цепи одновременной с аккумуляцией энергии в связях АТФ

3. синтез АТФ за счет энергии квантов света

4. монооксигеназное окисление соединений, связанное с их одновременным гидроксилированием

5. окисление, связанное с накоплением энергии в связях АТФ

а) сопряженное окисление

б) свободное окисление

в) сопряженное окисление (фотосинтез)

2.2. Тип реакции окисления – схема реакции

1. пероксидазный а) RH+O₂ ® ROOH

2. оксидазный б) SH₂ +1/2 O₂ ® S+ H₂O

3. монооксигеназный в) S+ O₂ ® SO₂

4. ПОЛ г) RH₂+O₂+ SH® R+SOH+ H₂O

5. диоксигеназный д) SH₂ +O₂ ® S+ H₂O₂

2.3. Фермент – катализируемая реакция

1. супероксиддисмутаза а) 2GSH+ROOH®GSSG+ROH+ H₂O

2. глутатионпероксидаза б) H₂O₂ ® H₂O+ O₂

3. каталаза в) O₂^- + O₂^- + H⁺® H₂O₂+ H₂O₂

4. глутатионредуктаза г) GSSG+NADPH+H⁺®GSH+NADP⁺

Вид 3.

3.1. 2,4 –дихлорфенол является разобщителем окислительного фосфорилирования, так как ….

1. является слабой кислотой

2. легко окисляется и восстанавливается

3. легко диффундирует по липидному бислою мембраны

4. образует прочный комплекс с цитохромоксидазой

5. блокирует перенос электронов от дыхательного комплекса I к дыхательному комплексу II

3.2. … обладают разобщающим действием.

1. салицилаты

2. тиреоидные гормоны

3. ненасыщенные жирные кислоты

4. барбитураты

5. цианиды

 

Вид 4.

4.1. Движение электронов по дыхательной цепи заряжает внутреннюю мембрану митохондрий, а синтез АТФ разряжает ее, так как движение протонов через Fо-канал в матриксе митохондрий запускает фосфорилирование АДФ протонной АТФ–азой.

 

4.2. В присутствии разобщающих агентов коэффициент Р/О увеличивается, потому что разобщающие агенты ускоряют накопление протонов в межмембранном пространстве митохондрий.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Подсчитайте количество АТФ, которое теоретически может образоваться при окислении янтарной кислоты до щавелевоуксусной и изоцитрата до сукцинил-КоА при условии, что митохондрии не разобщены.

Задача 2. В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве субстрата дыхания используется изоцитрат. Определите:

а) коэффициент Р/О;

б) коэффициент Р/О при одновременном присутствии в среде сукцината и амитала натрия;

в) как изменится коэффициент Р/О при добавлении к среде тиреоидных гормонов?

Задача 3.В прошлом предпринимались попытки использовать 2,4-динитрофенол как средство для снижения массы тела. Высокая токсичность соединения заставила отказаться от этой идеи, хотя принимавшие его действительно теряли вес. Объясните, на чем основан эффект 2,4- динитрофенола?

Эталоны ответов к тестовым заданиям

Вид 1. 1.1.- б; 1.2.- А- а; 1.2.- Б- с; 1.3.-а; 1.4.-в;

Вид 2. 2.1.: 1-Б; 2-А; 3-В; 4-Б; 5-А; 2.2.; 1-Д; 2-Б; 3-Г; 4-А; 5-В; 2.3.: 1- В; 2- А; 3- Б; 4- Г.

Вид 3. 3.1.- 1, 3; 3.2. -1, 2, 3.

Вид 4. 4.1.- D(-, +, -). 4.2.- А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2.Изолимонная кислота окисляется НАД-зависимой дегидрогеназой, следовательно, коэффициент Р/О будет близок к 3. В присутствии в среде амитала…   Задача 3.2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) относится к разобщителям окислительного фосфорилирования, механизм разобщающего…

План занятия

1. Компьютерное тестирование знания материала.

2. Выполнение контрольной работы и собеседование с преподавателем.

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к контрольному занятию просмотрите указания к предыдущим занятиям модуля.

Контрольные вопросы

1. Состав пищи человека. Основные пищевые вещества. Понятие о заменимых и незаменимых компонентах пищи.

2. Белки. Суточная потребность. Пищевая ценность различных белков. Незаменимые аминокислоты. Азотистый баланс.

3. Углеводы и жиры. Суточная потребность. Основные пищевые углеводы. Незаменимые жирные кислоты. Потребность в ω-3 и ω-6 полиненасыщенных жирных кислотах в зависимости от возраста.

4. Минорные компоненты пищи. Минеральные вещества пищи. Региональные патологии, связанные с недостатком микроэлементов в пище и воде.

5. Витамины. Классификация и номенклатура витаминов. Алиментарные и вторичные гиповитаминозы и авитаминозы у взрослых и детей. Причины возникновения. Гипервитаминозы.

6. Токсические и вредные компоненты пищи. Алкоголь. Антивитамины.

7. Водорастворимые витамины: В₁, В₂, В₃, РР, В₆, В₁₂, Н, фолиевая кислота, С, Р, структура, биологические функции.

8. Жирорастворимые витамины А, Д, Е, К. Структура, биологические функции.

9. Коферменты НАД, НАДФ, ФМН, ФАД, КоА, Н, пиридоксальфосфат, убихинон, гем и др.

10. Основные этапы обмена веществ. Методы изучения обмена веществ. Исследования на целых организмах, срезах тканей, субклеточных структурах, ферментов, радиоизотопная индикация.

11. Химический состав пищеварительных соков: слюны, желудочного, панкреатического и кишечного соков, желчи.

12. Экзергонические и эндергонические реакции в живой клетке. Структура основных макроэргических соединений: ди- и трифосфонуклеозиды, ацилфосфаты, енолфосфаты, гуанидинфосфаты, тиоловые эфиры.

13. Схема катаболизма основных пищевых веществ и унификации энергетических субстратов.

14. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Пируватдегидрогеназный комплекс.

15. Цикл трикарбоновых кислот Кребса. Последовательность реакций и характеристика ферментов.

16. Дегидрирование субстратов и окисление водорода как источник энергии. Первичные и вторичные дегидрогеназы.

17. Терминальное окисление: убихинон, цитохромы, цитохромоксидаза. Структурная организация цепи переноса электронов и протонов.

18. Окислительное фосфорилирование. Редокс-потенциалы окисляемых субстратов и кислорода. Коэффициент Р/О.

19. Разобщение тканевого дыхания и фосфорилирования: терморегуляторная функция тканевого дыхания. Особенности дыхания бурой жировой ткани и значение для детей младшего возраста.

20.Избирательная проницаемость митохондриальной мембраны для субстратов, АДФ и ФТФ.

21. Связь между путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов. Аллостерические механизмы регуляции цикла лимонной кислоты.

22. Понятие о субстратном фосфорилировании. Примеры.

23. Физиологические механизмы регуляции тканевого дыхания и фосфорилирования, дыхательный контроль.

Примеры заданий тестового контроля знаний

1. Витамины по химической природе являются ….

1. низкомолекулярными органическими соединениями

2. углеводами

3. аминокислотами

4. белками

5. липидами

 

2.Не усваиваются организмом, но должны обязательно поступать с пищей - ….

1. мальтоза 2. лактоза 3. целлюлоза 4. пектины

 

3. Биохимические функции витамина С – это ….

1. восстанавливающий кофактор монооксигеназ

2. гидроксилирование пролина

3. ительный процесс

4. транспорт ацильных групп

5. транспорт СО₂

 

4. Патологическое состояние, связанное с нарушением обмена фтора – это ….

1. флюороз 2. кариес 3. анемия 4. тетания 5. рахит

 

5. Продуктом превращения липидов на втором этапе унификации энергетических субстратов является ….

1. ацетил-КоА 2. глицерофосфат 3. пируват 4. глицерин

 

6.При гидролизе макроэргической связи выделяется .…

1. не менее 5 ккал/моль 2. 1 ккал/моль

3. более 100 ккал/моль 4. не менее 30 ккал/моль

 

7.Относятся к макроэргическим соединениям ….

1. фосфоенолпируват

2. 1,3-дифосфоглицерат

3. глюкозо-6-фосфат

4. аденозинтрифосфат

5. цитидинтрифосфат

 

8. Образуется … молекулы НАДН за один оборот цикла Кребса.

1. ни одной 2. одна 3. две 4. три

 

9. Полное окисление одной молекулы пирувата приводит к образованию … молекул АТФ.

1. 15 2. 9 3. 12 4. 3 5. 18

 

10. Донор электронов в дыхательной цепи – это ….

1. водород 2. кислород 3. сера 4. железо 5. медь

 

11. Согласно хемиосмотической теории протоны "возвращаются" из межмембранного пространства в матрикс митохондрий ….

1. через фактор Fo АТФ-синтетазы

2. через фактор F1 АТФ-синтетазы

 

12. Разобщители … и нарушают синтез АТФ.

1. уменьшают трансмембранный потенциал

2. блокируют АТФ-синтетазу

3. ингибируют цитохромоксидазу

4. разрушают митохондрии

Ответы на тесты

1 – 1; 2 -3, 4; 3 – 1, 2; 4 – 1, 2; 5 – 1; 6 – 1; 7 - 1, 2, 4, 5; 8 – 4; 9 – 1;

10 – 1; 11 – 1; 12-1.

Модуль 3 «Структура и обмен углеводов»

Модуль включает следующие темы занятий:

1. Химия углеводов. Сахар крови. Обмен гликогена.

2. Тканевое окисление глюкозы. Глюконеогенез.

3. Зачетное занятие по модулю.

 

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2. Неперевариваемые углеводы и их роль в питании (основной компонент пищевых волокон). 3. Механизмы трансмембранного переноса моносахаридов в клетки.… 4. Поддержание и нарушения гомеостаза глюкозы в организме.

Занятие № 1. Химия углеводов. Сахар крови. Обмен гликогена.

Цель занятия. Восстановить представления о структуре и свойствах углеводов, закрепить знания по перевариванию и всасыванию углеводов; усвоить основные пути тканевых превращений глюкозы, молекулярные механизмы депонирования и мобилизации гликогена, механизмы регуляции уровня сахара в крови; научиться определять и интерпретировать уровень глюкозы в крови и активность альфа-амилазы в крови и моче.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Структуру и свойства основных пищевых углеводов. 2. Биологическую роль углеводов в организме человека. 3. Неперевариваемые углеводы и их биологическую роль. 4. Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. 5. Транспорт глюкозы в клетки. 6. Основные пути тканевых превращений глюкозы. 7. Гликогенез; пути распада гликогена в печени и других тканях; физиологическое значение и регуляцию этих процессов. 8. Гликогеновые болезни. 9. Нейрогормональную регуляцию сахара в крови; механизмы поддержания гликемии в норме и их нарушения. 10. Методы определения содержания глюкозы в крови. 11. Клинико-диагностическое значение определения содержания глюкозы и активности амилазы в крови и моче. 12. Методики проведения проб с сахарной нагрузкой (нагрузка глюкозой, галактозой) и их значение для выявления скрытой патологии углеводного обмена.	1. Представить структуру основных моно- и дисахаридов и полисахаридов. 2. Определять содержание глюкозы в крови ферментативным методом. 3. Уметь определять наличие глюкозы в крови и моче экспресс-методом с использованием диагностических тест-полосок «Глюкотест». 4. Проводить тест толерантности к глюкозе. 5. Охарактеризовать клиническое значение определения содержания глюкозы в крови и моче. 6. Охарактеризовать клинического значения определения активности амилазы в крови и моче. 7. Интерпретировать результаты определения содержания глюкозы в крови и теста толерантности к глюкозе.

Содержание занятия. На данном занятии студентам предстоит пройти контроль выполнения задания по самоподготовке, выполнить тестовые задания и ответить на вопросы преподавателя; решить ситуационные задачи, определить активность амилазы в крови и моче; овладеть методом определения глюкозы в крови; экспериментально изучить влияние инсулина и адреналина на содержание глюкозы в крови. Полученные результаты зафиксировать в протоколах.

УИРС. Принять участие в учебно-исследовательской работе по теме занятия (см.задание по УИРС).Подготовка и обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию необходимо вспомнить материал, пройденный в курсе биоорганической химии - раздел «Химия углеводов», проработать…   6. Изучите гормональную регуляцию обмена гликогена в…

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите правильный ответ (ответы).

1.1. При проведении теста толерантности к глюкозе уровень свободной глюкозы в крови у здорового человека должен снизиться до исходных цифр не позже, чем через … минут.

а) 30 минут

б) 60 минут

в) 90 минут

г) 120 минут

д) 150 минут

 

1.2. Концентрационный почечный порог для глюкозы составляет:

а) 2,2-4,4 ммоль/л

б) 3,3-5,5 ммоль/л

в) 5,5-6,0 ммоль/л

г) 6,0-8,0 ммоль/л

д) 9,0-10 ммоль/л

 

1.3. Ферментом, фосфорилирующим в цитоплазме клетки гликогенсинтетазу и переводящим ее в неактивную форму является:

а) протеинкиназа

б) фосфопротеинфосфатаза

в) фосфорилаза а.

г) фосфорилаза b

д) киназа фосфорилазы b

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

2.1. Для каждого заболевания определите специфический фермент, с недостаточностью которого оно связано:

1. болезнь Форбса-Кори А. фосфорилаза мышц

2. болезнь МакАрдля Б. гликогенсинтетаза

3. агликогеноз В. амило-1,6-глюкозидаза

4. болезнь Гирке Г. глюкозо-6-фосфатаза

 

2.2. Найдите соответствие между реакциями и ферментами, катализирующими эти реакции:

1. (С₆Н₁₀О₅)_n + H₂О → декстрины → мальтоза

2. (С₆Н₁₀О₅)_n + H₂O → (С₆Н₁₀О₅)_n-2 + мальтоза

3. (С₆Н₁₀О₅)_n + Н₃РО₄ → (С₆Н₁₀О₅)_n-1 + глюкозо-1-фосфат

4. (С₆Н₁₀О₅)_n + H₂O → (С₆Н₁₀О₅)_n-1 + глюкоза

5. (С₆Н₁₀О₅)_n + УДФ-глюкоза → (С₆Н₁₀О₅)_n+1 + УДФ

А. a-амилаза

Б. фосфорилаза

В. g-амилаза

Г. гликогенсинтетаза

Д. b-амилаза

 

Вид 3. Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

3.1. Ферменты пищеварительного тракта, участвующие в полном распаде гликогена и крахмала до молекул глюкозы:

1) a-амилаза

2) a-1,6-гликозидаза

3) a-глюкозидаза (мальтаза)

4) b-амилаза

5) b-галактозидаза

 

3.2. Продуктами гидролиза лактозы являются:

1) b-D-фруктоза

2) a- D-глюкоза

3) b-D-глюкоза

4) b-D-галактоза

5) a- D-фруктоза

 

3.3. Инсулинзависимый белок-транспортер глюкозы ГЛЮТ-4 обнаруживается в клетках …

1) скелетных мышц

2) печени

3) жировой ткани

4) слизистой оболочки кишечника

5) центральной нервной системы

6) сердечной мышцы

7) паренхимы почек

 

Вид 4. Для каждого вопроса определите:

1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная зависимость.

4.1. Гексокиназа активна при низкой концентрации глюкозы в крови в постабсорбтивном периоде, потому что она отличается более высоким сродством к глюкозе (Кm < 0,1 ммоль/л) по сравнению с глюкокиназой (Кm > 10,0 ммоль/л).

 

4.2. При гликогенозе III типа (болезни Форбса-Кори) в печени и мышцах накапливаются лимитдекстрины, потому что причиной болезни является дефицит кислой a-1,4-глюкозидазы.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. У новорожденного ребенка после кормления молоком наблюдались беспокойство, срыгивания, рвота, метеоризм, диарея. После перевода на искусственное кормление смесью, содержащей из углеводов только глюкозу, было отмечено быстрое купирование диспепсических расстройств. Подумайте, недостаточность какого фермента, участвующего в переваривании углеводов, может вызвать подобную картину заболевания. Напишите схему реакции, катализируемую этим ферментом. Какую пробу необходимо провести для диагностики данной энзимопатии? Опишите методику проведения этой пробы и ее возможные результаты.

Задача 2. Фосфорилаза – фермент, лимитирующий скорость гликогенолиза. В печени и мышцах этот фермент кодируется разными генами. Известно 2 типа гликогеноза, характеризующихся дефектом этого фермента различной локализации: тип V (болезнь МакАрдля) – недостаточность фосфорилазы мышц, и тип VI (болезнь Эра (Херса)) – недостаточность фосфорилазы печени. Назовите признаки этих заболеваний. Какое из заболеваний не сопровождается гипогликемией? Какова реакция больных на введение глюкагона? Как изменяется концентрация лактата в крови после физической нагрузки?

Кратко выпишите принцип метода и порядок проведения работ, выполняемых на занятии, оставляя места для расчета и вывода.

Самостоятельная работа студентов

Для количественного определения глюкозы в крови используются следующие методы:

I. Редуктометрические – они основаны на свойстве сахаров восстанавливать в щелочной среде соли тяжёлых металлов (титрометрический метод Хагедорна-Йенсена). Недостаток этих методов состоит в том, что они неспецифичны, так как присутствующие в крови рецидивирующие вещества, не являющиеся углеводами, также обладают восстанавливающими свойствами (мочевая кислота, глютатион, креатинин), и полученные результаты включают всю сумму восстанавливающих соединений в крови.

II. Колориметрические – базируются на методологии определения в конечной точке. В зависимости от химической природы аналитической реакции эти методы подразделяются на неферментные и ферментные (энзиматические):

1. Неферментные - основаны на определении степени интенсивности окраски соединений, образующихся при взаимодействии глюкозы с определенным веществом (ортотолуидиновый метод; специфичен и точен).

2. Энзиматические методы основаны на каталитическом действии ферментов (глюкозооксидазы и гексокиназы). Применение энзимных реагентов значительно увеличивает специфичность метода. Процедуры, связанные с использованием глюкозооксидазной и гексокиназной реакций, могут быть автоматизированы, что значительно повышает чувствительность и точность способа определения глюкозы.

Клинико-диагностическое значение определения содержания глюкозы в крови. В норме содержание глюкозы в крови у взрослых составляет 3,9 -5,8 ммоль/лили 0,7-1,0 г/л. Увеличение концентрации глюкозы в крови- гипергликемия - наблюдается после приема пищи, содержащей большое количество сахара (алиментарная гипергликемия), при клинически выраженной форме сахарного диабета, остром панкреатите, травмах и опухолях мозга, повышении гормональной деятельности щитовидной железы, коры и мозгового слоя надпочечников, гипофиза, сильном эмоциональном и психическом возбуждении. Уменьшение уровня глюкозы в крови - гипогликемия наблюдается при передозировке или неоправданном назначении инсулина, некоторых формах гликогенозов, нарушении всасывания углеводов, заболеваниях поджелудочной железы, сопровождающихся гиперсекрецией инсулина (инсулиноме и др.), при недостаточной выработке контринсулярных гормонов, длительном голодании и др.

 

Работа № 1. Определение концентрации глюкозы в сыворотке крови глюкозооксидазным методом.

Глюкоза + О2 + Н2О ¾¾¾¾¾¾¾¾® глюконат + Н2О2; глюкозооксидаза 2Н2О2 + фенол + 4-аминоантипирин -¾¾® 4(n-бензохинонмоно- + 4Н2О.

Работа № 2. Определение глюкозы в крови по цветной реакции с орто-толуидином.

Глюкоза при нагревании с о-толуидином в кислой среде дает зеленое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации глюкозы в… Ход определения. В центрифужную пробирку налить 0,9 мл 3% раствора… Взять две пробирки. В первую (опыт) прилить 0,5 мл центрифугата, во вторую (контроль) - 0,5 мл 3% раствора…

Работа № 4. Определение активности альфа-амилазы в сыворотке крови и моче.

Ход определения. Для определения активности альфа-амилазы в сыворотке крови или моче готовят параллельно опытную и контрольную пробы и анализируют в…   Компоненты Пробы крови, мл Пробы мочи, мл … Пробы перемешивают, оставляют стоять на 15 мин, центрифугируют при 3000 об/мин в течение 5 мин. Затем измеряют…

Работа № 5. Влияние адреналина на содержание глюкозы в крови.

Ход работы. У кролика из краевой вены уха или у крысы из хвостовой вены набирают 0,1 мл крови и определяют о-толуидиновым методом содержание глюкозы в крови.

Затем у животного выстригают на боку шерсть, протирают кожу спиртом и водят подкожно 0,1 % раствор адреналина из расчета 0,1 мл на 1 кг веса и через 30 минут повторно определяют содержание глюкозы в крови.

 

Работа № 6. Влияние инсулина на содержание глюкозы в крови.

Ход работы. У другого кролика из краевой вены уха или у крысы из хвостовой вены взять 0,1 мл крови и определить содержание глюкозы в крови.

У животного выстричь шерсть на боку, обработать спиртом и ввести подкожно инсулин из расчета 1,5 международных единиц на кг веса. Через час повторно определить содержание глюкозы в крови. Ввести животному подкожно 5% раствор глюкозы для предотвращения инсулинового шока: кролику 10 мл, крысе - 1 мл.

Результаты 3-й и 4-й работ внести в таблицу и сделать выводы.

 

Гормон	Глюкоза крови до опыта	Количество введенного гормона	Глюкоза крови в конце опыта
Адреналин
Инсулин

Выводы:

Задание по УИРС:

Каждая рабочая группа студентов определяет активность амилазы мочи у одного из товарищей и заносит результаты анализа в специальную анкету обследования по УИРС. Одна группа студентов изучает влияние инсулина, а другая - влияние адреналина на сахар крови в эксперименте на животных. В конце занятия каждая группа студентов докладывает группе свои результаты и выводы.

 

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1.- г, 1.2.-д, 1.3. – а.

Вид 2.2.1. 1-В, 2-А, 3-Б, 4-Г; 2.2. 1-А, 2-Д, 3-Б, 4-В, 5-Г.

Вид 3. 3.1.- 1, 2, 3; 3.2.- 2, 4; 3.3.- 1, 3.

Вид 4. 4.1.- А (+, +, +); 4.2. С (+, -, -).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Лактоза (галактоза (b-1,4)-глюкоза)… лактаза (b-1,4-гликозидаза)

Занятие № 2. Тканевое окисление глюкозы. Глюконеогенез (семинар).

Цель занятия. Сформировать и закрепить у студентов системные знания об основных путях метаболизма глюкозы, о клеточных и нейро-гуморальных механизмах регуляции углеводного обмена.

Студент должен
знать:	уметь:
1. Этапы, ключевые регуляторные ферменты, энергетическую эффективность анаэробного и аэробного дихотомического окисления глюкозы, спиртового брожения. 2. Этапы, ключевые регуляторные ферменты, биологическую роль глюконеогенеза. 3. Этапы, ключевые регулятор-ные ферменты, биологическую роль пентозофосфатного окис-ления глюкозы. 4. Особенности обмена галактозы и фруктозы в организме человека. 5. Основные механизмы кле-точной и нейро-гуморальной регуляции метаболизма углеводов.	1.Интерпретировать изменения обмена углеводов при развитии гипоксии в тканях, особенности окисления глюкозы в аэробных и анаэробных тканях. 2.Оценить роль и выраженность глюконеогенеза при некоторых физиологических и патологических состояниях. 3.Оценить роль и выраженность пентозофосфатного окисления глюкозы в физиологических условиях. 4. Интерпретировать сдвиги в обмене углеводов при изменениях гормонального статуса организма.

Содержание занятия. На данном семинарском занятии студентам предстоит пройти контроль выполнения задания по самоподготовке, ответить на контрольные тестовые задания и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, заслушать и обсудить реферативные сообщения, рассмотреть узловые вопросы темы.

УИРС.Подготовка и обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

  Для успешного усвоения материала и активной работе на семинаре, выполните…   № № Задание Указания к выполнению задания 1. …

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите правильный ответ (ответы):

1.1. Коферментом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы является:

а) биотин

б) ТДФ

в) ФАД

г) НАД⁺

д) НАДФ⁺

1.2. Ферменты, катализирующие необратимые реакции гликолиза: …

а) гексокиназа

б) альдолаза

в) фосфофруктокиназа

г) енолаза

д) пируваткиназа

 

1.3. Реакцию гликолиза

глицероальдегид-3-фосфат→1,3-дифосфоглицерат

катализирует фермент:

а) пируваткиназа

б) фосфоглицеромутаза

в) триозофосфатизомераза

г) фосфоглицераткиназа

д) глицеральдегидфосфатдегидрогеназа

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

2.1. Для каждого фермента найдите соответствующие реакции:

1. фосфофруктокиназа

2. гексокиназа

3. фосфогексоизомераза

4. фосфоглюкомутаза

5. глюкокиназа

А. фруктозо-1,6-дифосфат → ГАФ + ДОАФ

Б. глюкоза + АТФ → глюкозо-6-фосфат + АДФ

В. фруктозо-6-фосфат + АТФ → фруктозо-1,6-дифосфат + АДФ

Г. глюкозо-6-фосфат → глюкозо-1-фосфат

Д. глюкозо-6-фосфат + Н₂О → глюкоза + Н₃РО₄

Е. глюкозо-6-фосфат → фруктозо-6-фосфат

Ж. фруктоза + АТФ → фруктозо-6-фосфат + АДФ

 

2.2. Установите соответствие:

1. продукт анаэробного гликолиза А. аланин

2.энергетическая эффективность Б. лактат

анаэробного гликолиза на 1 моль D- глюкозы В. глицерол

3. энергетическая эффективность Г. пируват

аэробного гликолиза на 1 моль D- глюкозы Д. 36 моль АТФ

4. субстрат глюконеогенеза Е. 38 моль АТФ

Ж 2 моля АТФ

 

Вид 3. Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

3.1. Гипогликемическое действие оказывают:

1. тироксин

2. инсулин

3. соматотропин

4. эстрадиол

5. глюкагон

6. адреналин

7. тестостерон

 

3.2. Фруктозо-2,6-бифосфат в печени является … .

1. аллостерическим активатором фосфофруктокиназы

2. аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы

3. аллостерическим ингибитором фруктозодифосфатазы

4. аллостерическим активатором фруктозодифосфатазы

 

3.3. К тканям, в которых наиболее интенсивно протекает пентозофосфатный путь окисления глюкозы, относятся:

1. жировая ткань

2. печень

3. кора надпочечников

4. молочная железа в период лактации

5. эмбриональная ткань

 

3.4. Основное значение (роль) апотомического окисления глюкозы:

1. снабжение субстратом глюконеогенеза

2. синтез пентозофосфатов

3. образование лактата

4. образование НАДФН

5. синтез ацетил-КоА

 

3.5. Фосфорилирование остатков серина в каждой из субъединиц бифункционального фермента под действием протеинкиназы А приводит к … .

1. снижению киназной активности

2. повышению киназной активности

3. повышению бисфосфатазной активности

4. снижению бисфосфатазной активности

 

Вид 4. Для каждого вопроса определите:

1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная зависимость.

4.1. Пируват в процессе глюконеогенеза транспортируется в митохондрии и там карбоксилируется в оксалоацетат, потому что пируваткарбоксилаза содержится в митохондрии.

 

4.2. Фосфофруктокиназа ингибируется АМФ, потому что этот фермент катализирует наиболее медленную из всех реакций гликолиза.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. Девочке в возрасте 5 лет необходимо было определить уровень глюкозы в крови для выявления сахарного диабета. Девочка перед проведением пробы в лаборатории очень волновалась, плакала. Содержание глюкозы в крови оказалось равным 7,0 ммоль/л. Можно ли утверждать после такого исследования, что у ребенка сахарный диабет?

Задача 2. У человека в первые минуты при выполнении интенсивной физической нагрузки сердечно-сосудистая и дыхательные системы не удовлетворяют резко возросшую потребность мышц в кислороде, но уже через 3-5 мин объем доставляемого в мышцы с кровью кислорода увеличивается приблизительно в 20 раз. Напишите суммарное уравнение процесса обмена глюкозы, обеспечивающего энергией основное время работы мышц бегуна на дистанции 5 км. Из специфического пути катаболизма глюкозы выпишите реакцию, в которой восстанавливается НАД⁺ и укажите механизм переноса водорода в митохондриальную дыхательную цепь.

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1.- д, 1.2.- а, в, д, 1.3. – д.

Вид 2. 2.1. 1-В, 2-Б, Ж, 3-Е, 4-Г, 5-Б; 2.2. 1-Б, 2-Ж, 3-Д, Е, 4-А, Б, В, Г.

Вид 3. 3.1.- 2, 4; 3.2.- 1, 3; 3.3.- 1, 2, 3, 4, 5; 3.4 - 2, 4; 3.5.- 1, 3.

Вид 4. 4.1.- А (+, +, +); 4.2. D (-, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2. Процесс обмена глюкозы, обеспечивающего энергией основное время работы мышц бегуна на дистанции 5 км, - аэробное дихотомическое окисление… Глюкоза + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О + 36 (38) АТФ. Реакция гликолиза, в которой восстанавливается НАД+:

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию еще раз проработайте материал, отвечая на поставленные ниже контрольные вопросы. Этот раздел биологической химии является одним из важнейших для вашего дальнейшего медицинского образования. Он совершенно необходим для усвоения большого круга вопросов по патологической физиологии, гигиены питания, терапии, хирургии, эндокринологии и др. При изучении материала обратите особое внимание на знание не только химизма тех или иных метаболических путей, но и на понимание их сущности, биологического значения, энергетическую ценность этих превращений. При повторении лабораторных работ акцентируйте внимание на знания принципа метода, этапов работы, количественную характеристику и диагностическую ценность определения тех или иных соединений в клинической практике.

Контрольные вопросы

1. Структура и свойства основных пищевых углеводов. Биологическая роль углеводов в организме человека.

2. Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Ферменты, особенности их действия.

3. Особенности всасывания углеводов. Превращения глюкозы в процессе ее всасывания.

4. Качественное и количественное определение активности амилазы. Нормы активности и диагностическая ценность определения амилазы крови и мочи.

5. Основные пути тканевых превращений глюкозы.

6. Гликоген. Структура, содержание в отдельных тканях, биологическая роль.

7. Гликогенез. Основные этапы и ферменты гликогенеза.

8. Распад гликогена в тканях. Пути распада, ферменты распада гликогена.

9. Нейро-гуморальная регуляция обмена гликогена в печени: молекулярные механизмы действия глюкагона, адреналина и инсулина.

10. Гликогенозы. Общее понятие. Краткая характеристика болезни Гирке, лимитдекстриноза, болезни Мак-Ардля, генерализованного гликогеноза, агликогеноза.

11. Сахар крови. Методы его определения и нормы содержания в зависимости от метода определения. Понятие о сахарной кривой. Диагностическая ценность определения сахара крови и построения сахарной кривой.

12. Нейро-гуморальные механизмы поддержания уровня сахара крови. Гипергликемические и гипогликемические гормоны. Почечный порог для глюкозы.

13. Общая характеристика путей окисления глюкозы в клетке, их взаимосвязь и биологическое значение.

14. Анаэробный дихотомический путь распада глюкозы - гликолиз. Последовательность реакций, ферменты, химизм и обратимость отдельных этапов гликолиза.

15. Энергетическая ценность и биологическое значение гликолиза. Ключевые ферменты, регуляция их активности.

16. Гликогенолиз. Энергетическая ценность гликогенолиза.

17. Спиртовое брожение. Последовательность реакций, ферменты отдельных этапов и их химизм. Конечные продукты окисления и энергетическая ценность спиртового брожения.

18. Аэробный дихотомический путь распада глюкозы. Основные фазы этого пути. Представить схематически аэробное дихотомическое расщепление глюкозы.

19. Понятие о челночных механизмах переноса восстановительных эквивалентов через митохондриальные мембраны. Химизм и биологический смысл глицерофосфатного челночного механизма.

20. Энергетическая ценность аэробного дихотомического окисления глюкозы. Сходство и различия аэробного и анаэробного путей распада глюкозы. Соотношение этих путей в тканях. Эффект Пастера.

21. Судьба молочной кислоты. Пути ее использования. Цикл Кори.

22. Глюконеогенез. Ключевые ферменты глюконеогенеза. Химизм ключевых реакций глюконеогенеза.

23. Напишите схематически глюконеогенез из некоторых аминокислот, глицерина, молочной кислоты. Каково биологической значение глюконеогенеза?

24. Энергетические расходы при глюконеогенезе. В каких тканях протекает глюконеогенез?

25. Гормональная регуляция дихотомического окисления углеводов и гликогенеза. Действие инсулина, адреналина, глюкокортикоидов.

26. Апотомический путь окисления глюкозы. Основные этапы этого пути. Химизм и ферменты окислительного этапа.

27. Схема неокислительного этапа превращений пентоз в апотомическом окислении глюкозы.

28. Ключевые ферменты пентозофосфатного пути окисления глюкозы. Биологическая роль этого пути метаболизма. Основные механизмы регуляции этого пути метаболитами (глюкозо-6-фосфатом) и гормонами (инсулин, адреналин, норадреналин).

29. Особенности тканевых превращений фруктозы, галактозы. Основные причины развития фруктозурии и галактоземии.

30. Регуляция обмена углеводов и механизмы действия на обмен углеводов адреналина, глюкагона, глюкокортикоидов, соматотропина, инсулина.

 

Примеры тест-контроля

1. Галактоза образуется при переваривании:

1) мальтозы

2) лактозы

3) крахмала

4) сахарозы

5) изомальтозы

2. Пути использования глюкозы в клетке:

1) превращается в другие углеводы

2) депонируется в виде гликогена

3) используется как основной источник энергии

4) превращается в жиры при избыточном поступлении

5) используется для синтеза нуклеотидов

 

3. Транспорт глюкозы в клетки мозга происходит

1) независимо от инсулина

2) с участием ГЛЮТ-4

3) по градиенту концентраций

4) по механизму симпорта

5)с затратой энергии АТФ

 

4. Гликогенсинтетаза:

1) катализирует образование a-1,4-гликозидный связей между остатками глюкозы

2) катализирует необратимую реакцию

3) в качестве субстрата использует УДФ-глюкозу

4) катализирует образование связей в точках разветвления молекулы гликогена

5) активна в дефосфорилированной форме

 

5. Аллостерический активатор фосфорилазы в в клетках мышц

1) АМФ

2) АДФ

3) АТФ

4) НАД⁺

5) НАДН

 

6. Аллостерические ингибиторы глюконеогенеза:

1) АМФ

2) АДФ

3) АТФ

4) фруктозо-1,6-бифосфат

5) фруктозо-2,6-бифосфат

 

7. В ходе гликолиза в эритроцитах протекает реакция:

1) ГАФ→ДОАФ

2) пируват→ФЕП

3) глюкозо-6-фосфат→глюкозо-1-фосфат

4) глицероальдегид-3-фосфат→1,3-дифосфоглицерат

5) оксалоацетат→малат

 

8. Фермент лактатдегидрогеназа

1) катализирует восстановление пирувата в цитозоле

2) катализирует необратимую реакцию

3) имеет органоспецифические изоформы

4) катализирует регуляторную реакцию

5) используется в диагностике заболеваний

 

9. Отличительными особенностями глюкокиназы по сравнению с гексокиназой являются … .

1) высокое значение К_м для глюкозы

2) низкое значение К_м для глюкозы

3) высокая активность в печени

4) низкая активность в печени

5) ингибируется глюкозо-6-фосфатом

6) не ингибируется глюкозо-6-фосфатом

 

Эталоны ответов на тесты

1.- 2; 2.– 1, 2, 3, 4, 5; 3.- 1,3; 4.- 1, 2, 3, 5; 5.- 1; 6.- 1, 2, 5; 7- 4; 8.- 1, 3, 5; 9. - 1, 3, 6.

 

Модуль 4. «Структура и обмен липидов»

 

Модуль включает следующие темы занятий:

1. Строение, биологическая роль и обмен нейтрального жира (триглицеридов).

2. Обмен холестерина и сложных липидов. Регуляция обмена липидов.

3. Зачетное занятие по модулю.

 

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2. Нарушения переваривания и всасывания липидов. 3. Гормональная регуляция синтеза и мобилизации жиров. 4. Биохимические аспекты ожирения.

Занятие № 1. Строение, биологическая роль и обмен нейтрального жира (триглицеридов).

Цель занятия. Восстановить представления о структуре, свойствах и биологической роли жирных кислот, триацилглицеридов, сформировать и закрепить знания о переваривании, всасывании, транспорте и тканевом обмене нейтрального жира, глицерина и свободных жирных кислот, научиться некоторым методам анализа состояния обмена липидов.

 

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Структуру, свойства и биологическую роль предельных и непредельных жирных кислот. 2. Структуру, особенности переваривания и всасывания триацилглицеридов. 3. Тканевой синтез и распад триацилглицеридов и регуляцию этих процессов основными липогенетическими и липолити-ческими гормонами. 4. Пути использования ацетил-КоА в клетке. 5. Этапы тканевого синтеза и распада свободных жирных кислот, энергетическую эффективность их окисления. 6. Структуру, биосинтез и биологическую роль кетоновых тел.	1. Представить формулы наиболее распространенных в организме жирных кислот. 2. Интерпретировать изменения и нарушения переваривания и всасывания жира. 3. Оценить интенсивность липолиза и липогенеза при изменении содержания отдельных гормонов. 4. Рассчитать энергетическую ценность окисления отдельных жирных кислот и триацилглицеридов. 5. Охарактеризовать клинико-диагностическое значение определения триацилглицеридов в сыворотки крови. 6. Интерпретировать причины и последствия развития кетонемии и кетонурии.

Содержание занятия. На данном лабораторном занятии студентам предстоит пройти контроль выполнения заданий по самостоятельной подготовке, выполнить задания тест-контроля и совместно с преподавателем рассмотреть основные вопросы темы занятия, решить ситуационные задачи, заслушать и обсудить реферативные сообщения, выполнить лабораторные работы.

УИРС.Подготовка и обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

Для того, чтобы успешно подготовиться к данному занятию, необходимо выполнить следующие задания:   №№ Задание Указания к выполнению заданию …

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы)

1.1. Ключевым ферментом синтеза нейтрального жира является:

а) фосфатидилфосфатаза

б) глицеролкиназа

в) глицеролфосфатацилтрансфераза

г) диацилглицеролацилтрансфераза

 

1.2. Тканью, не использующей кетоновые тела в качестве энергетического субстрата, является:

а) печень

б) мозг

в) сердце

г) корковый слой почек

д) скелетные мышцы

 

1.3. Поставщик восстановленных эквивалентов (электронов и протонов) для биосинтеза жирных кислот:

а) ФАДН₂

б) НАДН

в) НАДФН

г) ФМНН₂

д) аскорбиновая кислота

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

2.1. Нормальное содержание липопротеинов натощак в плазме крови:

1. хиломикроны А. 3,0-4,5 г/л

2. ЛПОНП Б. 0,1-0,5 г/л

3. ЛПНП В.1,25-4,25 г/л

4. ЛПВП Г. 0,8-1,5 г/л

2.2. Установите соответствие:

Реакции b-окисления жирных кислот – соответствующие ферменты:

1. еноил-КоА → b-гидроксиацил-КоА

2. ацил-КоА + карнитин → ацил-карнитин + HSКоА

3. b-кетоацил-КоА → ацил-КоА + ацетил-КоА

4. ацил-КоА → еноил-КоА

5. b-гидроксиацил-КоА → b-кетоацил-КоА

А. еноил-КоА-гидратаза

Б. b-кетотиолаза

В. b-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа

Г. карнитин-ацилтрансфераза

Д. ацил-КоА-дегидрогеназа

 

Вид 3. Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

3.1. Продуктами переваривания жиров являются:

1. свободные жирные кислоты

2. b- моноацилглицерол

3. глицерол

4. a-моноацилглицерол

 

3.2. В состав холеинового комплекса (смешанной мицеллы) входят:

1. соли желчных кислот

2. свободные жирные кислоты

3. холестерин

4. жирорастворимые витамины

5. моноацилглицерол

 

3.3. Функции солей желчных кислот:

1. Эмульгирование жира

2. Стабилизация эмульсии жира

3. Образование гидрофильной части холеиновых комплексов

4. Образование гидрофобной части холеиновых комплексов

5. Гидролиз жира

Вид 4. Для каждого вопроса определите:

1) верно или не верно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная зависимость.

4.1. У взрослых активность лингвальной липазы высокая, потому что оптимум рН этой липазы 4,0-4,5.

 

4.2. Основными продуктами переваривания триацилглицеридов являются b-моноацилглицеролы и свободные жирные кислоты, потому что панкреатическая липаза гидролизует жиры преимущественно в b-положении.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. У спортсмена перед ответственным стартом в крови повысилось содержание глюкозы до 6,5 ммоль/л и уровень СЖК (свободные жирные кислот) до 1,2 ммоль/л (норма 0,4-0,9 ммоль/л). Какова причина этих изменений в крови?

Задача 2. У мальчика 5 лет наблюдается быстрая утомляемость, резко снижена способность к выполнению физических упражнений. При исследовании биоптата мышц обнаружено, что концентрация карнитина в ткани меньше нормы в 5 раз. В цитозоле клеток мышц обнаружены вакуоли жира. Каковы возможные причины такого состояния? Чем обусловлена снижение способности к выполнению физических упражнений у этого мальчика? Для ответа на вопросы объясните роль карнитина в обмене липидов. Объясните, почему при голодании у таких больных сочетаются симптомы гипогликемии и отсутствие кетонемии?

 

Занесите в тетради для ведения протоколов следующие работы, оставляя свободное место для выводов и проведения расчетов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение активности липазы в панкреатическом соке.

Принцип метода. Метод основан на нейтрализации щелочью жирных кислот, образующихся при гидролизе жира ферментом липазой. Активность липазы… Ход работы. Отмерить в 2 пробирки по 4 мл молока, 5-8 капель фенолфталеина и… Расчет. Для определения липазного числа надо количество мл 0,1н раствора КОН, пошедшего на титрование, разделить на 2,…

Работа № 2. Количественное определение триацилглицеринов в сыворотке крови.

Ход определения. ТАГ определяют, внося реактивы в 3 пробирки с притертой пробкой в следующей последовательности:   Раствор,… После охлаждения измеряют оптическую плотность опытной (Ео) и эталонной (Еэ)… Расчет. Содержание ТАГ рассчитывают по формуле:

Работа № 3. Реакция на кетоновые тела (ацетон).

  СН3-С-СН3+Na2[Fe(CN)5NO]+NaOH®Na4[Fe(CN)5NO=CH-C-CH3]+2H2O || ||

Клинико-диагностическое значение определения кетоновых тел.

К кетоновым телам относятся ацетоуксусная кислота, b-оксимасляная кислота и ацетон. Ацетоуксусная и b-оксимасляная кислота являются продуктами неполного окисления жирных кислот. В крови в норме они содержатся в незначительных количествах (0,01-0,02 г/л), так как в тканях быстро окисляются до СО₂ и Н₂О.

Кетоновые тела появляются в моче (кетонурия) при увеличении их содержания в крови. В норме с мочой выделяется минимальное количество кетоновых тел (20-50 мг за сутки), которое не обнаруживается используемыми качественными пробами. Кетонурия появляется при сахарном диабете, голодании, гликогенозах и др.

Длительно продолжающиеся желудочно-кишечные заболевания у детей могут вызвать кетонемию в результате голода и истощения. Кетонемией сопровождаются углеводное голодание у детей, длительная физическая нагрузка.

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1.- в, 1.2.- а, 1.3. – в.

Вид 2. 2.1 1-Б, 2-Г, 3-А, 4-В; 2.2. 1-А, 2-Г, 3-Б, 4-Д, 5-В.

Вид 3. 3.1.- 1, 2, 3; 3.2.- 1, 2, 3, 4, 5; 3.3.- 1, 2, 3.

Вид 4. 4.1.- D (-, +, -); 4.2.- С (+, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Задача 2.Снижение концентрация карнитина может быть связано с несколькими…

Занятие № 2. Обмен холестерина и сложных липидов. Регуляция обмена липидов.

Цель занятия. Усвоить переваривание, всасывание и основные пути метаболизма холестерина и фосфолипидов. Закрепить знания нейро-гуморальных механизмов регуляции обмена липидов. Научиться методу количественного определения холестерина.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Структуру, биологическую роль, содержание в сыворотке крови холестерина. 2. Транспортные формы в плазме крови холестерина и глицеролфосфатов. Состав и роль различных классов липопротеинов. 3. Пути метаболизма холестерина в сыворотке крови, тканях и печени. 4. Структуру и роль первичных и основных парных желчных кислот. 5. Структуру, основные пути тканевого обмена и биологическую роль фосфолипидов. 6. Понятие о жировой инфильтрации печени, липоторопных факторах. 7. Понятие об атеросклерозе, желчнокаменной болезни, дислипопротеинемиях. 8. Ведущие липолитические и липогенетические гормоны и молекулярные механизмы их влияния на обмен липидов.	1. Представить структуру и объяснить биологические функции холестерина и фосфолипидов. 2. Определять содержание общего холестерина в крови. 3. Интерпретировать результаты определения в сыворотке крови содержания общего холестерина, альфа- и бета-холестерина, ЛПОНП, ЛПНП и глицеролфосфатидов.

Содержание занятия. На данном лабораторном занятии студентам предстоит пройти контроль выполнения заданий самостоятельной подготовки, выполнить задания тест-контроля и ответить на вопросы преподавателя в процессе опроса, решить ситуационные задачи, заслушать и обсудить реферативные сообщения, овладеть методом определения холестерина в сыворотке крови, определить содержание лецитина в сыворотке крови, научиться интерпретировать полученные результаты.

Методические указания к самоподготовке

При проработке данной темы, используя учебник и лекции, а также дополнительную литературу, выполнить следующие задания.   №№ Задание Указания к выполнению задания …  

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы)

1.1. Фосфолипаза А₂, участвующая в переваривании пищевых фосфолипидов, синтезируется в …

а) желудке,

б) печени,

в) поджелудочной железе,

г) слизистой оболочке тонкого кишечника,

д) просвете кишечника

 

1.2. Ферментом, катализирующим ключевую регуляторную реакцию синтеза холестерина является:

а) ацилКоА:холестеролацилтрансфераза

б) тиолаза,

в) гидрокисиметилглутарил-КоА-синтаза

г) гидрокисиметилглутарил-КоА-редуктаза

 

1.3. H₂N-CH₂-CH₂-OH + АТФ → H₂N-CH₂-CH₂-O-Р + АДФ

Ферментом, катализирующий данную реакцию, является ….

а) глицеролкиназа,

б) этаноламинкиназа,

в) холинкиназа,

г) ацилтиокиназа

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

2.1. фермент - гидролизуемая эфирная связь

1. фосфолипаза А₁ А. высвобождает фосфатидную кислоту

2. фосфолипаза А₂ Б удаляет жирную кислоту у С₁ глицерина

3. фосфолипаза С В. удаляет жирную кислоту у С₂ глицерина

4. фосфолипаза D Г. гидролизует эфирную связь у С₃ глицерина

 

2.2. Метаболический процесс – регуляторный фермент

1. биосинтез холестерина А. карнитинацилтрансфераза I

2. b-окисление жирных кислот Б. ГМГ-КоА-синтетаза

3. биосинтез кетоновых тел В. ацетил-КоА-редуктаза

4. биосинтез желчных кислот Г. ГМГ-КоА-редуктаза

5. биосинтез жирных кислот Д. 7-a-гидроксилаза

 

2.3. Тип дислипопротеинемии – генетический дефект

1. тип I А. дефект в структуре апоЕ

2. тип II Б. дефект рецепторов ЛПНП или апоВ-100

3. тип III В. генетически гетерогенная группа заболеваний

4. тип IV Г. дефект структуры ЛП-липазы или апоС-II

5. тип V

 

Вид 3. Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

3.1. Причинами жировой инфильтрации печени являются: … .

1. уменьшение биосинтеза фосфолипидов

2. нарушение образования ЛПОНП

3. недостаток в пище липотропных факторов

4. увеличение биосинтеза фосфолипидов

 

3.2. Выберите из перечисленных соединений субстраты и промежуточные продукты синтеза холестерина и расположите их в порядке образования:

1. Ланостерин

2. Мевалоновая кислота

3. Еноил-КоА

4. ГМГ-КоА

5. ацетоацетил-КоА

6. 7a-гидрокихолестерол

7. сквален

8. Ацетил-КоА

9. Холестерин

 

 

Вид 4. Для каждого вопроса определите:

1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная зависимость.

4.1. Липостатины подавляют синтез эндогенного холестерина, потому что они являются ингибиторами ключевого фермента этого процесса - гидрокисиметилглутарил-КоА-редуктаза.

 

4.2. При семейной гиперхолестеринемии (II тип дислипопротеинемии) в крови увеличивается концентрация ЛПНП и холестерина, потому что в основе этой патологии лежит снижение активности липопротеинлипазы.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. У женщин содержание общего холестерина в крови и частота заболевания атеросклерозом ниже, чем у мужчин, однако желчнокаменная болезнь у них встречается в 3-4 раза чаще. Объясните эти особенности. Для этого перечислите факторы, способствующие и препятствующие образованию желчных камней. Опишите, как влияют эстрогены на обмен холестерина.

 

Задача 2. У больного по результатам биопсии в гепатоцитах обнаруживаются вакуоли с жиром и поставлен диагноз жировой инфильтрации печени. Объясните возможные механизмы этого явления. Какую диету Вы порекомендуете при этом? Почему метионин используется при лечении ряда заболеваний печени, в частности в качестве вещества, уменьшающего риск развития жирового перерождения печени.

 

Кратко выпишите принцип метода и порядок проведения работ, выполняемых на лабораторном занятии, оставив место для занесения результатов.

 

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение холестерина в сыворотке крови по методу Илька.

Ход работы. В сухую (!) пробирку поместить 2,1 мл реактива Либермана-Бурхарда и осторожно по стенке пробирки добавить 0,1 мл негемолизированной… По найденной экстинкции определить количество холестерина в г/л по стандартной… Клинико-диагностическое значение определения холестерина в сыворотке (плазме) крови.Содержание холестерина в сыворотке…

Работа № 2. Определение содержания общего холестерина в сыворотке и плазме крови ферментативным колориметрическим методом.

Принцип метода.Определение основано на ферментативном (с участием холестеролэстеразы - ХЭ) гидролизе эфиросвязанной фракции холестерина и окислении всего содержащегося в исследуемой биологической жидкости свободного холестерина под влиянием холестеролоксидазы (ХО). Реакция сопровождается высвобождением пероксида водорода, вызывающего катализируемое пероксидазой (ПО) превращение 4-аминоантипирина (4-ААП) и фенола в окрашенное соединение (хинонимин) розово-малиного цвета с максимумом поглощения при 500 нм. Интенсивность окраски образовавшегося продукта пропорциональна концентрации холестерина.

Эфиры холестерина + Н₂О → холестерин + жирные кислоты,

^ХЭ

Холестерин + О₂ → холестенон + Н₂О₂,

^ХО

2 Н₂О₂ + 4-ААП + фенол → хинонимин +4 Н₂О.

^ПО

Ход работы.Приготовить опытные пробы (0,02 мл сыворотки крови и 2 мл рабочего реагента), холостую пробу (0,02 мл дистиллированной воды и 2 мл рабочего реагента) и пробу с калибратором (0,02 мл калибратора и 2 мл рабочего реагента). Рабочий реагент обязательно вносить в пробирки после проб, содержащих холестерин. Пробирки встряхнуть и инкубировать при температуре 37°С. Через 10 минут после начала инкубации пробирки повторно встряхнуть и инкубировать еще 20 минут при температуре 37°С. Окрашенные пробы фотометрировать при 500 нм в кювете с длиной оптического пути 5 мм относительно холостой пробы. Окраска стабильна в течении двух часов при комнатной температуре. Концентрацию холестерина в исследуемых пробах рассчитать по формуле:

С = (Е_оп/Е_к) × 5 ммоль/л.

где: Е_оп и Е_к – оптическая плотность исследуемой пробы и пробы с калибратором, соответственно. При результате выше 13 ммоль/л пробы следует развести в два раза дистиллированной водой, повторить анализ и полученный результат умножить на 2.

Ход работы.Приготовить пробы:

Компоненты реакционной смеси	Опытная проба, мл	Калибровочная проба	Холостая проба, мл
Сыворотка крови	0,02	-	-
Дистиллированная вода	-	-	0,02
Калибратор	-	0,02	-
Рабочий реагент	2,00	2,00	2,00

 

Реакционные смеси перемешать и инкубировать в течение 20 минут при температуре 37°С. Измерить оптическую плотность опытной и калибровочной проб против холостой пробы при длине волны 500 нм в кюветах с шириной слоя 5 мм. Окраска раствора стабильна в течение 2 часов при предохранении от прямого солнечного света.

Расчет.Содержание холестерина в сыворотке крови (С) в ммоль/л определяют по формуле:

С = 5,17 × Е_оп/Е_к,

где: Е_оп и Е_к – оптическая плотность исследуемой пробы и пробы с калибратором, соответственно;

5,17 – концентрация холестерина в калибраторе, ммоль/л.

При результате выше 13 ммоль/л пробы следует развести в два раза дистиллированной водой, повторить анализ и полученный результат умножить на 2.

Интерпретация результатов анализа:

Уровень холестерина в крови (показатели концентрации холестерина в сыворотке крови):

нормальный (желаемый) - < 5,2 ммоль/л,

погранично-высокий – 5,2 - 6,2 ммоль/л,

высокий - > 6,2 или 6,7 ммоль/л соответственно для мужчин и женщин старше 20 лет;

умеренная гиперхолестеринемия – 6,2-7,5 или 6,5-7,8 ммоль/л;

тяжелая гиперхолестеринемия - > 7,5 или > 7,8 ммоль/л.

 

Работа № 3. Определение холестерина в ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП. Расчет атерогенности.

Ход работы. К 1,0 мл сыворотки крови прилить 0,1 мл MgCl2 на 4% водном растворе фосфорновольфрамовой кислоты. Инкубировать в течение 30 мин при 40С… По разнице содержания холестерина в цельной крови (общий ХС, см. работу №1) и… Расчетхолестеринового коэффициентаатерогенности (Кхс) произвести по формуле:

Работа № 4. Количественное определение содержания лецитина в сыворотке крови.

Принцип метода. Лецитин извлекается из сыворотки крови горячим спиртом; после минерализации в экстракте колориметрическим методом определяется неорганический фосфор, содержащийся в составе лецитинов. Количество лецитина определяется по стандартной кривой.

Ход работы. В пробирку налить 1 мл сыворотки крови и 2,5 мл спирта. Содержимое пробирки перемешать стеклянной палочкой. Пробирку неплотно закрыть резиновой пробкой и поместить на 10 минут в водяную баню при температуре 80°С. Параллельно поставить контрольную пробу с 2,5 мл смеси Блюра. Содержимое обеих пробирок охладить, профильтровать через обезжиренный фильтр в сухие пробирки. Для полноты извлечения содержимое пробирки сполоснуть 1-1,5 мл смеси Блюра и вылить на фильтр.

Полученные фильтраты (опыт и контроль) осторожно выпарить, добавить в каждую пробирку по 5 капель концентрированной серной кислоты и сжечь на слабом пламени спиртовки до появления бурой окраски и тяжелых белых паров. Пробирки охладить на воздухе, добавить по 5-6 капель пергидроля и содержимое пробирок вновь сжечь до обесцвечивания жидкости. После охлаждения в каждую пробирку добавить по 2 мл бидистиллированной воды, нейтрализовать содержимое пробирок 6-7 каплями 33% раствора едкого натра, после чего добавить по 2,5 мл ацетатного буфера (рН - 4,0), 0,5 мл 2% раствора молибденовокислого аммония и 1 мл 1% раствора аскорбиновой кислоты. Содержимое пробирок тщательно перемешать и через 10 минут колориметрировать на ФЭКе с красным светофильтром (опыт против контроля). Содержание лецитина в сыворотке крови в г/л рассчитать по калибровочному графику.

Клинико-диагностическое значение определение содержания лецитина в сыворотке крови.Содержание лецитина в сыворотке крови здорового человека зависит от возраста, составляя в среднем 1,5-2,7 г/л. Изменение содержания лецитина в крови наблюдается при ряде заболеваний (атеросклероз, сахарный диабет, микседема и др.).

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1. - в, 1.2. – г, 1.3. – б.

Вид 2. 2.1. 1-Б, 2-В, 3-Г, 4-А;

2.2. 1- Г, 2- А, 3- Б, 4- Д, 5- В;

2.3. 1- Г, 2- Б, 3- А, 4- В, 5- В.

Вид 3. 3.1.- 1,2,3; 3.2.- 8, 5, 4, 2, 7, 1, 9.

Вид 4. 4.1.- А (+, +, +); 4.2.- С (+, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Задача 2. Жировая инфильтрация печени развивается при нарушении баланса между… Занятие № 3. Зачетное занятие по модулю «Структура и обмен липидов».

Методические указания к самоподготовке

При изучении материала обратите внимание на знание не только химизма тех или иных метаболических путей, но и на понимание их сущности, биологического значения, энергетическую ценность этих превращений. При повторении лабораторных работ акцентируйте внимание на знания принципа метода, этапы работы, количественную характеристику и диагностическую ценность определения тех или иных соединений в клинической практике.

Контрольные вопросы

1. Структура основных классов липидов: свободных жирных кислот, триацилглицеридов, холестерина и холестеридов, глицеролфосфатов, сфинголипидов. Биологическая роль липидов в организме.

2. Переваривание нейтрального жира в желудочно-кишечном тракте. Ферменты расщепления и особенности их действия.

3. Структура и биологическая роль желчных и парных желчных кислот.

4. Качественное и количественное определение липазы панкреатического сока, диагностическое значение.

5. Особенности всасывания и транспорта липидов в крови организма человека. Роль липопротеинлипазы и ее связь с гепарином.

6. Мобилизация жира из жировых депо. Тканевые липазы. Гормоны, стимулирующие липолиз. Механизм стимуляции липолиза адреналином.

7. Пути образования и распад глицерина в тканях. Энергетическая ценность окисления глицерина до СО₂ и воды. Представьте схему распада глицерина и охарактеризуйте этапы, приводящие к синтезу АТФ.

8. Тканевое окисление жирных кислот. Этапы окисления. Перенос жирных кислот в митохондриях с помощью карнитина. Ферменты и химизм отдельных фаз окисления жирных кислот.

9. Энергетическая эффективность одного оборота b-окисления. Формула для расчета энергетической эффективности окисления жирных кислот.

10. Пути использования ацетил-КоА в тканях.

11. Кетоновые тела. Образование кетоновых тел из ацетил-КоА. Биологическое значение кетоновых тел.

12. Кетонемия, кетонурия и возможные причины из возникновения. Качественная реакция на обнаружение ацетона в моче.

13. Биосинтез жирных кислот. Синтетаза жирных кислот. Условия синтеза жирных кислот. Механизм переноса ацетил- КоА из митохондрий в цитоплазму.

14. Ферменты и химизм отдельных этапов синтеза жирных кислот.

15. Особенности синтеза непредельных жирных кислот. Витамин F.

16. Синтез нейтрального жира в тканях. Роль глюкозы в синтезе жира в жировой ткани. Определение триглицеридов в сыворотке крови. Принцип метода, диагностическое значение.

17. Липолитические и липогенетические гормоны. Влияние на тканевый обмен триглицеридов инсулина, тироксина, половых гормонов, адреналина, норадреналина, простагландинов.

18. Тканевый распад фосфолипидов. Ферменты расщепления фосфоглицеридов.

19. Синтез фосфолипидов. Синтез фосфоглицеридов путем активации азотистых оснований и через стадию фосфатидной кислоты. Роль ЦТФ.

20. Количественное определение лецитина в сыворотке крови. Принцип метода, диагностическая ценность.

21. Переваривание холестеридов и всасывание холестерина. Понятие об экзогенном и эндогенном холестерине.

22. Основные этапы синтеза холестерина. Химизм реакции образования мевалоновой кислоты. Ключевой фермент синтеза холестерина. Представьте схематически скваленовый путь синтеза холестерина.

23. Биологическая роль холестерина. Пути использования холестерина в различных тканях. Биосинтез желчных кислот.

24. Особенности обмена холестерина в организме человека. Роль липопротеинлипазы, печеночной липазы, липопротеинов, ЛХАТ, апопротеинов в транспорте холестерина в крови: a- и b -холестерин, коэффициент атерогенности, АХАТ, накопление холестерина в тканях. Пути распада и выведения холестерина.

25. Содержание холестерина в сыворотке крови. Принцип метода определения и диагностическая ценность определения холестерина по Ильку.

26. Роль холестерина в патогенезе атеросклероза, желчнокаменной болезни.

27. Влияние на обмен липидов адреналина, норадреналина, половых гормонов, иодированных гормонов щитовидной железы, инсулина, лактикотропина.

 

Примеры тест-контроля

1. Ферменты, участвующие в переваривании липидов:

1) панкреатическая липаза

2) желудочная липаза у грудных детей

3) фосфолипаза

4) холестеролэстераза

5) липопротеинлипаза

 

2. Основные переносчики экзогенных пищевых жиров из кишечника в ткани:

1) Хиломикроны

2) ЛПОНП

3) ЛПНП

4) ЛППП

5) ЛПВП

 

3. Липопротеинлипазу активируют:

1) АпоА-I

2) АпоВ-100

3) АпоС-I

4) АпоС-II

5) АпоЕ

 

4. Превращение ГМГ-КоА в мевалонат:

1) Зависит от количества холестерола, поступившего с пищей

2) Является регуляторной реакцией в синтезе холестерола

3) Происходит с участием НАДФН

4) Происходит в цитозоле клеток

5) Замедляется при увеличении индекса инсулин/глюкагон

 

5. Причины гиперхолестеролемии:

1) увеличение активности ЛХАТ

2) снижение активности ЛХАТ

3) питание высокой энергетической ценности

4) питание низкой энергетической ценности

5) уменьшение числа рецепторов ЛПНП

 

6. Причиной семейной гиперхолестеролемии является:

1) неправильное питание в семье

2) поступление избытка холестерина с пищей

3) мутации в гене апоС-I

4) мутации в гене липопротеинлипазы

5) мутации в гене белка-рецептора ЛПНП

 

7. Синтез жирных кислот увеличивается в результате:

1) фосфорилирования ацетил-КоА-карбоксилазы

2) дефосфорилирования ацетил-КоА-карбоксилазы

3) фосфорилирования синтазы жирных кислот

4) дефосфорилирования синтазы жирных кислот

5) ингибирования цитратлиазы

 

8. Кетоновые тела синтезируются в печени, но не используются ею как энергетические субстраты, потому что в гепатоцитах отсутствует….

1) ацетоацетил-КоА-тиолаза

2) β-гидроксибутиратдегидрогеназа

3) сукцинил-КоА-ацетоацетаттрансфераза

4) 3-кетоацил-КоА-трансфераза

 

9. Судьба холестерина в печени: … .

1) окисление с образованием желчных кислот

2) использование для построения мембран гепатоцитов

3) участие в формировании ЛПОНП

4) конъюгация

5) этерификация

 

Эталоны ответов на тесты

Занятие № 1. Переваривание и всасывание белков. Протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта.

Цель занятия.Углубить и закрепить знания о составе пищеварительных соков. Ознакомиться со свойствами протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта, процессами переваривания, всасывания и гниения белков, а также с методами определения активности некоторых протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта

Студент должен
знать:	уметь:
1. Основные протеолитические ферменты желудочно - кишечного тракта, особенности их активации, оптимума pH и специфичности. 2. Особенности всасывания аминокислот и пути их использования; особенности пептидной связи и уровни структурной организации белковой молекулы; виды кислотности желудочного сока. 3. Основные токсические продукты гниения белков в толстой кишке и способы их обезвреживания.	1. Объяснить механизм переваривания белков в желудочно – кишечном тракте. 2. Определять протеолитическую активность желудочного сока и интерпретировать полученные результаты. 3. Трактовать последствия нарушений выработки протеолитических ферментов при болезнях желудка, панкреотической железы и тонкого кишечника. 4. Трактовать последствия изменений видов кислотности желудочного сока.

Содержание занятия.

Студентам предстоит пройти проверку выполнения заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать и обсудить доклад по теме УИРС, овладеть методом количественного определения протеолитической активности желудочного сока.

 

Методические указания к самоподготовке

  №№ Задание Указания к выполнению задания 1. Вспомните биологическую …  

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы).

1.1. При гниении белков из триптофана образуются

а) крезол б) индол в) фенол г) сероводород

д) метилмеркаптан е) скатол ж) путресцин

 

1.2. Полноценными считаются белки, содержащие:

а) все заменимые аминокислоты.

б) все незаменимые аминокислоты.

в) 20 основных аминокислот.

г) условно заменимые аминокислоты.

д) частично заменимые аминокислоты.

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

2.1. Ферменты пищеварительных соков ….

1. желудочного сока	а) карбоксипептидаза
2. поджелудочной железы	б) пепсин
3. кишечного сока	в) гастриксин
	г) реннин
	д) химотрипсин
	е) аминопетидаза
	ж) эластаза

 

2.2. Характер действия ферментов ….

1. экзопептидаза	а) коллагеназа
2. эндопептидаза	б) пепсин
	в) карбоксипептидаза
	г) аминопетидаза
	д) химотрипсин

Вид 3.Выполните последовательное задание

3.1. а) в результате гниения белков из амнокислот образуется

1. скатол

2. УДФ – глюкуронат

3. гидрокситриптофан

4. глутатион

5. S – аденозилметитион

б) данное вещество образуется из ….

1. тирозина

2. триптофана

3. фениаланина

4. метионина

5. треонина

3.2. а) под действием ферментов микрофлоры толстого кишечника из аминокислот образуется:

1. креатинин

2. оксипролин

3. оксилизин

4. фенол

5. прямой билирубин

б) это вещество образуется из ….

1. тирозина

2. фенилаланина

3. триптофана

4. треонина

5. метионина

в) Продуктом реакции обезвреживания является:

1. УДФ – глюкуроновая кислота

2. фенолсерная кислота

3. фенолглюкуроновая кислота

4. крезол

5. крезолглюкуроновая кислота

 

Вид 4.Определите истинность первой и второй части утверждений и установите наличие или отсутствие между ними логической связи.

4.1. Недостаточное употребление белковой пищи вредно для здоровья, потому что при этом активируются гнилостные процессы в кишечнике.

 

4.2. Белок молока казеиноген не переваривается в ЖКТ у взрослых, потому что у них не образуется фермент ренин.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. «Скорая помощь» доставила в приемное отделение мужчину 35 лет с острыми болями в животе, появившимися после обильной еды. По­степенно боль приобрела опоясывающий характер и локализовалась на границе брюшной полости и грудной клетки. Температура нормальная, давление 130/70 мм. рт. ст. Морфологический состав крови без существенных изменений. Анализ мочи: плотность 1,020, кетоновые тела и сахар в моче отсутствуют. Активность амилазы мочи по Вольгемуту равна 364 ед., содержание мочевины – 1,7%, хлоридов – 0,95%. Дайте заключение.

 

Задача 2. Реакционная смесь содержит два фермента – пепсин и химотрипсин. Какая реакция пойдет при 1) рН 1,5; 2) 7,5; 3) 5?

Задача 3. Ребенок получает с пищей 60 г белка в сутки. С мочой за это время выделяется 14 г азота. Рассчитайте азотистый баланс.

 

Подготовьте протокол лабораторных работ. Кратко напишите принцип метода и технику выполнения лабораторной работы, оставив место для расчетов и выводов.

 

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение протеолитической активности желудочного сока по Ансену.

Техника выполнения работы.В две центрифужные пробирки отмерить по 1 мл желудочного сока, разведенного в 10 раз. В опытную пробирку добавить 1 мл 5 %… Оптическую плотность опытного раствора измерить на ФЭКе при длине волны 760 нм…  

Работа №2. Определение активности уропепсина.

Техника проведения работы.Определение уропепсина. Из суточного количества мочи отбирают 20 мл, помещают в градуированный… П сут =20×Д×V×X (Ед/24часа),

Эталоны ответов на тесты

Вид 1.1.1. – б, е; 1.2 - б.

Вид 2.2.1. 1- б, в, г; 2- а, д, ж ; 3-е; 2.2. 1- в, г; 2 – а, б, д.

Вид 3. 3.1. 1 –а, 2 – б;3.2. 4 – а, 1 – б, 2,3 – в.

Вид 4. 4.1. С (+, -, -); 4.2 Д (-, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Острый панкреатит. Аутолиз (самопереваривание) ткани поджелудочной железы протеолитическими ферментами.

Задача 2. 1) пепсин расщепит химотрипсин;

2) химотрипсин расщепит пепсин;

3) ничего не произойдет.

 

Задача 3. 100г белка содержат 15 г N

60 г белка содержат: 60×15/100=9 г N

С мочой выделяется 14 г азота, поступает с пищей 9 г азота. Отрицательный азотистый баланс.

 

Занятие № 2. Обмен аминокислот. Обезвреживание аммиака.

Цель занятия.Усвоить пути превращения аминокислот, углубить и закрепить знания о способах обезвреживания аммиака в тканях.

Студент должен
знать:	уметь:
1. Особенности тканевого распада белков. 2. Общие пути метаболизма аминокислот: переаминирование, дезаминирование, декарбоксилирование. 3. Особенности обмена ароматических и серусодержащих аминокислот. 4. Процессы связывания аммиака в тканях и его детоксикацию в печени и почках.	1. Представить реакции переаминирования, дезаминирования, декарбоксилирования аминокислот. Объяснить биологическую роль образующихся аминов. 2. Охарактеризовать причины и последствия развития фенилкетонурии, алкаптонурии, альбинизма. 3. Объяснить процессы детоксикации аммиака.

Содержание занятия.

Студентам предстоит пройти проверку выполнения заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, овладеть методами определения активности АСТ и АЛТ, а также определения содержания мочевины в моче.

 

Методические указания к самоподготовке

  №№ Задание Указания к выполнению задания 1. Вспомните структуру и…  

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы).

1.1. В состав коферментов декарбоксилаз аминокислот входит….

а) никотинамид б) пиридоксин в) фолиевая кислота

г) тиамин д) рибофлавин е) аскорбиновая кислота

 

1.2. Непосредственной предшественницей мочевины в орнитиновом цикле является….

а) аспартат б) глутамат в) аргинин г) орнитин д) метионин

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите ответ, обозначенный буквенным индексом.

2.1.

Фермент	Продукт декарбоксилирования
1. глутаматдекарбоксилаза	А) гистамин
2. гистидиндекарбоксилаза	Б) триптамин
3. триптофандекарбоксилаза	В) ГАМК

 

2.2.

Субстрат	Продукт декарбоксилирования
1. фенилаланин	А) никотиновая кислота
2. триптофан	Б) серотонин
3. глутамат	В) гомогентизиновая кислота
4. цистеин	Г) таурин
	Д) меланин
	Е) ГАМК

 

Вид 3. Выберите правильные ответы:

3.1. S-аденозилметионин:

А. Является источником метильной группы в синтезе биологически актив ных веществ.

Б. Инициирует процесс трансляции

В. Участвует в обезвреживании токсических соединений.

Г. Служит источником серы для синтеза цистеина.

Д. Является предшественником гомоцистеина.

3.2. Выполните последовательно задание.

а) Назовите соединение:

 

1. Гистамин

2. Адреналин

3. ДОФамин

4. Тироксин

5. Норадреналин

 

б) Это вещество синтезируется из ….

1. гистидина

2. глутаминовой кислоты

3. тирозина

4. фениаланина

5. триптофана

 

в) Это вещество синтезируется в ….

1. надпочечниках

2. коже

3. печени

4. соединительной ткани

5. щитовидной железе

 

Вид 4. Определите истинность первой и второй части утверждений и установите наличие или отсутствие между ними логической связи.

4.1. При алкаптонурии нарушен обмен триптофана, потому что при этой патологии отсутствует оксидаза гомогентизиновой кислоты.

 

4.2. Орнитиновый и трикарбоновых кислот циклы Кребса тесно связаны, потому что у них имеется общий метаболит – фумарат.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. При обследовании работницы химчистки было обнаружено увеличение активности АЛТ в крови в 6, а АСТ в 2 раза. Обсуждая эти результаты, врач практикант А. связал активацию ферментов с избыточным употреблением мясных продуктов и решил, что особых причин для беспокойства нет, а нужно сделать повторный анализ. Практикант Б. предложил госпитализировать эту работницу, полагая, что у нее поражение печени органическими растворителями. Кто из врачей-практикантов прав и почему?

Задача 2. У ребенка содержание в крови фенилаланина 5 мкмоль/мл (при норме 0,2 мкмоль/мл), с мочой выделяется большое количество этой аминокислоты. Назовите заболевание. Какие процессы обмена нарушены, как вскармливать ребенка?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Колориметрический метод определения активности аспартат- и аланинаминотрансфераз в сыворотке крови.

Принцип метода.В результате переаминирования при участии АсАТ и АлАТ образуются, соответственно, щавелевоуксусная (ЩУК, оксалоацетат) и… СООН СООН СООН СООН | | | |

Техника выполнения работы.

Определение АсАТ.

Одновременно готовят опытную и контрольную пробы.

Опытная проба. В пробирку вносят 0,5 мл субстратного раствора, добавляют 0,1 мл сыворотки, помещают в термостат при температуре 37° С на 1 час. Затем добавляют 0,5 мл раствора динитрофенилгидразина и выдерживают при комнатной температуре 20 мин для развития реакции. Затем приливают 5 мл 0,4 н NaOH, тщательно перемешивают и оставляют при комнатной температуре на 10 мин для развития окраски. Оптическую плотность измеряют на ФЭКе с зеленым светофильтром в кювете на 10 мм против контроля.

Контрольная проба. Содержит все ингредиенты опытной пробы за исключением сыворотки крови. Вместо нее берут 0,1 мл дистиллированной воды и инкубируют в тех же условиях, что и опытную.

 

Определение АлАТ.

Одновременно готовят опытную и контрольную пробы.

В опытную пробирку вносят 0,5 мл субстратного раствора для определения АлАТ, затем добавляют 0,1 мл испытуемой сыворотки и помещают в термостат при температуре 37° С на 30 мин. Дальнейший ход анализа такой же, как при определении АсАТ.

В контрольную пробирку вместо сыворотки крови берут 0,1 мл дистиллированной воды.

Расчет активности ферментов производят по калибровочному графику, отражающему зависимость оптической плотности от содержания ПВК.

 

Работа № 2. Количественное определение мочевины в моче по Рашковану.

Принцип метода.Основан на том, что мочевина с гипохлоритом натрия и фенолом образует продукт зеленого окрашивания.

Ход работы. В пробирку поместить 0,1 мл разведенной в 100 раз исследуемой мочи, добавить 7 мл этилового спирта и прилить 2 мл дистиллированной воды. К полученной смеси прибавить 1 мл 0,035 н раствора НСl, тщательно перемешать, добавить 1 мл 1,2 % NaOCl, вновь тщательно перемешать и сразу же добавить 1 мл 5 % раствора фенола. Содержимое пробирки хорошо перемешать и поместить на 25 мин в термостат при температуре 55-60° С.

Окрашенный в зеленый цвет раствор охладить и колориметрировать на ФЭКе с красным светофильтром в кюветах толщиной 5 мм против воды.

Концентрацию мочевины рассчитать с помощью калибровочного графика с учетом разведения мочи и суточного диуреза (1500-2000 мл).

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1.1. – б; 1.2. – в;

Вид 2. 2.1. 1- в; 2-а; 3-б;

2.2. 1вд; 2аб; 3е; 4-г.

Вид 3. 3.1. - А, Д; 3.2. а-2, б-3, в-1.

Вид 4. 4.1. – Д (-, +, -); 4.2. – А (+, +, +).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.Практикант Б. прав. Вследствие токсического действия органических растворителей могло произойти повышение проницаемости мембран клеток печени и выход ферментов в кровь.

Задача 2.Фенилпировиноградная олигофрения. Нарушение обмена фенилаланина – дефект фенилаланингидроксилазы. Рекомендуется диета с исключением фенилаланина.

Занятие №3. Матричные синтезы ДНК, РНК, белка (семинар).

Цель занятия.Закрепить представления о биосинтезе нуклеиновых кислот и белка, механизмах регуляции биосинтеза белка, действии мутагенных факторов.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Репликацию ДНК. 2. Транскрипцию и процессинг РНК, адапторную роль тРНК. 3. Свойства генетического кода. 4. Трансляцию, просттрансля-ционные изменения белков. 5. Регуляцию биосинтеза белка у про- и эукариот. 6. Наследственные болезни и биохимические механизмы их возникновения.	1. Писать структурные формулы азотистых оснований, нуклеозидов, нуклеотидов. 2. Охарактеризовать уровни организации ДНК- и РНК-протеидов, строение рибосом, их биологическую роль, решать ситуационные задачи. 3. Объяснить термины: ген, репликон, транскриптон, кодон, антикодон, энхансер, сайленсер, индуктор, репрессор, мутация. 4. Объяснить биологические закономерности хранения, передачи и реализации генетической информации. 5. Схематически представить этапы синтеза ДНК, РНК, белка.

Содержание занятия.

Студентам предстоит дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи и прослушать доклады по теме УИРС.

Методические указания к самоподготовке

  №№ Задание Указания к выполнению задания 1. Вспомните строение…

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы).

1.1. Образование РНК-затравки-праймера катализирует ….

а) ДНК-лигаза б) хеликаза .... в) гираза

г) обратная транскриптаза д) α - ДНК – полимераза

е) β - ДНК- полимераза.

 

1.2 а) тетрациклин - ингибитор элонгации трансляции

б) кэпирование мРНК необходимо для ее защиты от действия нуклеаз

в) сплайсинг - это этап репликации

г) инициирующими кодонами являются AUG и GUG

д) мРНК выполняет адапторную функцию

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите ответ, обозначенный буквенным индексом.

2.1 А. На 5^′ – конце имеет «Кэп» 1. тРНК

Б. Образует с белками РНК – про- 2. мРНК

теиновые комплексы с разным значением S. 3. рРНК

В. На 3^′-конце имеет последовательность – ЦЦА.

Г. Входит в состав хроматина.

Д. Имеет полиА-последовательность на 3^′-конце.

 

2.2. Фермент Функция

1. хеликаза А) сшивание фрагментов Оказаки

2. ДНК – полимераза α Б) расплетание ДНК

3. гираза В) синтез РНК-затравки

4. ДНК – лигаза Г) синтез ДНК митохондрий

5. ДНК – полимераза γ Д) контроль суперспирализации ДНК

Вид 3.Выполните последовательное задание.

3.1. а) В формировании третичной структуры ДНК принимают участие…

1. ТАТА - фактор

2. Гистоны

3. SSВ – белки

 

б) Эти белки имеют суммарный заряд….

1. положительный

2. отрицательный

3. нейтральный

 

в) заряд обусловлен присутствием в белке большого количества

1. Глу, Асп

2. Лиз, Арг

3. Лей, Фен

г) Эти белки входят в состав ….

1. рибосом

2. нуклеосом

3. репликативной вилки

 

д) образование этих структур способствует ….

1. репликации

2. компактизации ДНК

3. повышению отрицательного заряда ДНК

4. транскрипции

 

3.2. а) на рисунке изображен один из этапов биосинтеза белка:

1. элонгации

2. инициации

3. рекогниции

4. терминации

 

б) на этом этапе в А-центр может присоединиться ….

1. Асп-тРНК^асп

2. Мет-тРНК^мет

3. любая аминоацил – тРНК

4. ни одна аминоацил – тРНК

 

в) это происходит потому, что кодон УАГ:

1. соответствует Асп

2. вырожден

3. кодирует Мет

4. бессмысленный (терминирующий)

 

г) поэтому на этом этапе участвуют …

1. Асп-тРНК^асп

2. Мет-тРНК^мет

3. факторы терминации

4. пептидилтрансфераза

5. факторы элонгации

Вид 4. Определите истинность первой и второй части утверждений и установите наличие или отсутствие между ними логической связи.

4.1. В ходе трансляции мРНК играет информационную роль, потому что в ней имеется полиадениловый участок

4.2. Сплайсинг является необходимым этапом созревания ДНК, потому что в ходе этого процесса удаляются участки молекулы, не несущие информацию о структуре белка.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. Выделена часть молекулы мРНК со следующей последовательностью оснований: ЦГААЦГАУГТЦУААЦУУУ. Как скажется на структуре пептида, закодированном этой мРНК, мутация, приводящая к замене в 12-м положении У на Ц?

 

Задача 2.В клетке имеется несколько десятков разных тРНК и несколько десятков тысяч мРНК. Чем объясняется такое различие в количестве разных типов нуклеиновых кислот? При ответе объясните, как это различие связано с функциями молекул РНК.

Эталоны ответов на тесты

Вид 1.1.1. – д; 1.2. – а, б, г.

Вид 2.2.1. 1-б, в, 2-г, 3-а;2.2. 1-б, 2-в, 3-д, 4-а, 5-г.

Вид 3.3.1. а-2, б-1, в-2, г-2, д-2; 3.2. а-4, б-4, в-4, г-3.

Вид 4.4.1. - В (+, +, -); 4.2.- Д (-, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

  Задача 2. Присутствие в клетке лишь нескольких десятков тРНК связано с их…  

Содержание занятия.

Студентам предстоит после проверки выполнения заданий по самоподготовке дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклады по теме УИРС, овладеть методами определения содержания мочевой кислоты и гемоглобина в сыворотке крови.

 

Методические указания к самоподготовке

 

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Для каждого вопроса выберите наиболее правильный ответ (ответы).

1.1. Конечным продуктом обмена пуриновых оснований у человека является ….

а) мочевина б) мочевая кислота в) b-аланин

г) аммиак д) гипоксантин

 

1.2. Предшественниками гемма являются ….

а) билирубин б) глицин в) сукцинил-КоА

г) железо д) биливердин

 

Вид 2. Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите ответ, обозначенный буквенным индексом.

2.1. Установите соответствие

 

Фермент	Процесс
1. аденозиндезаминаза	А) глицино-янтарный цикл
2. порфобилиногенсинтетаза	Б) распад пуриновых нуклеотидов
3. ксантиноксидаза	В) распад пиримидиновых нуклеотидов
4. УМФ-пирофосфорилаза	Г) распад гема
5. ∆-аминолевулинатсинтетаза
6. биливердинредуктаза

 

2.2.

Субстрат	Продукт
1. глицин	А) пурины
2. глутамин	Б) пиримидины
3. СО2	В) гем
4. сукцинил-КоА
5. аспартат
6. NH3

Вид 3. Выполните последовательное задание.

3.1. а) в синтезе пиримидиновых нуклеотидов второй полуфункциональный фермент катализирует реакцию:

1. УТФ + Глн +АТФ → ЦТФ + Глу + АДФ + Рн

2. Карбамоилфосфат + Асп → Карбамоиласпартат +Рн

3. Дигидрооротат +NАД⁺ → Оротат + NАДН +Н⁺

4. NH₃+CO₂+ 2АТФ → Карбамоилфосфат +2АДФ + Рн

5. Оротат + Фосфорибозил – 5-дифосфат →ОМФ +Рн

 

б) этот полуфункциональный фермент называется ….

1. Карбамоилфосфатсинтеза II

2. УМФ – синтаза

3. Дигидрооротатдегидрогеназа

4. Аспартаткарбамоилаза

5. Дигидрооротаза

 

в) этот фермент катализирует ещё превращение ….

1. УТФ + Глн + АТФ → ЦТФ + Глу + АДФ +Рн

2.ОМФ → УМФ + СО₂

3. карбамоилфосфат + Асп → Карбамоиласпартат +Рн

4. Дигидрооротат + НАД⁺ → Оротат +НАДН +Н⁺

5. Глн+СО₂ +2АТФ → Карбамоилфосфат +Глу +2АДФ +Рн

 

г) при недостаточности этого фермента развивается ….

1. Подагра

2. Синдром Леша – Найхана

3. Оротацидурия

4. Почечнокаменная болезнь

5. Болезнь Гирке

 

д) для лечения этого заболевания используют ….

1. 5 – фторурацил

2. Оротат

3. Уридин

4. Тимидин

5. Карбамоилфосфат

 

е) лекарственный препарат ликвидирует «пиримидиновый голод» в реакции ….

1. Оротата + Фосфорибозил – 5- дифосфат → ОМФ +Рн

2. Тимидин +АТФ → ТМФ + АДФ

3. Уридин +Рн → Урацил + Рибозо – 5-фосфат

4. Уридин +АТФ →УМФ +АДФ

5. Цитидин+АТФ → ЦМФ +АДФ

 

3.2. Установите последовательность процессинга мРНК

1. Присоединение к 3^¢ - концу полиаденилового фрагмента

2. Вырезание участков, транскрибированных интронов в ходе сплайсинга

3. Присоединение к 5^¢- концу «Кэп»

4. Отрезание «лишних» концевых последовательностей

5. Метилирование аденина и цитозина

Вид 4. Определите истинность первой и второй части утверждений и установите наличие или отсутствие между ними логической связи.

4.1. Пуриновые и пиримидиновые основания не являются обязательными компонентами пищи, потому что синтезируются в организме из низкомолекулярных соединений

 

4.2. При подагре повышается уровень мочевой кислоты, потому что при этом заболевании в крови снижается активность гуанин-гипоксантин фосфорибозилтрансферазы.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1. При анализе крови уровень мочевой кислоты у пациента составил 20 мг/дл. О чем это свидетельствует? Ваш предварительный диагноз. Какие рекомендации следует дать этому пациенту?

Задача 2. При одном из видов гликогенозов – болезни Гирке – помимо симптомов, связанных с нарушениями углеводного обмена, возникает подагрический артрит и другие симптомы подагры. Объясните чем вызвано это осложнение? При ответе:

а) вспомните, работа какого фермента а, следовательно, и метаболического пути нарушается при болезни Гирке;

б) укажите, какой метаболит накапливается в клетках в этих условиях;

в) объясните, почему накопление этого вещества способно вызвать подагру.

 

Самостоятельная работа студентов

Кратко напишите принцип метода и технику выполнения лабораторной работы, оставив место для расчетов и выводов.

 

Работа № 1. Количественное определение мочевой кислоты в сыворотке крови по методу Мюллера-Зейферта.

Определение мочевой кислоты в сыворотке крови производится с диагностической целью. При подагре, пневмонии, анемии, почечной недостаточности, лечение опухолей рентгенотерапией наблюдается повышение содержания мочевой кислоты. Снижение уровня мочевой кислоты возможно при акромегалии, применении дикумарола, кортизона, салицилатов и инъекций инсулина.

В норме содержание мочевой кислоты в сыворотке крови взрослых составляет у мужчин - 0,24 – 0,50 млмоль/л (4,0-8,5мг/дл), у женщин – 0,16 – 0,40 млмоль/л (2,8-7,5 мг/дл).

Принцип метода.Мочевая кислота определяется в безбелковых фильтратах сыворотки крови по интенсивности синей окраски, развивающейся при восстановлении фосфорновольфрамого реактива.

Техника выполнения работы.

Опытная проба: 3 мл надосадочной жидкости переносят в чистую прбирку. Стандартная проба: 3 мл 0,03М стандартного раствора мочевой кислоты (1 мл… Контрольная проба: В чистую пробирку прилить 3 мл дистиллированной воды.

Работа № 2. Количественное определение мочевой кислоты

В моче.

Принцип метода. Метод основан на способности мочевой кислоты фосфорновольфрамовую кислоту в фосфорновольфрамовую синюю, интенсивность окраски… Ход работы. В колбочку (стаканчик) поместить 1,5 мл мочи, прибавить 1 мл 20%… При расчете учесть, что 1 мл красной кровяной соли используется на окисление 0,8 мг мочевой кислоты.

Работа № 3. Определение содержания гемоглобина в крови цианметгемоглобиновым методом по Драбкину.

Принцип метода.Гемоглобин окисляют в метгемоглобин (гемиглобин) железосинеродистым калием (красная кровяная соль), образующийся с ацетонциангидрином окрашенный цианметгемоглобин (гемиглобинцианид) определяют колометрически.

Ход работы. В пробирку (опыт) (осторожно!) отмерить 5 мл. трансформирующего раствора (реактив Драпкина), к нему добавить 0,02 мл крови (разведена в 251 раз). В другую пробирку (стандарт) прилить 5 мл реактива Драпкина и 0,02 мл стандартного раствора. Содержимое обеих пробирок перемешать и в течение 30 минут выдержать при комнатной температуре. Измерить экстинцию опытной и стандартной проб на ФЭКэ при длине волны 500-560 нм (зеленый светофильтр) в кювете с толщиной слоя 1 см против холостой пробы (трансформирующий раствор).

Расчетсодержания гемоглобина произвести по формуле:

Hb(г/л)=Е_оп/Е_ст ×С × К × 0,01, где

Е_оп – экстинкция опытной пробы;

Е_ст – экстинкция стандартного раствора;

С – концентрация гемиглобинцианида в стандартном растворе (59,75 мг/100мл);

К – коэффициент разведения крови (251);

0,01 – коэффициент пересчета мг/100 мл в г/л.

Сопоставить с нормой содержания у здоровых людей и сделать вывод.

У здоровых людей концентрация гемоглобинаколеблется в следующих пределах:

-новорожденные – 210 – 225 г/л;

- дети в возрасте 1 месяца – 145 - 165 г/л;

- дети в возрасте 6 месяцев – 115 - 130 г/л;

- дети в возрасте 1 года – 110 - 120 г/л;

- дети в возрасте 14-15 лет – 130 -150г/л;

- взрослые женщины – 120 - 140 г/л, мужчины – 135 - 160г/л.

Клинико-диагностическое значение определения содержания гемоглобина в крови:снижение содержания гемоглобина в крови наблюдается при анемиях различного генеза, при острых и хронических кровотечениях, некоторых инфекционных заболеваниях; повышение – при сгущении крови, при заболеваниях, связанных с увеличением количества эритроцитов (эритремии) и др.

 

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. 1. 1. – б; 1.2. - б, в, г.

Вид 2. 2.1. 1-б; 2-а; 3-б; 4-в; 5-а; 6-г;

2.2. 1-а, в; 2-а; 3-а, б; 4-в; 5-а, б; 6-а, б.

Вид 3. 3.1. а-5, б-2, в-2, г-3, д-3, е-4; 3.2. 3→4→1→2→5.

Вид 4. 4.1. А (+, +, +); Д (-, +, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2. а) Болезнь Гирке вызвана дефектом в структуре фермента глюкозо-6-фосфатазы в печени, который обеспечивает дефосфорилирование глюкозы и ее… б) В результате в гепатоцитах увеличивается содержание глюкозо-6-фосфат. в) Высокие концентрации глюкозо-6-фосфата активируют пентозофосфатный путь и наблюдается образование больших количеств…

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к коллоквиуму рекомендуется просмотреть указания к предыдущим занятиям по пройденным темам. Необходимо также повторить формулы аминокислот для облегчения запоминания химизма их метаболических превращений. Требуется просмотреть лабораторные работы, относящиеся к данной теме. Необходимо при этом обратить внимание на суть метода, клиническую значимость, нормы содержания.

 

Контрольные вопросы к коллоквиуму

1. Биологическая роль белков. Нормы белка в питании. Белковый минимум питания. Азотистый баланс.

2. Переваривание белков. Ферменты переваривания. Продукты переваривания, структура и дальнейшая судьба последних.

3. Представление о механизме активации протеолитических ферментов желу­дочно-кишечного тракта.

4. Назовите протеолитические ферменты поджелудочной железы и кишечного сока, напишите химизм ферментативного расщепления карбокси- и аминопептидазой выбранного вами пентапептида.

5. Особенности всасывания и транспорта аминокислот.

6. Понятие о гниении белков в кишечнике. Напишите химизм образования ядовитых продуктов и обезвреживания их в печени с помощью ФАФС и УДФГ.

7. Роль моноамино- и диаминооксидаз, а также процессов ацетилирования в механизме обезвреживания токсинов. Продукты обезвреживания, их структура.

8. Клеточный метаболический пул аминокислот. Пути образования и использования аминокислот в тканях. Интенсивность процессов обновления бел­ков в тканях.

9. Тканевой распад белков. Роль лизосомальных ферментов в этих процессах.

10. Переаминирование аминокислот. Ферменты переаминирования. Механизм реакции. Биологическое значение переаминирования и определения трансаминаз в сыворотке крови при инфаркте миокарда, ревматизме, болезнях печени.

11. Тканевые превращения аминокислот. Дезаминирование аминокислот (прямое и непрямое). Роль a-кетоглутаровой и глутаминовой кислот в дезаминировании и переаминировании аминокислот. Гликогенные и кетогенные амино­кислоты.

12. Декарбоксилирование аминокислот. Ферменты декарбоксилирования, ха­рактер простетической группы. Образование биогенных аминов. Влияние на метаболизм и физиологические функции. Роль аминооксидаз.

13. Особенности обмена фенилаланина и тирозина. Биологическая роль. Врожденные нарушения обмена, ферментные блоки. Фенилкетонурия, фенилпировиноградная олигофрения, альбинизм, алкаптонурия.

14. Особенности обмена серосодержащих аминокислот. S-аденозилметионин и его роль в процессах метилирования. Глутатион: структура, биологическая роль.

15. Особенности обмена глицина и аргинина. Их роль в образовании креатина и креатинфосфата.

16. Обмен дикарбоновых аминокислот. Участие в обезвреживании аммиака.

17. Пути обезвреживания аммиака в тканях: синтез глутамина, восстанови­тельное аминирование аминокислот. Глутаминаза почек. Образование и выведение солей аммония в почках, физиологическая роль этих процессов.

18. Биосинтез мочевины как основной путь обезвреживания аммиака. Объясните механизм включения двух атомов азота в молекулу мочевины. Энергети­ческая обеспеченность процесса. Количественное определение мочевины по Рaшковану.

19. Структура и биосинтез ДНК. Современные представления о репликации ДНК. Инициация репликации – образование репликативной вилки.

20. Особенности ДНК – полимераз и их участие в процессе репликации. Элонгация и терминация репликации ДНК. Понятие о теломерах и роль теломеразы.

21. Структура и биосинтез РНК. Характеристика РНК-полимераз и этапов транскрипции: инициации, элонгации, терминации, процессинга РНК.

22. Генетический код и его свойства. Концепция: один ген - один белок, цистрон - одна подипептидная цепь. Особенности строения информационной РНК.

23. Особенности строение транспортных РНК. Адапторная функция тРНК. Взаимодей­ствия аминокислота – тРНК, кодон-антикодон. Строение и роль рибосом в синтезе белка.

24. Биосинтез белка. Этапы матричного синтеза белка: рекогниция, инициация и инициирую­щий комплекс, элонгация и транслокация, терминация.

25. Посттрансля­ционные изменения белка, понятия о фолдинге, прионовых болезнях.

26. Регуляция действия генов и биосинтез белка. Схема Жакоба и Моно. Биохимические механизмы клеточной дифференцировки и онтогенеза.

27. Биохимические основы биологической эволюции, наследственности и измен­чивости. Особенности регуляции генов у эукариотов, характеристика процессов индукции и репрессии, энхансеры, сайленсеры.

28. Молекулярные механизмы мутации и их последствия. Мутагенные агенты. Система биохимического контроля структуры ДНК.

29. Обмен нуклеопротеидов. Переваривание и всасывание нуклеотидов. Ферменты переваривания. Конечные продукты переваривания.

30. Представьте схему путей синтеза пуриновых нуклеотидов. Разъясните участие витаминов, аминокислот и СО₂ в данном процессе.

31. Пути тканевого синтеза пиримидиновых нуклеотидов.

32. Распад ДНК и РНК в желудочно-кишечном тракте, ферменты распада. Тканевой распад ДНК и РНК, химизм и ферменты деградации.

33. Особенность и химизм тканевого распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Конечные продукты.

34. Нарушение обмена пуриновых оснований. Подагра, ее симптоматика.

35. Глицино-янтарный цикл Шемина. Понятие о порфириях. Синтез гемоглобина.

36. Распад гемоглобина. Гемоксигеназный комплекс. Химизм образования билирубина.

 

Примеры тестовых заданий

1. Функциями ДНК являются ….

а) хранение генетической информации

б) передача генетической информации по наследству дочерним клеткам.

в) матрица для синтеза белка

г) реализация генетической информации

д) конструирование рибосомы

 

2. Наименьшей молекулярной массой обладает ….

а) ДНК

б) 28S рРНК

в) тРНК

г) мРНК

 

3. Возможные причины подагры – это ….

а) избыточное поступление нуклеопротеинов с пищей

б) снижение скорости реутилизации пуриновых оснований

в) снижение скорости образования мочевой кислоты

г) ускорение синтеза нуклеиновых кислот

д) нарушение синтеза ОМФ

 

4. Ферментами, расщепляющими нуклеотиды в желудочно-кишечном тракте, являются ….

а) дипептидазы д) фосфатаза

б) рибонуклеазы е) фосфолипаза

в) трипсин ж) амилаза

г) нуклеотидазы з) нуклеозидазы

 

5. Для синтеза пиримидинового кольца de novo используются ….

а) СО₂

б) энергия АТФ

в) аммиак

г) аланин

д) аспаргиновая кислота

е) глутаминовая кислота

 

6. Праймер ….

а) состоит из рибонуклеотидов

б) синтезируется под действием ДНК – полимеразы α (альфа)

в) необходим для фунционирования ДНК – полимеразы δ (дельта)

г) комплементарен фрагменту в цепи материнской ДНК

 

7. В инициации транскрипции участвуют ….

а) РНК – полимераза

б) ТАТА – фактор

в) факторы инициации

г) факторы элонгации

д) факторы терминации

 

8. Биологический код – это….

а) порядок чередования нуклеотидов ДНК

б) порядок чередования нуклеотидов рРНК

в) способ записи первичной структуры белка с помощью последовательности нуклеотидов мРНК и ДНК

г) набор генов, определяющий фенотипические признаки

д) триплет нуклеотидов, кодирующих одну аминокислоту

 

Эталоны ответов на тесты:

1. – а, б; 2. – в; 3. – а, б; 4.– г, д; 5. - а, б, в, д; 6.- а, б; 7.– а, б, в; 8 – д.

 

Модуль 6. «Взаимосвязь и регуляция обмена веществ. Гормоны»

Модуль включает следующие темы занятий:

1. Интеграция обмена веществ и его регуляция. Общие свойства гормонов.

2. Гормоны белковой природы.

3. Стероидные гормоны. Тканевые гормоны. Простагландины.

4. Зачетное занятие по модулю.

 

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2. Гипоталамус – узел перекреста нервно-рефлекторных и гуморальных механизмов регуляции обмена веществ. 3. Гормоны гипоталамуса. Структура и свойства. 4. Вторичные внутриклеточные посредники гормонов.

Занятие № 1. Интеграция обмена веществ и его регуляция. Общие свойства гормонов (семинар).

Цель занятия: Изучить узловые пункты взаимосвязи обмена углеводов, липидов и аминокислот, основные принципы интегрированной регуляции обмена веществ, закрепить знания о классификации гормонов, гормон-рецепторных взаимодействиях, особенностях молекулярных механизмов передачи регуляторных сигналов гормонов стероидной и белковой природы.

 

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Общие промежуточные продукты обмена углеводов, липидов, аминокислот и нуклеотидов, как пунктов взаимосвязи и переключения их метаболизма. 2. Пути использования аминокислот и глицерина для биосинтеза глюкозы и гликогена, аминокислот и глюкозы для образования липидов, глицерина и глюкозы для синтеза заменимых аминокислот. 3. Ключевые ферменты регуляции процессов гликолиза, глюконеогенеза, гексозомонофосфатного окисления глюкозы и β-окисления жирных кислот. 4. Принципы автономной саморегуляции ферментов, основные механизмы метаболических эффектов гормонов. 5. Молекулярные механизмы внутриклеточной передачи гормональных сигналов.	1.Используя схемы метаболических путей, объяснить пути переключения обмена углеводов, липидов и аминокислот. 2.Применяя знания о магистральных путях превращения белков, углеводов и липидов и их взаимосвязи, объяснить молекулярные механизмы нарушений метаболизма при голодании.

Содержание занятия.Студентам предстоит проверка выполнения заданий по самоподготовке к занятию, дать ответы на тесты контроля исходного уровня заний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, принять участие в научно-исследовательской конференции группы, заслушать и обсудить реферативные сообщения, рассмотреть узловые вопросы темы.

 

Методические указания к самоподготовке

Материал, рассматриваемый на данном семинарском занятии чрезвычайно важен для понимания адаптационных реакций изменения метаболизма клеток, тканей и… Для успешного усвоения темы и активной работы на семинаре, выполните следующие…  

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Тест 1. … метаболиты являются общими для гликолитического и пентозофосфатного окисления глюкозы.

1. Фруктозо-6-фосфат

2. Фруктозо-1,6-дифосфат

3. Диоксиацетонфосфат

4. Глицероальдегидфосфат

5. Фосфоенолпируват

 

Тест 2. Кетокислоты, участвующие в переаминировании аспаргиновой кислоты, - это ….

1. Пировиноградная кислота

2. Щавелевоуксусная кислота

3. Ацетоуксусная кислота

4. α-кетоглутаровая кислота

5. β-кетоглутаровая кислота

 

Вид 2. Тест 1. Соответствующий метаболический эффект оказывают гормоны…

А.Анаболический 1. Инсулин

Б. Катаболический 2. Адреналин

В. Гипергликемический 3. Глюкогон

Г. Гипогликемический 4. Соматотропин

5. Тестостерон

6. Кортизол

 

Тест 2. Подберите гормоны, относящиеся к соответствующей группе по химической природе.

А. Гликопротеин 1. Инсулин

Б. Пептид 2. Глюкогон

В. Протеин 3. Соматотропин

Г. Стероид 4. Лютеинизирующий гормон

Д. Производное аминокислоты 5. Фолликулостимулирующий гормон

6. Кортизол

7. Эстрадиол

8. Тироксин

9. Адреналин

 

Вид 3. Тест 1. Выберите правильную последовательность включения белков аденилатциклазной системы передачи гормонального сигнала.

А. Рецептор гормона → аденилатциклаза → G-белок → протеинкиназа→ фосфорилирование фермента.

Б. Рецептор гормона → G-белок → фосфорилирование фермента → протеинкиназа → аденилатциклаза.

В. Рецептор гормона → G-белок → аденилатциклаза → фосфорилирование фермента → протеинкиназа.

Г. Рецептор гормона → G-белок → аденилатциклаза → протеинкиназа → фосфорилирование фермента.

 

Тест 2. Выберите свойства, характерные для тканевых гормонов и нейромедиаторов.

1. Действуют при очень низких концентрациях; А. Только гормоны;

2. Взаимодействуют со специфическими рецепторами; Б. Только

3. Поступают в клетки-мишени из крови; медиаторы;

4. Секретируются специализированными С. Оба;

эндокринными клетками; Д. Ни те, ни другие;

5. Используются в качестве энергетического материала;

6. Обладают тканевой избирательностью действия;

7. Вызывают специфический спектр действия;

8. Обладают коротким периодом полужизни;

 

Вид 4. Тест 1. При голодании в течение 4-х дней развиваются кетономия, азотемия, азотурия и некоторое снижение уровня глюкозы, потому что на фоне недостаточности углеводов усиливается распад жира и жирных кислот, белков и окисление аминокислот.

 

Тест 2. При снижении пентозофосфатного окисления глюкозы в печени нарушается биосинтез жирных кислот, потому что в митохондриях недостаточно образуется восстановленный НАДФН.

 

Ситуационные задачи

Задача 1.Туристы, увлекающиеся экстремальными видами спорта в результате непредвиденных обстоятельств голодали в течение 6 дней. Ни у одного из них не развилась гликемическая кома. Они благополучно добрались до населенного пункта, где были обследованы. Уровень глюкозы у всех оказался на нижней границе нормы. Почему? Обоснуйте ответ, выполнив задания:

а) напишите схему процесса, активация которого поддерживает концентрацию глюкозы при длительном голодании;

б) перечислите соединения, являющиеся основными субстратами для этого процесса;

в) укажите ключевые регуляторные ферменты данного процесса.

 

Задача 2.По мере исчерпания запаса гликогена в организме усиливается катаболизм жиров. Однако «жиры сгорают в пламене углеводов». Подтвердите данный тезис. При этом представьте схему катаболизма жиров и углеводов, отражающую это положение.

 

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. Тест 1.1, 4. Тест 2. 2, 4.

Вид 2. Тест 1: А-1, 4, 5; Б-2, 3, 6; В-2, 3, 4, 6; Г-1.

Тест 2: А-4, 5; Б-2; В-1, 3; Г-6, 7; Д-8, 9.

Вид 3. Тест 1. – Г. Тест 2: 1-С; 2-С; 3-Д; 4-А; 5-Д; 6-С; 7-С; 8-С.

Вид 4. Тест 1. А (+, +, +). Тест 2.С (+, -, -).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Схема: Лактат→Пируват→Щавелево-уксусная кислота→Фосфоенол…            

Занятие № 2. Гормоны белковой природы.

Цель занятия:Закрепить знания структуры, физиологических и метаболических эффектов гормонов белковой природы и определить химическую природу отдельных гормонов, ознакомиться с методами исследования гормонов, рассмотреть нарушения обмена веществ при сахарном диабете.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Химическую природу, особенности синтеза, стимулы секреции, транспорт, биологическое действие гормонов белковой природы. 2. Действие гормонов белковой природы (инсулина, глюкогена, тироксина, адреналина) на ключевые регуляторные ферменты циклов энергетического, углеводного и липидного метаболизма. 3. Проявления недостаточной и избыточной продукции некоторых белковых и пептидных гормонов и гормонов – производных аминокислот.	1. Интерпретировать изменения биохимических и физиологических показателей при недостаточном и избыточном образовании некоторых гормонов белковой природы. 2. По изменению биохимических показателей предположить характер нарушения функции экдокринной железы, секретирующей гормон белковой природы.

 

Содержание занятия.Студентам предстоит отчитаться о выполнении заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, заслушать и обсудить реферативные сообщения, рассмотреть узловые вопросы темы занятия, решить ситуационные задачи, выполнить самостоятельно реакции на обнаружение гормонов белковой природы.

 

Методические указания к самоподготовке

Вопросы, рассматриваемые на данном занятии важны для понимания метаболических изменений и лабораторной диагностики заболеваний, связанных с нарушениями функции желез внутренней секреции, и других патологических состояний.

Современные методы определения количества гормонов

К основным преимуществам радиоиммунологического анализа относятся: высокая чувствительность – способность определять минимальные количества… В основе РИА лежит принцип использования радиоактивной метки для детекции… аГ* аГ* - Ат

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Тест 1.Адреналин и норадреналин: ….

А. Синтезируются в мозговом слое надпочечников;

Б. Проявляют эффекты в клетках-мишенях через взаимодействие с рецепторами;

В. Передают сигналы в клетках-мишенях с помощью аденилатциклазной системы вторичных посредников;

Г. Стимулируют процессы гликогенеза в печени и липогенеза в адипоцитах;

Д. Синтезируются в корковом слое надпочечников;

Е. Изменяют активность ключевых регуляторных ферментов путем фосфорилирования.

Тест 2. После приема углеводистой пищи депонирование энергетического материала стимулирует:……

А. Глюкогон Г. Инсулин

Б. Адреналин Д. Соматотропин

В. Тироксин Е. Промектин

 

Вид 2. Тест 1. Указанные изменения в тканях-мишенях обеспечивают ….

1. Стимулирует распад гликогена. А. Адреналин

2. Стимулирует глюконеогенез. Б. Инсулин

3. Усиливает катаболизм триглицеридов. В. Тироксин

4. Увеличивает скорость поступления Г. Глюкогон

глюкозы в мышцы и жировую ткань. Д. Норадреналин

5. Стимулирует липогенез в жировой ткани.

 

Тест 2. Для сахарного и несахарного диабета характерны следующие симптомы…

1. Гипергликемия А. Характерно для сахарного диабета

2. Полиурия Б. Характерно для несахарного диабета

3. Кетонемия В. Характерно для обоих заболеваний

4. Ацидоз Г. Не характерно ни для одного из них

 

Вид 3. Тест 1. Представьте последовательность событий, происходящих при передаче гормонального сигнала в клетки жировой ткани при действии глюкогона, используя цифровые обозначения.

1. Взаимодействие гормона со специфическим рецептором

2. Активация протеинкиназы

3. Активация G-белка

4. Образование цАМФ

5. Активация аденилатциклазы

6. Гидролиз триацилглицеринов

7. Фосфорилирование ТАГ-липазы.

Тест 2. Используя цифровые значения, расставьте события, происходящме при синтезе и секреции тиреоидных гормонов в соответствующем порядке.

1. Йодирование остатков тирозина в тиреоглобулине.

2. Синтез три- и тетрайодтиронинов путем объединения двух йодированных молекул тирозина.

3. Поступление йодида в эпителиальные клетки фолликул.

4. Связывание йодтиронинов с тироксинсвязывающим белком плазмы крови.

5. Захват и гидролиз йодтиреоглобулина эпителиальными клетками фолликул.

6. Поступление йодтиронинов в клетки-мишени.

 

Вид 4. Тест 1. Глюкогон относится к гипергликемическим гормонам, потому что усиливает распад липидов.

 

Тест 2. При избыточной продукции тироксина развивается эндемический зоб, потому что наблюдается недостаточное поступление йода.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Суточный объем мочи у пациента, жалующегося на сухость во рту, постоянную жажду и частое мочеиспускание, 4,5 литра, относительная плотность 1.004 (при норме 1,018 и более), глюкоза, белок и кетоновые тела в моче не обнаружены. Какому заболеванию могут соответствовать результаты анализов? Для обоснования ответа:

а) назовите гормон, синтез и секреция которого нарушена в этом случае;

б) назовите ткани-мишени, на которые действует этот гормон.

 

Задача 2.Существует выражение: «сахарный диабет это голод среди изобилия». Объясните сущность этого выражения. Для обоснования ответа укажите:

а) в каких тканях при сахарном диабете протекает метаболизм по типу голодания на фоне гипергликемии;

б) какие метаболические пути активируются и тормозятся в этих тканях;

в) какие биохимические «симптомы» сахарного диабета отражают эти изменения метаболизма.

 

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Качественные реакции на инсулин.

а) Биуретовая реакция на пептидную связь. Ход работы:В пробирку добавить 5 капель раствора инсулина, 10 капель раствора… б) Реакция Фоля на серу содержащие аминокислоты.

Работа № 3. Качественная реакция на тироксин.

При разрушении тироксина щелочью образуется йодистый калий, из которого йодноватистый калий легко вытесняет свободный йод. Выделившийся йод дает с крахмалом характерное синее окрашивание.

Ход работы: Для щелочного гидролиза тиреоидина 5 таблеток тиреоидина тщательно растереть в фарфоровой ступке. Порошок переместить в колбочку для гидролиза, добавить 5 мл. 10% раствора едкого калия (КОН) и 5 мл. дистиллированной воды. Содержимое колбы кипятить 12-15 минут.

Для открытия йода к 1мл. гидролизата добавить по каплям 10% раствора серной кислоты (Н₂SО₄) до кислой реакции по лакмусу, затем прибавить 3-4 капли 1% раствора крахмала и 5-10 капель 2% раствора йодноватистого калия (КIО₃). Отметить появление синего окрашивания.

 

Работа № 4. Количественное определение адреналина (по Фолину).

Реактив Фолина состоит из солей фосфорновольфрамовой и фосфорномолибденовой кислот, которые при взаимодействии с адреналином восстанавливаются с… Ход работы: В 2 центрифужные пробирки (опыт и контроль) внести по 1мл 5%… Количество адреналина в пробе определить по калибровочному графику с содержанием в 10,15 и 20 мкг адреналина в 0,1мл…

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. Тест 1:А, Б, В, Е. Тест 2: Г.

Вид 2. Тест 1: 1-А, Г; 3-А, В, Г, Д; 4-Б; 5-Б.

Тест 2: 1-А; 2-В; 3-А; 4-А; 5-А.

Вид 3. Тест 1: 1→3→5→4→2→7→6.

Тест 2: 3→1→2→5→4→6.

Вид 4. Тест 1: В (+, +, -). Тест 2: Е (-, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.Несахарный диабет. Вазапрессин (антидиуретический гормон). Почки, мышечный слой артериол.

 

Задача 2.При сахарном диабете содержание глюкозы в крови резко повышено, однако инсулинзависимые ткани страдают от недостаточности в клетках глюкозы. Это мышечная, жировая ткань, печень. В этих тканях активируется липолиз и катаболизм аминокислот, в печени, кроме того, активируются глюконеогенез, биосинтез кетоновых тел. Эти изменения отражают следующие «симптомы» сахарного диабета: гипергликемию, глюкозурию, кетонемию, кетонурию, ацидоз, азотемию, азотурию.

Занятие № 3. Стероидные гормоны. Тканевые гормоны. Простагландины.

Цель занятия:Закрепить знания структуры, биологической роли, механизмов действия стероидных и некоторых тканевых гормонов, простагландинов и определить химическую природу стероидных гормонов с помощью реакций на обнаружение их отдельных структурных компонентов.

 

 

Студент должен
знать:	уметь:
1. Химическую природу, особенности синтеза, физиологической роли и метаболические эффекты гормонов коры надпочечников, мужских и женских половых гормонов. 2. Влияние глюкортикоидов на ключевые регуляторные ферменты гликолиза и глюконеогенеза, липолиза и липогенеза. 3. Особенности структуры, пути образования, принципа классификации, характер биологического действия простагландинов и лейкотриенов.	1. Интерпритировать изменения биохимических показателей и физиологических функций при недостаточности глюкокортикоидов, минералкортикоидов, андрогенов, эстрогенов и прогестинов.

 

Содержание занятия.Студенты представят результаты выполнения заданий по самоподготовке, ответят на вопросы тест-карт программированного контроля и преподавателя; заслушают и обсудят реферативные сообщения; рассмотрят узловые вопросы темы занятия; определят химическую природу стероидных гормонов с помощью качественных реакций, а также проведут количественное определение 17-кетостероидов в моче; решат ситуационные задачи.

 

Методические указания к самоподготовке

Для усвоения темы, используя учебники, лекции по биохимии и дополнительную литературу, выполните следующие задания:   №№   Задание Методические указания к…  

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Тест 1.Введение кортизола приводит к…

А. Увеличению окисления высших жирных кислот

Б. Стимуляции гликолиза

В. Активации глюконеогенеза

Г. Торможению синтеза белка в печени

Д. Усилению катаболизма белка в лимфоидной ткани.

 

Тест 2. При разрушении коры надпочечников возникает….

1. Кретинизм

2. Микседема

3. Болезнь Аддисона

4. Ксерофтальмия

5. Болезнь Реклингаузена

 

Вид 2. Тест 1. Указанные гормоны коркового вещества надпочечников синтезируются в следующих гистологических зонах…

А. Кортизол 1. Клубочковой

Б. Кортикостерон 2. Пучковой

В. Альдостерон 3. Сетчатой

Г. Андростендион

Д. Эстрон

 

Тест 2. Указанные гормоны оказывают следующий биологический эффект….

А. Эстрадиол 1. Расслабление мускулатуры бронхов

Б. Прогестерон 2. Повышение температуры

В. Тестостерон 3. Активируют пролиферацию в мололчных железах

Г. Кортикотропин 4. Повышение биосинтеза белка в мышцах

Д. Простагландины Е 5. Усиливают сокращение матки

Е. Простагландины F 6. Контролирует по типу обратной связи продукцию

глюкокортикоидов

Вид 3. Тест 1. Представьте последовательность событий, развивающихся при передаче гормонального сигнала в гепатоците при действии кортизола, используя цифровые обозначения.

1. Взаимодействие кортизола со специфическим рецептором.

2. Активация гормон-рецепторного комплекса.

3. Индукция гена синтеза фосфоенолпируваткарбоксикиназы.

4. Диффузия гормона в цитоплазму гепатоцита.

5. Взаимодействие гормон-рецепторного комплекса с гормон-чувствительным участком ДНК.

6. Синтез фосфоенолпируваткарбоксикмназы на рибосомах.

7. Синтез иРНК фосфоенолпируваткарбоксикмназы.

8. Активация глюконеогенеза.

9. Гипергликемия.

Тест 2. Для избыточной секреции кортизола и альдостерона характерно….

1. Повышение концентрации Nа⁺ А. Характерно для гиперкортицизма

в плазме крови.

2. Гипогликемия. Б. Характерно для гиперальдостеронизма

3. Гипертензия. В. Характерно для обоих гормонов

4. Увеличение 17-кетостероидов Г. Не характерно ни для одного

в моче.

5. Повышение выведения Nа⁺ с мочой.

6. Нарушение водно-электролитного обмена.

 

Вид 4. Тест 1. Карбоксидипептидилпептидаза-фермент эндотелиоцитов, участвующий в регуляции кровяного давления, потому что катализирует превращение ангиотензина 1 в ангиотензин 2.

Тест 2. Кортизол вызывает гипергликемию, потому что активирует биосинтез белка в печени.

 

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Больному, страдающему хроническим инфекционно-хроническим заболеванием, в течение длительного периода назначали синтетический аналог кортизола-преднизолон. После улучшения состояния препарат отменили. Вскоре после этого появились признаки гипокортицизма (слабость, гипотония, гипогликемия), резко понизилось содержание 17-кетостероидов в моче.

А. Чем объясняется ухудшение состояние больного?

Б. Наступит ли улучшение в состоянии больного, если ему ввести кортикотропин?

 

Задача 2.При повышении температуры в результате простуды принимают аспирин и в течение ближайшего времени, как правило, начинается снижение температуры. Какие биохимические процессы лежат в основе жаропонижающего действия аспирина?

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Качественная реакция на фолликулин (эстрон) с концентрированной серной кислотой.

В пробирку поместить 20-30 капель спиртового раствора фолликулина и выпарить спирт в кипящей водяной бане в течение 8-10 мин. Добавить 20 капель (осторожно!) концентрированной серной кислоты и пробирку вновь поставить в кипящую водяную баню за 5-10 мин. Жидкость в пробирке приобретает соломенно-желтую окраску, постепенно переходящую в оранжевую.

С масляным раствором фолликулина реакцию проводят при комнатной температуре.

Химизм реакции не ясен.

 

Работа № 2. Качественная реакция на 17-кетостероиды в моче.

17-кетостероиды – это группа стероидов, имеющих у семнадцатого углеродного атома кетогруппу, например, андростерон, эстрон и др. Частично они являются метаболитами кортизола, кортизона, окисляющихся в печени.

При действии мета-динитробензола на 17-кетостероиды образуется продукт конденсации вишнево-красного цвета.

Ход работы: В пробирку поместить 5 капель мочи, 5 капель 30% раствора едкого натра, 5 капель 2% спиртового раствора мета-динитробензола и перемешать. Отметить появление через 2-3 мин вишнево-красного окрашивания.

 

Работа № 3. Количественное определение 17-кетостероидов в моче.

Принцип метода. При взаимодействии 17-кетостероидов с мета-динитробензолом образуются хромогены вишнево-красного окрашивания. Интенсивность окраски… Ход работы: В 2 пробирки (контроль и опыт) прилить по 10 мл мочи, по 3 мл 6N… Количество 17-кетостероидов находят по калибровочному графику, построенному с 50 и 100 мкг андростенона.

Эталоны ответов на тесты

Вид 1. Тест 1:А, В, Д. Тест 2: 4

Вид 2 Тест 1: А-2; Б-2; В-1; Г-3; Д-3.

Тест 2: А-3, 5; Б-2, 3; В-4; Г-6; Д-1, 2, 5; Е-5.

Вид 3. Тест 1: 4→1→2→5→3→7→6→8→9.

Тест 2: 1-Б; 2-Г; 3-Б; 4-А; 5-Г; 6-В.

Вид 4. Тест 1: А (+, + , +). Тест 2:С (+, - ,+).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.

А. Снижение секреции глюкокортикоидов в результате падения функции коры надпочечников под влиянием экзогенно вводимого гормона.

Б. При введении кортикотропина вероятность стимуляции функции коркового слоя надпочечников высока, что приведет к улучшению состояния больного.

 

Задача 2.Аспирин блокирует циклооксигеназу ферментативного комплекса синтеза простагландинов, оказывающих стимулирующее действие на центр мозга, регулирующий температуру тела.

 

Занятие № 4. Зачет по модулю «Взаимосвязь и регуляция обмена веществ. Гормоны».

Цель занятия:Закрепить знания студентов об узловых пунктах взаимосвязи обмена углеводов, липидов и аминокислот, принципах интегрированной регуляции метаболизма, биологической роли, структуре и механизмах действия гормонов; выявить степень усвоения изучаемого материала студентами.

Содержание занятия.

1. Тестовый компьютерный контроль усвоения студентами темы модуля.

2. Письменный ответ на основные вопросы по теме модуля.

3. Устное собеседование преподавателя с каждым студентом, с анализом ответов на письменные задания.

 

Методические указания к самоподготовке

Рекомендуется просмотреть методические указания к занятиям по теме модуля. Повторить узловые вопросы по теме модуля, изложенные ниже.

Контрольные вопросы к зачетному занятию

1. Взаимосвязь обмена глюкозы и нейтрального жира. Общие промежуточные продукты обмена глюкозы и глицерола. Роль глюкозы в процессах липогенеза в жировой клетке.

2. Зависимость катаболизма сводных жирных кислот от метаболизма глюкозы. Объясните смысл фразы: «жиры сгорают в пламени углеводов», или почему при недостаточном поступлении углеводов развивается кетонемия?

3. Взаимосвязь метаболизма аминокислот и углеводов. α-Кетокислоты как общие метаболиты. Роль процессов глюконеогенеза при голодании.

4. Последовательность изменений обмена веществ при голодании.

5. Принципы автономной саморегуляции ферментов: регуляция ретроингибированием продукта фермента или мультиэнзимного комплекса, регуляция уровнем субстрата. Понятие о ключевых регуляторных ферментах.

6. Современные представления о понятии «гормон». Гормоны системные и тканевые. Классификация гормонов по месту выработки, химической природе, направленности действия на обмен веществ, механизмам действия.

7. Основные принципы действия системных гормонов на метаболизм: особенности образования и секреции, транспорта в крови межклеточной жидкости, дистантность действия, «клетки-мишени», характер взаимодействия с рецепторами, уровни регулирующего влияния на тканевые ферменты.

8. Молекулярные механизмы действия гормонов в клетках-мишенях. Характеристика рецепторов и действия липофильных гормонов. Рецепторы гидрофильных белково-пептидных гормонов. Передаточные G-белки. Вторичные мессенджеры: циклические АМФ и ГМФ, инозитолтрифосфат и диацилглицерол.

9. Нервно-рефлекторный и эндокринный пути регуляции обмена веществ. Гипоталамус – нервный и гуморальный центр регуляции метаболизма. Структура и биологическая роль либеринов и статинов.

10. Гормоны аденогипофиза: соматотропин, ФСГ, ЛГ, пролактин, тиротропин, кортикотропин. Характеристика структуры, биологической функции этих гормонов, проявления избыточной секреции и их гипопродукции.

11. Гормоны задней доли гипофиза (нейрогормоны). Особенности структуры и эффектов вазопрессина (антидиуретического гормона) и окситоцина. Проявления гипопродукции вазопрессина.

12. Йодированные гормоны щитовидной железы. Структура, биосинтез, секреция, транспорт и поступление в клетки тироксина и трийодтиронина. Их влияние на обмен веществ. Особенности взаимодействия тиротропного гормона и щитовидной железы. Проявления тиреотоксикоза, миксэдемы, эндемического зоба.

13. Инсулин. Структура, особенности синтеза и секреции инсулина. Влияние на обмен углевлдов, жира, белков. Особенности структуры инсулинового рецептора и передачи гормонального сигнала в клетке.

14. Глюкогон. Структура, ткани-мишени, влияние на обмен веществ. Механизмы регулирующего действия глюкогона на активность ключевых ферментов гликогенеза и гликолиза в печени и липолиза в жировой клетке.

15. Сахарный диабет – проявление абсолютной или относительной недостаточности инсулина. Типы и проявления сахарного диабета. Нарушения углеводного и энергетического обменов. Нарушения обмена липидов, причина и последствия кетонемии. Нарушения обмена белков и аминокислот. Биохимические методы диагностики сахарного диабета. Гликозилированные белки.

16. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Строение, биосинтез, метаболические эффекты адреналина и норадреналина. Особенности действия на обмен углеводов и липидов в печени и скелетных мышцах.

17. Мужские половые гормоны. Структура тестостерона и андростендиона, регуляция секреции, биологическая роль, влияние на обмен веществ, особенности транспорта в крови и метаболизма в жировой ткани и печени. Стероидные анаболизаторы.

18. Женские половые гормоны. Структура эстрадиола, эстрона, эстриола, биологическая роль, влияние на обмен веществ. Прогестерон: структура, биологическая роль. Изменения содержания эстрогенов и прогестерона в крови, в отдельные фазы менструального цикла женщин. Регуляция секреции эстрогенов и прогистинов.

19. Гормоны коркового слоя надпочечников. Классификация. Характеристика зон образования, структура адренокортикостероидов и эстрокортикостероидов.

20. Глюкокортикоиды. Структура, субстраты и зона их синтеза, регуляция секреции, влияние на обмен углеводов, липидов, белков. Проявления гипер- и гипокортицизма.

21. Альдостерон. Структура, зона образования, регуляция секреции. Влияние на водно-солевой обмен.

22. Кальцитонин. Паратгормон. Д-гормон. Структура, ткани-мишени, влияние на кальций-фосфатный обмен. Особенности превращения витамина Д в Д-гормон (кальцитриол) в печени и почках.

23. Гормоны желудочно-кишечного тракта: гастрин, секретин. Структура, биологические функции.

24. Эритропоэтин. Место образования и регуляция секреции, структура, биологическая роль.

25. Лептин. Структура, физиологические функции.

26. Ренин-ангиотензиновая система. Особенности образования ангиотензина І и ангиотензина ІІ. Биологическая роль ангиотензина ІІ.

27. Калликреин-кининовая система. Брадикинин, особенности синтеза и его биологическая роль.

28. Производные полиненасыщенных жирных кислот: простагландины, простациклин, тромбоксан, лейкотриены. Структура, особенности синтеза, биологическая роль.

 

Примеры тест-контроля

1. Гормоном – производным арахидиновой кислоты является…

а) эстрадиол

б) пролактостатин

в) тестостерон

г) простагландин Е

д) кортизол

 

2. Содержание Са⁺⁺ в крови регулируют…

а) кальцитриол б) тироксин в) пролактин

г) паратирин д) инсулин е) эстрадиол

 

3. Снижение реабсорбции воды – основное проявление…

а) рахита

б) гиперальдостеронизма

в) несахарного диабета

г) стероидного диабета

д) голодания

е) микседэмы

 

4. Либерины – это гормоны, которые…

а) образуются в центрах гипоталамуса

б) активируют секрецию тропных гормонов аденогипофиза

в) вызывают секрецию инсулина

г) ингибируют секрецию мелатонина

д) являются олигопептидами

е) контролируют функцию мозгового слоя надпочечников

 

5. Инозитолтрифосфат…

а) образуется под действием фосфолипазы А₁

б) состоит из α-, β- и γ-субъединиц

в) расщепляет ГДФ

г) активирует фосфолипазу С

д) стимулирует мобилизацию Са²⁺ из эндоплазматического ретикулума

е) активирует протеинкиназу С

 

Эталоны ответов на тесты

1-г; 2-а, в; 3-б; 4-а, б, д; 5-д, е.

 

Модуль 7. «Биохимия органов и тканей»

Модуль включает следующие темы:

1. Биохимия крови. Белки плазмы крови. Гемостаз.

2. Биохимия печени. Механизмы обезвреживания токсических веществ.

3. Биохимия мышечной и нервной тканей.

4. Биохимия соединительной ткани и ткани кости.

5. Биохимия почек. Общий анализ мочи.

6. Зачетное занятие по модулю «Биохимия органов и тканей».

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

2. Молекулярные механизмы противосвертывающего действия аспирина. 3. Система гепарин – антитромбины, их физиологическая роль. 4. Система фибринолиза. Механизмы регуляции фибринолиза.

Занятие № 1. Биохимия крови. Белки плазмы крови. Гемостаз.

Цель занятия.Закрепить знания по физико–химическим свойствам и составу крови, её функции; особенностям метаболизма эритроцитов; всасыванию и обмену железа; синтеза и функции гемоглобина, механизмам транспорта газов кровью; ознакомиться с механизмами стабилизации рН крови, гемостаза; овладеть методами определения уровня гемоглобина и билирубина в крови, определения резервной щелочности крови, показателей свертывающей системы крови.

Студент должен
знать:	уметь:
1) физико-химический состав крови, ее функции; 2) особенности строения и химического состава эритроцитов. Метаболизм эритроцитов; 3) гемоглобин, его свойства и производные; гемоглобин плода и его физиологическое значение; Гемоглобинопатии; 4) биосинтез гема; распад гема; обезвреживание билирубина; нарушение обмена билирубина, желтухи; диагностическое определение обмена билирубина и других желчных пигментов; 5) обмен железа, железодефицитные анемии, гемохроматоз; 6) белки и ферменты крови, их биологическую роль; 7) дыхательную функцию крови; 8) механизмы стабилизации рН крови; 9) свертывающую систему крови; факторы свертывающей системы, механизм их активации. Роль витамина К в свертывании крови; 10) противосвертывающую систему крови, систему фибринолиза; 11) строение антител, специфичность взаимодействия с антигеном, механизм образования генов антител в процессе дифференцировки лимфоцитов; 12) клиническое значение биохимического анализа крови.	проводить количественное определение содержания гемоглобина в крови по методу Драбкина; оценить полученные данные; определять содержание билирубина и его фракций в сыворотке крови, оценить полученные данные; использовать полученные данные по содержанию билирубина в сыворотке крови для дифференциальной диагностики желтух; определять щелочной резерв крови; оценить полученные данные; определять время свертывания крови и время рекальцификации плазмы крови, оценить полученные данные; охарактеризовать клиническое значение биохимических анализов крови.

Содержание занятия.На занятии студентам предстоит пройти проверку заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, выполнить работы по определению количества билирубина в сыворотке крови; резервной щелочности, времени рекальцификации плазмы и времени свертывания крови.

Методические указания к самоподготовке

Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии выполните следующие задания: № № Задание Указания к выполнению…

Примеры контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите правильный ответ

А) Повышение антикоагулянтной активности крови вызывает:

1) плазмин 3) фактор XIIа

2) гепарин 4) фибриноген

Б) Метгемоглобинемию вызывает:

1) низкое парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе;

2) отравление угарным газом;

3) отравление окислителями;

4) низкая активность карбоангидридразы.

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

А) Нормальное содержание белка в сыворотке крови:

1) новорожденного А. 60-80 г/л

2) ребенка в возрасте 1 год Б. 47-65 г/л

3) взрослого человека В. 65-85 г/л

 

Б) транспортный белок плазмы крови	транспортирует
1) трансферрин	А. Гемоглобин
2) церулоплазмин	Б. Fe2+
3) альбумин	В. Cu+
4) транскортин	Г. Билирубин
5) гаптоглобин	Д. Кортизол

Вид 3.Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

А) Выберите наиболее часто встречающиеся причины возникновения железодефицитных анемий:

1. Систематические кровопотери

2. Беременность

3. Врожденная недостаточность трансферрина

4. Операции на желудочно-кишечном тракте

5. Однообразное питание

 

Б) Какие ферменты участвуют в реакциях инактивации активных форм кислорода?

1. Глутатионпероксидаза

2. Каталаза

3. Супероксиддисмутаза

4. Глутаматдегидрогеназа

5. Цитохромоксидаза

Вид 4.Для каждого вопроса определите: 1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная связь.

А) Фактор II (протромбин) действует лишь в присутствии Са²⁺, потому что его посттрансляционная модификация в гепатоците осуществляется с участием витамина К.

 

Б) Креатинкиназа сыворотки крови относится к секреторным ферментам крови, потому что креатинкиназа секретируется в кровь из печени.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.В крови больного обнаружены патологические белки, не существующие в нормальных условиях. Как называется это состояние? О каком заболевании свидетельствует появление миеломных белков?

Задача 2. Дикумарол и варфарин являются структурными аналогами витамина К и применяются в клинике как антикоагулянты для профилактики тромбозов. Почему эти лекарства не влияют на свертывание крови in vitro (в пробирке)? При ответе: а) укажите, коферментом какого фермента является витамин К; б) перечислите плазменные факторы свертывания крови, в посттрансляционной модификации которых принимает участие витамин К.

Подготовьте к предстоящему занятию протокол лабораторных работ: выпишите кратко принципы методов и техники их выполнения, показатели нормы, оставляя место для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Количественное определение билирубина в сыворотке крови по методу Иендрашека.

Ход работы.В 3 пробирки отмерить указанные в таблице реактивы и колориметрировать через 5 - 10 мин. на ФЭКе в кювете 10 мм против контроля при… По калибровочному графику определить содержание общего и связанного… Нормальное содержание билирубина в крови –8,5 – 20,5 мкмоль/л; 75% общего билирубина составляет непрямой (свободный),…

Работа № 2. Определение щелочного резерва крови титрометрическим методом

Принцип метода заключается в связывании щелочей цельной крови соляной кислотой, избыток которой затем оттитровывается до появления в растворе мути,… Ход работы. К 10 мл 0,01 н раствора соляной кислоты в стаканчике или колбочке… Расчет произвести по формуле:

Работа № 3. Определение времени свертывания крови (метод Мас и Магро)

При применении этого метода свертывание крови здорового человека происходит в течение 6-10 минут. Клинико-диагностическое значение определения времени свертывания крови:…

Работа № 4. Определение времени рекальцификации плазмы крови

Для диагностики нарушений свертывания крови широко используется определение времени рекальцификации плазмы, т.е. время образования фибрина в оксалатной или цитратной плазме после добавления к ней хлористого кальция.

Ход работы.К 0,2 мл хлористого кальция в пробирке добавить 0,1 мл физиологического раствора. Смесь выдержить в течение 60 секунд на водяной бане (или термостате) при 37^о С, а затем добавить к ней 0,1 мл испытуемой оксалатной или цитратной плазмы (1 часть консерванта на 4 части крови). Время появления хлопьев фибрина, или сгустка, является временем рекальцификации.

В норме время рекальцификации составляет 1 – 2 мин. Время рекальцификации по своему значению эквивалентно времени свертывания крови.

Эталоны ответов на тесты контроля исходного уровня знаний

Вид 1. А) 2; Б) 3

Вид 2. А) - 1Б, 2А, 3Б; Б) – 1Б, 2В, 3Г, 4Д, 5А

Вид 3. А) 1, 2, 3, 4, 5; Б) 1, 2, 3

Вид 4.А) В (верно, верно, неверно); Б) Е (неверно, неверно, неверно)

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2.Поступивший в организм витамин К (нафтохинон) восстанавливается в печени НАДФН-зависимой витамин К-редуктазой с образованием дигидрохинона…  

Занятие № 2. Биохимия печени. Механизмы обезвреживания токсических веществ.

Цель занятия.Усвоить роль печени в обмене белков, жиров и углеводов и обезвреживании веществ, особенности метаболизма ядовитых соединений; специфику действия различных систем, обеспечивающих защиту организма; овладеть некоторыми пробами исследования функционального состояния печени и активности ферментов, участвующих в обезвреживании токсических веществ.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1) основные функции печени; 2) роль печени в обмене белков и аминокислот; 3) роль печени в обмене углеводов; 4) роль печени в обмене липидов; 5) роль печени в пигментном обмене; 6) экскреторную функцию печени; 7) желтухи, патогенез, дифференциальную диагностику желтух; 8) детоксикационную функцию печени; 9) определение понятия «токсичность», характеристику эндогенных и экзогенных токсических веществ; 10) основные биохимические механизмы метаболизма чужеродных соединений (микросомальное окисление, перекисное окисление, реакции конъюгации); 11) белок множественной лекарственной устойчивости, металлотионеин и обезвреживание ионов тяжелых металлов, белки теплового шока; 12) механизм обезвреживания чужеродных макромолекул: бактериальных токсинов, бактерий, вирусов, собственных мутагенных клеток, понятие о комплементе; 13) роль активных форм кислорода в бактерицидном действии фагоцитирующих лейкоцитов; 14) особенности метаболизма лекарственных препаратов и токсических соединений в детском возрасте.	1) проводить пробы коллоидоустойчивости (тимоловую пробу, пробу Вельтмана); оценить полученные данные; 2) связать изменения активности индикаторных ферментов в крови с функциональным состоянием гепатоцитов; 3) определять активность некоторых ферментов антиоксидантной системы организма и ферментов, органоспецифичных для ткани печени (каталазы, пероксидазы, альдолазы); 4) обнаруживать перекиси в растительном масле; 5) объяснять механизмы детоксикации эндогенных и экзогенных ядов.

 

Содержание занятия.На занятии студентам предстоит пройти проверку заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, выполнить пробы коллоидоустойчивости белков сыворотки крови, работы по определению активности каталазы и пероксидазы и альдолазы в крови, обнаружению перекисей в растительном масле.

Методические указания к самоподготовке

Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии выполните следующие задания: №№ Задание Указания к выполнению…

Примеры контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите правильный/е ответ/ы:

А) В реакцию конъюгации с ксенобиотиками вступают:

А – серная кислота

Б – альфа-кетоглутаровая кислота

В – глутатион

Г – глицин

Д – уксусная кислота

Б) При поражении печени повышается активность в сыворотке крови:

1) аланинаминотрансфераза;

2) альдолаза;

3) сорбитолдегидрогеназа;

4) креатинкиназа.

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

А) 1) секреторные ферменты печени	А. Аминотрансферазы
2) индикаторные ферменты печени	Б. Холинэстереза
3)экскреторные ферменты печени 4) ферменты холестатического синдрома	В. Глутаматдегидрогеназа Г. Сорбитолдегидрогеназа
	Д. Лактатдегидрогеназа
	Е. Орнитинкарбамоил трансфераза
	Ж. Лейцинаминопептидаза
	З. Щелочная фосфатаза
	И. Лецитинхолесте- ролацилтрансфераза
	К. Липопротеинлипаза
	Б)1) арахидоновая кислота	А. Антиоксидант
	2) ионол	Б. Прооксидант
	3) цнрулоплазмин	В. Двоякий эффект
	4) линолевая кислота
	5) аскорбиновая кислота
	6) токоферол
	7) Fe2

Вид 3.Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

А.При остром вирусном гепатите коэффициент АсАТ/АлАТ (де Ритиса):

1. Не меняется

2. Увеличивается

3. меняется неоднозначно

4. Снижается

5. Не определяется

 

Б. При метаболизме ксенобиотиков происходит их:

1. Гидролиз 4. Восстановление

2. Гидроксилирование 5. Конъюгация

3. Окисление

Вид 4.Для каждого вопроса определите: 1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная связь.

А) Все ксенобиотики в организме обязательно подвергаются структурной модификации, потому что без этапа модификации невозможен этап конъюгации.

 

Б) Предшественником билирубина является миоглобин, потому что миоглобин высвобождается из эритроцитов при их распаде.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. У женщины, страдающей желчнокаменной болезнью, появились боли в области печени, быстро развилось желтушное окрашивание склер, кожи, кал обесцветился, моча приобрела цвет крепкого чая. Какие нарушения пигментного обмена могут быть обнаружены, какой тип желтухе можно подозревать?

Задача 2. Наследственная недостаточность NADP- оксидазы приводит к хроническому гранулематозу. Почему при этом заболевании некотоые микроорганизмы сохраняют жизнеспособность внутри фагоцитов, а их антигены вызывают в месте скопления фагоцитов клеточный иммунный ответ и формирование гранулем? Для ответа на вопрос: а) напишите схему активации кислородзависимых бактерицидных механизмов; б) объясните роль активных форм кислорода в фагоцитозе.

 

Подготовьте к предстоящему занятию протокол лабораторных работ: выпишите кратко принципы методов и техники их выполнения, показатели нормы, оставляя место для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Пробы коллоидоустойчивости белков сыворотки крови.

Принцип метода.Метод основан на образовании плохо растворимого глобулино-тимололипидного комплекса при взаимодействии сыворотки крови с… Ход работы. К 6 мл тимоло-вероналового буфера (рН 7,6) прибавить 0,1 мл… В норме интенсивность помутнения колеблется в пределах от 0 до 4 условных единиц.

Работа № 2. Количественное определение активности альдолазы в сыворотке крови (метод Брунса в модификации Е.Н. Валуйской и В.И. Товарницкого).

Ход работы. В центрифужную пробирку поместить 0,5 мл исследуемой сыворотки крови, 0,5 мл 0,5 % раствора NaHCO3, 0,12 мл гидразинсульфата, 0,12 мл… Расчет.Активность альдолазы сыворотки крови выражают в условных единицах… В норме активность альдолазы в сыворотке крови составляет 3-13 единиц и выше.

Работа № 3. Определение активности фруктозо-1-фосфаталь-долазы.

Ход работы. В пробирку внести 1 мл сыворотки крови и 0,5 мл субстратного раствора (100 мл бариевой соли фруктозо-1-фосфата растворить в 180 мл… В контрольную пробирку внести 1 мл сыворотки крови. Инкубировать в термостате… Расчет.Количество образовавшихся триоз определить по стандартной кривой, построенной по диоксиацетону. Активность…

Работа №4. Количественное определение активности каталазы крови методом А.Н. Баха и С.Р. Зубковой.

5Н2О2 + 2КМnО4 + 3Н2SО4 → 8Н2О + 5О2 + К2SО4 + 2MnSО4 Активность каталазы выражается каталазным числом, которое представляет собой… Ход работы.С помощью микропипетки берут кровь из пальца человека или хвоста/уха экспериментального животного и готовят…

Работа № 5. Количественное определение активности пероксидазы крови по методу Н.И. Симаковой.

Ход работы.В пробирку налить 2 мл 0,1 М ацетатного буфера рН 4,7, прибавить 3 мл разбавленной в 1000 раз крови (см. работу 2), 2 мл дистиллированной… Расчет.Пероксидазное действие крови связано с количеством гемоглобина,… Примерный расчет. Допустим, что переход окрашивания жидкости произошел за 8 секунд, а количество гемоглобина в…

Работа № 6. Обнаружение перекисей в растительном масле

При длительном хранении происходит перекисное окисление непредельных жирных кислот в растительном масле. Органические перекиси и гидроперекиси являются сильными окислителями и окисляют соли железа (II0 в соли железа (III). Последние образуют с роданистыми солями хорошо растворимое в воде ярко окрашенное родановое железо.

Ход работы.В пробирку прилить 1 мл свежеприготовленного 2% раствора соли Мора (FeSO₄●(NH₄)SO₄●6H₂O, или двойной железисто-аммонийной сернокислой соли), добавить несколько капель 15 раствора роданистой соли – NH₄CNS или KCNS. Добавить 1 мл исследуемого растительного масла и сильно встряхнуть. Через несколько минут отметить появление окраски в нижнем – водном – слое.

Эталоны ответов на тесты контроля исходного уровня знаний

Вид 1. А) А, В, Г, Д; Б) 1, 2, 3.

Вид 2. А) 1Б, И, К; 2А, В, Г, Д, Е; 3Ж; З; 4Ж,З,Л. Б) 1Б, 2А, 3А, 4Б, 5В, 6А, 7Б.

Вид 3. А) 4; Б) 1, 2, 3, 4, 5.

Вид 4.А) Е (-, -, -); Б) Е (-, -, -).

 

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1. Симптомы характерны для механической желтухи, развивающейся при закупорке (сдавлении) общего желчного протока камнем, опухолью головки поджелудочной железы, эхинококкозными пузырьками и др. В подобных случаях в крови повышается содержание преимущественно прямого билирубина из-за нарушения эвакуации желчи в двенадцатиперстную кишку. Кал обесцвечивается, т.к. он не содержит сткркобилин. Темный цвет мочи обусловлен проникновением в нее из крови прямого билирубина.

Задача 2.а)

б) Активные формы кислорода инициируют свободнорадикальные реакции, разрушающие липиды клеточных мембран бактерий, поглощенных фагоцитами. При генетическом дефекте NADP-оксидазы в фагоцитах не образуются: супероксидный кислородный радикал, Н₂О₂ и НОСI, поэтому некоторые фагоцитированные микроорганизмы не погибают.

 

Занятие № 3. Биохимия мышечной и нервной тканей.

Цель занятия.Усвоить особенности химического состава и метаболизма мышечной и нервной тканей, молекулярные механизмы мышечного сокращения и расслабления, закрепить знания по биохимическим основам функционирования нервной ткани; овладеть методами исследования химического состава и активности некоторых ферментов мышечной и нервной тканей.

Студент должен
знать:	уметь:
1) химический состав мышц; 2) биохимические механизм мышечного сокращения и расслабления; 3) особенностей энергетического обмена в мышцах; 4) биохимические изменения в мышцах при утомлении; 5) основные типы клеточных элементов нервной ткани; 6) особенности химического состава спинномозговой жидкости; 7) особенности химического состава нервной ткани; 8) особенность состава и структуры миелиновых мембран; 9) особенности обмена углеводов в нервной ткани, зависимость биоэнергетики головного мозга от притока глюкозы; 10) кислородозависимость нервной ткани; 11) особенности метаболизма аминокислот в нервной ткани; 12) пути образования аммиака при функционировании нервной клетки и пути его обезвреживания; 13) биологические механизмы возникновения и проведения нервного импульса; 14) молекулярные механизмы синаптической передачи; 15) физиологически активные пептиды мозга.	1) охарактеризовать роль ионов кальция в процессе сокращения и расслабления мышц; 2) выделить основные и дополнительные пути образования АТФ в мышечной ткани; 3) охарактеризовать и объяснить биохимические изменения в мышцах при патологии; 4) выделять из мышечной ткани гликоген и миоглобин, обнаруживать в ней белок; 5) количественно определять креатинин в сыворотке крови и моче и интерпретировать полученные результаты; 6) оценить химический состав ликвора; 7) объяснить особенность обмена аминокислот в ткани головного мозга, пути образования аммиака при функционировании нервной клетки и пути его обезвреживания; 8) использовать знания биохимии нервной ткани для понимания действия большой группы фармакологических средств; 9) проводить разделение липидов ткани мозга методом тонкослойной хроматографии; 10) проводить качественное определение активности холинэстеразы ткани мозга.

Содержание занятия.На занятии студентам предстоит пройти проверку заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, выполнить работы по выделению гликогена и миоглобина из мышечной ткани, количественному определению креатинина в сыворотке крови и моче, по хроматографическому разделению липидов мозга и обнаружению активности холинэстеразы мозговой ткани.

Методические указания к самоподготовке

Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии выполните следующие задания: № № Задание Указания к выполнению…   6. Изучите особенности химического состава…  

Примеры контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите правильный ответ

А) Интенсивно работающую мышцу обеспечивают энергией:

1) аэробное дихотомическое окисление глюкозы

2) анаэробное дихотомическое окисление глюкозы

3) окисление кетоновых тел

4) окисление жирных кислот

Б) Резкое повышение концентрации белка в ликворе характерно для:

1.Энцефалит

2. Острая черепно-мозговая травма

3. геморрагический инсульт

4. Острый гнойный менингит

5. Опухоль мозга

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

А) 1) миофибриллярные белки	А. Миозин
2) саркоплазматические белки	Б. Миоглобин
	В. Актин
	Г. Мышечные глобулины
	Д. Тропомиозин
Б) 1) соединения, временно связывающие аммиак в ткани мозга	А. Глицин
2) соединения – медиаторы ЦНС	Б. Дофамин
3) соединение – предшественник тормозного медиатора ЦНС	В. Глутамат Г. α-кетоглутарат
4) соединение, метаболизм которого нарушается при болезни Паркинсона/паркинсонизме	Д. Серотонин Е. Норадреналин Ж. ГАМК
5) соединение, метаболизм которго нарушается при маниакально-депрессивном психозе и некоторых формах шизофрении	З. Ацетилхолин
6) основной медиатор лимбической системы и ретикулярной формации
7) соединения – медиаторы периферической нервной системы

Вид 3.Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

А) Выберите и расставьте в соответствующем порядке ферменты, при участии которых происходит мобилизация гликогена в мышцах.

1. Фосфорилаза активная

2. Протеинкиназа активная (димер С₂)

3. Глюкозо-6-фосфатаза

4. Аденилатциклаза активная

5. Аденилатциклаза неактивная

6. Фосфорилаза неактивная

7. Протеинкиназа неактивная (тетрамер R₂ – С₂)

Б)Установите правильную последовательность возникновения нервного импульса.

1. «Следовая» деполяризация мембраны

2. Поток К⁺ из нервной клетки

3. Деполяризация мембраны

4. Потенциал покоя на мембране

5. Реполяризация мембраны

6. «Следовая» гиперполяризация мембраны

7. Инверсия заряда на мембране (потенциал действия)

8. Поток Na⁺ внутрь клетки

Вид 4.Для каждого вопроса определите: 1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная связь.

А) Трупное окоченение обусловлено истощением запасов АТФ, потому что при трупном окоченении не происходит диссоциация комплекса актин – миозин.

Б) Систематический прием морфиноподобных наркотиков быстро приводит к развитию физической и психической зависимости, потому что такие наркотики являются экзогенными лигандами опиатных рецепторов мозга.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Токсическое действие аммиака на клетки мозга объясняется, в частности, нарушением образования нейромедиаторов. Синтез какого из известных Вам нейромедиаторов будет нарушен в первую очередь?

Задача 2. Если препарат скелетной мышцы обработан смесью йодацетата (ингибитор глицеральдегиддегидрогеназы) и ротенона (ингибитор цепи переноса протонов и электронов), то мышца теряет способность сокращаться в ответ на электростимуляцию. Если препарат скелетной мышцы обработан только ротеноном, то способность к сокращению сохраняется. Объясните результаты.

 

Подготовьте к предстоящему занятию протокол лабораторных работ: выпишите кратко принципы методов и техники их выполнения, показатели нормы, оставляя место для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Выделение гликогена из мышечной ткани.

Ход работы.Забить животное, быстро выделить 5 г мышечной ткани и поместить в фарфоровую ступку, вмороженную в лед. Ткань измельчить, залить 2 мл 5%…

Работа № 2. Выделение миоглобина из мышечной ткани.

Ход работы.Красную мышцу животного (2 – 3 г) очистить от жира и соединительной ткани, тщательно измельчить ножницами и залит 15 мл 0,3% раствора аммиака. Полученную смесь оставить на 30 мин при комнатной температуре, периодически перемешивая. Затем профильтровать щелочной экстракт через бумажный фильтр. К фильтрату красного цвета добавить несколько капель концентрированной соляной кислоты. Отметить изменение красной окраски в коричневую, обусловленную переходом гемма ммиоглобина в гемин.

Работа №3. Количественное определение креатинина в моче по Яффе.

Ход работы.Приготовить опытную пробу:в цилиндр объемом 100 мл внести 0,5 мл мочи и 3 мл насыщенного раствора пикриновой кислоты. Смесь тщательно… Расчет:концентрация креатинина(моль/сут) = (Еоп/Ест) × 8,8 Норма:4,4 – 17,6 моль/сут, или 0,5 – 2 г/сут.

Работа № 4. Качественная реакция на белки мышц.

Принцип метода.Наличие белка определяют биуретовой реакцией, обусловленной тем, что пептидные группы белка в щелочной среде образуют с Сu²⁺ комплексные соединения фиолетового цвета

Ход работы. Для получения гомогената 500 мг мышечной ткани растереть в ступке с 10 мл дистиллированной воды на протяжении 3-х минут.Взять 2 пробирки, в одну внести 0,5 мл дистиллированной воды (контроль), а во вторую – 0,5 мл гомогената (опыт). В обе пробирки налить по 2 мл биуретового реактива и оставить на 20 минут для развития окраски. Фиолетовое окрашивание в опытной пробирке свидетельствует о наличии белка в гомогенате мышечной ткани.

Работа № 5. Тонкослойная хроматография липидов ткани мозга.

0,01 мл хлороформного экстракта нанести на пластинку с силикагелем на расстоянии 1,5 см от нижнего края. Кроме того, на линию старта на нанести в… Поместить пластинку в камеру так, чтобы ее нижний край был погружен в… После опрыскивания нагреть пластинку в сушильном шкафу до 80 - 100ºС и отметить появление синих пятен на желтом…

Работа № 6. Определение активности холинэстеразы в головном мозге.

Взвесить на торсионных весах 100 – 200 мг ткани серого вещества больших полушарий или коры мозжечка (ферментативная активность сохраняется на холоду… Обе пробирки поставить в термостат при температуре 38ºС на 15 мин, при…

Эталоны ответов на тесты контроля исходного уровня знаний

Вид 1. А) 2; Б) 4.

Вид 2. А) 1А, В, Д; 2Б, Г. Б) 1В, Г; 2А, Б, Д, Е, Ж, З; 3Б, 4Б, 5Д, 6Д, 7Е, З.

Вид 3. А)5, 4, 7, 2, 6, 1; Б) 4, 3, 8, 7, 2, 5, 1, 6, 4.

Вид 4.А) А (+, +, +); Б) А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.Будет нарушен обмен, в первую очередь, γ-аминомасляной кислоты (ГАМК), поскольку глутаминовая кислота, из которой она образуется, будет использоваться по преимуществу на связывание аммиака с образованием глутамина.

Задача 2.В первом случае блокируется субстратное фосфорилирование (в гликолизе) и окислительное фосфорилирование (в цепи переноса электронов), в результате чего нарушается синтез АТФ, необходимый для акта мышечного сокращения. Во втором случае в миоците сохраняется возможность синтеза АТФ путем субстратного фосфорилирования (при гликолизе), поэтому мышца реагирует на электростимуляцию.

 

Занятие № 4. Биохимия соединительной ткани и ткани кости.

Цель занятия. Изучить состав и метаболические процессы в соединительной ткани. Обобщить знания об особенностях состава ткани кости и зуба. Ознакомиться с некоторыми методами качественного и количественного исследования компонентов соединительной ткани.

 

Студент должен
знать:	уметь:
1) многообразие соединительной ткани; 2) структуру, биосинтез и катаболизм коллагена; 3) структуру, биосинтез и распад эластина; 4) маркеры деградации коллагена и эластина; 5) характеристику и биологическую роль неколлагеновых белков и гликозаминогликанов; 6) особенности синтеза и деградации гликозаминогликанов; 7) особенности структуры и метаболизма хряща; 8) основные клеточные элементы костной ткани и их функции в ремоделировании костной ткани; 9) особенности основных белков органического матрикса костной ткани и их биологические функции. 10) основные этапы минерализации остеоида и участие в этих процессах специфических белков. 11) обмен кальция и фосфата и влияние на эти процессы паратгормона, кальцитонина и кальцитриола.	1) схематически представить структуру коллагена и коллагеновых волокон, эластина, гликозамино-протеогликановые комплексы межклеточного вещества; 2) охарактеризовать особенности биогенеза зрелого коллагена; 3) интерпретировать механизмы нарушения биогенеза коллагена и эластина при недостаточности витамина С, ионов меди; 4) объяснить особенности химического состава и строения костной ткани; 5) охарактеризовать процессы минерализации костной ткани; 6) объяснить роль процессов ремоделирования в физиологических условиях и при патологических процессах.; 7) объяснить особенности кальций-фосфорного обмена и его регуляцию, нарушения обмена кальция при рахите, остеопорозе, гиперпаратиреозе.

Содержание занятия.На занятии студентам предстоит пройти проверку заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, выполнить работы по обнаружению коллагена в тканях, количественному определению оксипролина в моче, гликозаминогликанов в коже, исследованию минеральныого состава тканей кости/зуба, обнаружению белка в ткани кости или зуба.

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятиям необходимо вспомнить материал, пройденный по курсу гистологии, по разделам, посвященным собственно соединительной ткани и… Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии, используя учебник,…  

Примеры контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите правильный ответ

А) Для коллагена характерны последовательности аминокислот:

1. – Гли-Ала-Вал-

2. –Лиз-Арг-Про-

3. –Гли-Оксипро-Про-

4. –Оксипро-Глу-Асп-

Б) В образовании вторичной структуры коллагена принимают участие:

1) водородные связи;

2) сложноэфирные связи;

3) псевдопептидные связи;

4) дисульфидные связи.

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

А)

1. Гормоны, тормозящие процесс А. Инсулин

минерализации кости Б. Паратгормон

2. Гормоны, стимулирующие В. Кальцитонин

минерализацию кости Г. Окситоцин

3. Гормоны, не влияющие на Д. Глюкагон

метаболизм костной ткани Е. Соматотропин

Ж. Глюкокортикоиды

Б)

А. Коллаген 1. Является самым большим протеогликаном

Б. Эластин 2. Первичная структура включает последова-

В. Фибронектин тельность Гли-х-у

Г. Агрекан 3. Состоит из 2-х полипептидных цепей, име-

Д. Гиалуроновая кислота ющих несколько доменов

Вид 3.Для каждого вопроса выберите сочетание правильных ответов.

А) Пластичность эластинов объясняется наличием в их структуре:

1. Углеводных компонентов

2. Многочисленных дисульфидных связей

3. Остатков гидрофобных аминокислот

4. Десмозина и изодесмозина

5. Многочисленных водородных связей.

 

Б) Остеонектин

1. Участвует в регуляции минерализации костной ткани;

2. Синтезируется и секретируется остеобластами

3. Содержит поперечные сшивки, образованные радикалами Лиз

4. Является белком

5. Содержит много остатков Глу и Асп

Вид 4.Для каждого вопроса определите: 1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная связь.

А) Фибриллы коллагена имеют высокую прочность, потому что между составляющими ее молекулами тропоколлагена образуются связи типа шиффовых оснований.

 

Б) Костная ткань является депо кальция, фосфата, фторида в организме, потому что представляет разновидность соединительной ткани.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.При авитаминозе С у больных выявляется расшатывание и выпадение зубов, повышается ломкость капилляров. Чем объясняются указанные явления? Какие процессы нормализуются при лечении цинги?

Задача 2. При диффузных заболеваниях соединительной ткани (коллагенозах) выявляется повышенное выделение с мочой гликозаминогликанов и свободного оксипролина, в крови повышается активность гиалуронидазы. Чем объясняется повышенное выделение из организма с мочой глюкозаминогликанов и оксипролина при коллагенозах?

Подготовьте к предстоящему занятию протокол лабораторных работ: выпишите кратко принципы методов и техники их выполнения, показатели нормы, оставляя место для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Обнаружение коллагена в тканях.

Коллаген из гомогенатов тканей полностью экстрагируется горячим раствором ТХУ. При этом другие тканевые белки выпадают в осадок. В экстракте коллаген обнаруживается биуретовой реакцией.

Ход работы.В ступке 0,2 г сырой кожи (крысы, кролика) измельчить ножницами и, растерев до кашицеобразной массы, перенести в центрифужную пробирку, добавить 3,0 мл 5% раствора ТХУ, перемешать и поставить в водяную баню при 90^о С на 10 мин. Затем пробирку центрифугировать 5 мин при 1500 об/мин, 0,5 - 1 мл центрифугата перенести в пробирку, добавить равный объем 10% раствора NaOH (КОН) и 1 каплю 1% раствора сернокислой меди. Отметить появление фиолетового окрашивания.

Работа № 2. Количественное определение свободного оксипролина в моче.

Ход работы.В две пробирки (контроль и опыт) отмерить по 1 мл профильтрованной мочи, добавить по 1 мл 0,01 М раствора сернокислой меди, по 1 мл 2,5 М… Норма.У взрослого человека с мочой за сутки выводится до 8 мг свободного… Клинико-диагностическое значение. Содержание оксипролина в крови и моче характеризует интенсивность катаболизма…

Работа № 3. Количественное определение гликозаминогликанов в коже.

Ход работы.Измельчить ножницами 0,1 г кожи, растирать в ступке, добавляя щепотку кварцевого стекла и 1 мл 0,5 н раствора соляной кислоты. Гомогенат… Расчет:допустим, экстинкция (Е) равна 0,14. По калибровочному графику эта… Х= (5×С)×1,92×100/0,1, где

Работа № 4. Исследование минерального состава тканей кости и зуба.

Б) Открытие ионов кальция. К 10 каплям минерализата кости добавить 10 капель оксалата аммония, выпадает осадок. В) Открытие неорганического фосфора. К 10 каплям минерализата кости прибавить… Г) Открытие сульфатов. К 10 каплям минерализата кости добавить 3 капли уксусной кислоты и 5 капель раствора хлористого…

Работа № 5. Обнаружение белка в костной ткани.

Небольшой кусочек (50 мг) кости поместить в пробирку и добавить 10 капель 10% раствора едкого натра. Содержимое пробирки нагреть до кипения. Белки кости при нагревании растворяются в щелочи и могут быть обнаружены в растворе. Для реакции на белок пробирку охладить и добавить 1 каплю 1% раствора сульфата меди. Развивается фиолетовое окрашивание (положительная биуретовая реакция). Добавлять сернокислую медь в горячий раствор не следует, т.к. в этом случае выпадает осадок окиси меди, имеющей черный цвет.

Эталоны ответов на тесты контроля исходного уровня знаний

Вид 1. А) 3; Б) 1

Вид 2. А) 1Б, Ж; 2В, Е, А; 3Г, Д. Б) А2, В3, Д1

Вид 3. А) Д; Б) 4, 3, 8, 7, 2, 5, 1, 6, 4

Вид 4.А) А (+, +, +); Б) В (+, +, -)

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 1.Симптомы объясняются нарушением созревания коллагена, входящего в состав связок, фиксирующих зуб, а также входящих в состав стенки капилляров. При лечении цинги нормализуется гидроксилирование пролина и лизина, что необходимо для созревания коллагена.

Задача 2.При коллагенозах в тканях повышается активность гиалуронидазы, гидролизующей протеогликаны, и повышается активность коллагеназы, расщепляющей коллаген. Продукты гидролиза протеогликанов и коллагена выводятся с мочой.

Занятие № 5. Биохимия почек. Общий анализ мочи.

Цель занятия.Рассмотреть функции почек и механизм образования мочи. Изучить общие свойства и составные части мочи в норме и при патологии.

Студент должен
знать:	уметь:
1.Функции и особенности метаболизма почек. 2.Механизмы образования мочи (фильтрация, реабсорбция, секреция, экскреция). 3. Химический состав и свойства мочи. 4. Изменение состава и свойств мочи при патологии.	1.Проводить исследование физико-химических свойств мочи: плотность, прозрачность, цвет, запах, рН. 2.Определять патологические компоненты мочи: белок, кровь, глюкозу, кетоновые тела, желчные кислоты и желчные пигменты. 3.Трактовать биохимический анализ мочи.

Содержание занятия.На занятии студентам предстоит пройти проверку заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, решить ситуационные задачи, прослушать доклад по теме УИРС, выполнить ряд работ по исследованию физико-химических свойств мочи, самостоятельно определить нормальные и патологические компоненты мочи в задачах УИРС и оценить диагностическое значение полученных результатов.

 

Методические указания к самоподготовке

Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии выполните следующие задания: № № Задание Указания к выполнению…

Примеры контроля исходного уровня знаний

Вид 1.Для каждого вопроса выберите правильный ответ

А) Нормальная плотность мочи (г/см³) составляет.

А. 1,00-1,010 В. 1,026-1,030

Б. 1,015-1,025 Г. 1,031-1,040

Б) Билирубин в моче может быть при:

А. «Физиологической» желтухе новорожденных

Б. Гемолитической желтухе.

В. Обтурационной (подпеченочной) желтухе

Г. Печеночно-клеточной желтухе.

Вид 2.Для каждого вопроса, пронумерованного цифрой, подберите соответствующий ответ, обозначенный буквенным индексом. Один и тот же ответ может быть использован несколько раз.

А) 1. Скорость почечного кровотока А. 125 мл/мин

2. Скорость клубочковой фильтрации Б. 350 мл/мин

3. Транспорт-максимум глюкозы В. 1300 мл/мин

4. Клиренс инулина

5. Клиренс диодраста

(рентгеноконтрастного вещества)

Б)1.Мочевина А. Содержится в моче взрослых в норме

2. Креатин Б. Появляется при патологии

3. Глюкоза В. Определяется в моче детей грудного возраста

4. Альбумин Г. Появляется при сильной физической нагрузке

5. Са(2+)

6. Уробилин

7. Креатинин

Вид 3. А)Гиперурикемия может быть при:

1. Употребление в пищу продуктов, богатых пуринами

2. Лейкозах

3. Подагре

4. Гнойно-воспалительных процессах

5. Недостаточной продукции урогликопротеинов.

Б)Напишите патологические компоненты мочи:

А. Б. В. Г. Д.

Вид 4.Для каждого вопроса определите: 1) верно или неверно каждое из приведенных утверждений; 2) если верны оба утверждения, имеется ли между ними причинная связь.

А) При гематурии моча имеет красный цвет, потому что в ней содержится свободный гемоглобин.

Б) При паренхиматозной желтухе в моче появляется уробилин, потому что уробилиноген не разрушается в гепатоцитах до моно- и дипирролов.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.В результате дегенеративного процесса поражен юкстагломерулярный аппарат петли Генле и приносящих артериол. Какие изменения и почему могут возникнуть в водно-солевом обмене?

Задача 2.К врачу обратился пациент с жалобами на сухость во рту, постоянную жажду, выделение больших количеств мочи. При исследовании мочи было установлено: суточный диурез - 4,5 л; цвет – слабо-желтый; запах – отсутствует; рН 5; прозрачность – прозрачная; удельный вес (плотность) – 1,006. Патологические компоненты – отсутствуют. Для какого заболевания характерны указанные изменения в моче и клинические симптомы?

Подготовьте к предстоящему занятию протокол лабораторных работ: выпишите кратко принципы методов и техники их выполнения, показатели нормы, оставляя место для расчетов и выводов.

Самостоятельная работа студентов

Работа № 1. Определение показателей физико-химических свойств мочи.

Нормальная свежевыделенная моча представляет собой прозрачную жидкость соломенно-желтого цвета. Нормальная окраска мочи обусловлена наличием в ней… В чистую пробирку налить 2 мл мочи и рассмотреть на свету. Результаты… Определение прозрачности

Работа № 2. Определение химических компонентов нормальной мочи.

Налить в пробирку 1 мл мочи, добавить 2 - 3 капли 30% раствора азотной кислоты и 3 - 4 капли 1% раствора азотнокислого серебра. Образуется… Качественное обнаружение сульфатов К 1 мл мочи добавить 2 - 3 капли 1% раствора уксусной кислоты и 2 - 3 мл раствора хлористого бария. Выпадает…

Работа № 3. Патологические компоненты мочи.

Качественное определение белка.

В нормальной моче содержится незначительное количество белка (0,05-0,15 г/сут), что не обнаруживается обычными качественными пробами. Белок в моче… Проба кипячением 2 - 3 мл мочи (профильтрованной, если она щелочная, то ее подкисляют уксусной кислотой до слабокислой реакции) довести…

Качественное определение сахара в моче с помощью реактива Фелинга.

В пробирку налить 1 - 2 мл мочи, добавить равный объем реактива Фелинга и осторожно нагреть верхний слой жидкости. При наличии сахара отметить… 3. Качественное обнаружение сахара в моче при помощи индикаторной бумаги… «Глюкотест» приготавливается путем пропитки полосок фильтровальной бумаги размером 0,5×5см смесью, содержащей…

Количественное определение белка в моче по методу Робертса-Стольникова.

Ход работы.В пробирку налить 1 мл концентрированной азотной кислоты с хлористым натрием (реактив Ларионовой) и наслаивать на нее осторожно из… Расчет.Колечко появилось через 2 минуты после наслаивания, когда моча была…

Качественное определение кетоновых тел.

Проба с нитропруссидом натрия (Легаля) на ацетон При взаимодействии ацетона с нитропруссидом натрия в щелочной среде появляется… В пробирку налить 1 мл мочи и добавить 2 - 3 капли свежеприготовленного раствора нитропруссида натрия и 3 - 4 капли…

Качественная реакция на кровяные пигменты.

Проба с бензидином В пробирку налить 1 мл прокипяченной мочи, добавить 4 капли 5% раствора… Проба гваяковой смолой

Качественное определение желчных пигментов.

Желчные пигменты (билирубин, биливердин и др.) образуются при распаде гемоглобина эритроцитов и появляются в моче при желтухах . Моча, содержащая желчные пигменты, имеет желтовато-коричневое или зеленое окрашивание (характерный признак желтухи).

Проба на билирубин с раствором йода (проба Розина)

К 3 мл мочи осторожно наслоить 1% спиртовый раствор йода или раствор Люголя. При наличии билирубина на границе между обеими жидкостями образуется зеленое кольцо. С нормальной мочой проба отрицательна.

Проба Гмелина на желчные кислоты

К 1 мл концентрированной азотной кислоты осторожно по стенке наслоить мочу равный объем. При наличии желчных пигментов на границе наслаивания образуется зеленое кольцо.

Проба Петенкофера на желчные кислоты.

Реакция основана на конденсации желчных кислот с оксиметилфурфуролом, образующимся под влиянием концентрированной серной кислоты из сахарозы. Продукт конденсации имеет красно-фиолетовую окраску.

В пробирку поместить 1 мл мочи добавить 5 капель 5% раствора сахарозы и осторожно по стенке пробирки наслоить 1 мл концентрированной серной кислоты. При наличии желчных кислот на границе наслаивания образуется кольцо красно-фиолетового цвета.

Проба Яффе на уробилин.

К 2 мл мочи прибавить небольшую порцию раствора хлористого цинка. При встряхивании появляется хлопьевидный осадок, который растворить в концентрированном растворе аммиака (около 1мл). В норме появляется слабо-зеленая флюоресценция, ярко выраженная при патологии.

Качественное определение индикана в моче.

Индикан - калиевая или натриевая соль индоксилсерной кислоты - содержится в нормальной моче в виде следов. Много индикана содержится в моче травоядных животных, а также в моче человека при усиленном гниении белков в кишечнике, при запорах и непроходимости кишечника.

В пробирку налить 4 мл исследуемой мочи и прибавить при помешивании равный объем серной кислоты. Затем добавить около 1 мл хлороформа, 1 - 2 капли раствора перманганата калия, закрыть пробкой и несколько раз перевернуть, не встряхивая. Пробирку поставить в штатив и наблюдать интенсивность окрашивания хлороформного слоя в синий цвет.

УИРС.Анализ пробы мочи.

Задание получает каждый студент. В каждой пробирке студенты анализируют присутствие белка, сахара, кетоновых тел, желчных и кровяных пигментов, а также другие компоненты. Полученные данные анализируются и оформляются выводы. Студенты знакомятся с бланками лабораторного анализа мочи. Ниже приведен примерный образец бланка.

Анализ мочи

Физико-химическое исследование мочи.

Удельный вес ______________________________

Цвет_______________________________________

Прозрачность_______________________________

рН________________________________________

Химическое исследование мочи.

а) Нормальные составные части.

Кальций___________________________________

Магний____________________________________

Сульфаты__________________________________

Мочевина__________________________________

Креатинин__________________________________

б) Патологические составные части.

Сахар______________________________________

Белок (при обнаружении белка необходимо сделать количественное определение его)_______________________________

Ацетоновые тела____________________________

Кровяные пигменты_________________________

Желчные кислоты___________________________

Билирубин_________________________________

Уробилин__________________________________

Индикан____________________________________

Вывод:__________________________________________________

Эталоны ответов на тесты контроля исходного уровня знаний

Вид 1. А) Б; Б) В, Г

Вид 2. А) 1В; 2А; 3Б; 4А; 5В. Б) 1А, Б; 2Б,В; 3Б, 4Б, Г; 5А,В, 6Б, 7А,В

Вид 3. А) А (1, 2, 3); Б) глюкоза, белок, кетоновые тела, желчные пигменты, гемоглобин

Вид 4.А) С (+, -, -); Б) А (+, +, +).

Эталоны ответов на ситуационные задачи

Задача 2.Олигоурия, жажда, выраженный диурез, моча с низким удельным весом (низкой плотностью) характерны для несахарного диабета, развивающегося… Занятие 6. Зачетное занятие по модулю «Биохимия органов и тканей». Цель занятия.Углубить и закрепить знания студентов о метаболических особенностях различных органов и систем – крови,…

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию повторно проработайте материал, отвечая на поставленные ниже контрольные вопросы. Данный раздел учебной дисциплины биохимии является одним из важнейших для вашего последующего профессионального образования, потому что знание особенностей химического состава и метаболизма различных органов и тканей является важным для изучения физиологии, патофизиологии, фармакологии, внутренних болезней, для понимания патогенеза многих заболеваний и принципов их лечения.

 

Контрольные вопросы

1. Белки крови. Отдельные белковые фракции, разделение методом электрофореза, характеристика отдельных белков. Небелковые компоненты крови.

2. Конституитивные и индикативные ферменты плазмы крови, диагностическое значение их определения.

3. Дыхательная функция крови: механизм переноса кислорода и углекислого газа. Буферные системы крови, понятие о щелочном резерве, ацидозе и алкалозе. Особенности метаболизма эритроцита.

4. Система гемостаза. Характеристика основных функционально-структурных компонентов гемостаза: эндотелия сосудов; тромбоцитов, основных тромбоцитарных факторов гемостаза; плазменных факторов свертывания крови.

5. К-витаминозависимые факторы, роль витамина К в их посттрансляционной модификации, γ-карбоксиглутаминовая кислота. Биохимические механизмы образования фибрин-полимера.

6. Внешний и внутренний пути свертывания крови. Каскадные механизмы активации реакций свертывания.

7. Противосвертывающая система, антикоагулянты: кальций-связывающие, антивитамины К, антитромбины и гепарин. Система фибринолиза. Понятие о ДВС-синдроме.

8. Основные белки иммунной системы. Иммуноглобулины. Строение. Характеристика строения антител. Специфичность взаимодействия антитело-антиген. Особенности синтеза антител. Представления о строении и функциях Т-рецепторов и белков главного комплекса гистосовместимости.

9. Механизмыобезвреживания чужеродных макромолекул, бактерии, вирусов и мутантных клеток. Понятие о комплементе. Роль активных форм кислорода в бактерицидном действии фагоцитирующих лейкоцитов.

10. Биохимия печени. Роль печени в обмене белков, углеводов, липидов. Барьерная функция печени.

11. Экскреторная функция печени. Химический состав желчи. Первичные и вторичные желчные кислоты. Функциональные пробы, отражающие экскреторную функцию печени.

12. Важнейшие механизмы обезвреживания веществ в печени: микросомальное окисление, реакции конъюгации. Примеры обезвреживания чужеродных веществ (ксенобиотиков) и продуктов гниения белков (фенол, крезол, индол). Значение метаболизма лекарственных веществ. Представление о химическом канцерогенезе.

13. Химический состав мышц: важнейшие белки (миозин, актин, актомиозин, тропонин) и экстрактивные вещества. Биосинтез креатинина, обмен креатинфосфата. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления.

14. Биохимические особенности сердечной мышцы. Клинико-биохимические исследования при инфаркте миокарда.

15. Важнейшие белки межклеточного матрикса: коллаген, эластин. Биосинтез и созревание коллагена. Участие витамина С в синтезе коллагена. Экскреция оксипролина - показатель скорости распада коллагена.

16. Структурная организация и основные функции межклеточного матрикса и соединительной ткани. Протеогликаны. Гликозаминогликаны. Роль соединительной ткани в заживлении ран.

17. Биохимия нервной ткани. Особенности химического состава и метаболизма нервной ткани (липиды, белки, аминокислоты, углеводы, энергетический обмен). Особенности химического состава цереброспинальной жидкости.

18. Проведение и передача нервного импульса. Потенциал покоя и потенциал действия. Синапсы, синаптическая передача. Нейротрансмиттеры.

 

Примеры тестовых заданий

1. Величина белкового коэффициента альбумины/глобулины сыворотки крови в норме составляет….

1. 1,5-2,3 3. 0,6-1,0

2. 3,33-5,5 4. 0,5-1,2

 

2. Наиболее показательным для диагностики заболеваний костной системы является определение активности …………в сыворотке крови

1. кислой фосфатазы

2. щелочной фосфатазы

3. амилазы

4. ЛДГ-3

 

3. Для синтеза факторов свертывания крови ……. требуется витамин К..

1. фибриногена

2. протромбина

3. проакцелерина

4. проконвертина

5. антигемофильного глобулина В

6. фактора Прауэра – Стюарта

 

4. Патологическими компонентами мочи являются…

1. белок

2. мочевая кислота

3. мочевина

4. кетоновые тела

5. креатинин

6. аминокислоты

7. билирубин

 

5. Вирусный гепатит сопровождается появлением в моче……

1. билирубина

2 глюкозы

3. уробилиногена

4. кетоновых тел

5. белка

6. гемоглобина

7. креатина

 

6. Функциями соединительной ткани являются…

1. структурная

2. защитная

3. репаративная

4. сократительная

5. регуляторная

 

7. Наиболее распространенной аминокислотой в структуре коллагена является…

1. аланин

2. цистеин

3. оксипролин

4. глицин

5. лизин

 

Эталоны ответов к тестовым заданиям

1. - 1;

2. - 2;

3. - 2, 4, 5, 6;

4. - 1, 4, 7;

5. - 1, 3;

6. - 1, 2, 3;

7. - 4.

 

Графологическая структура «Строение и функции сложных белков»

Графологическая структура модуля «Белки. Ферменты»

Приложение 3

Рекомендуемая литература

1. Альберт А. Избирательная токсичность. В 2-х томах.- М.: Медицина, 1989.

2. Арчаков А.И. Микросомальное окисление.- М.: Наука, 1975.

3. Байгильдина А.А., Терегулова Т.Г., Камилов Ф.Х. Номенклатура и классификация ферментов: Уч.- метод. пособие. - Уфа, 2005.

4. Биохимия: Учебник для вузов / В.П. Комов, В.Н. Шведова.- М.: Дрофа, 2004. – 640 с.

5. Биохимические основы патологических процессов / Под ред. Е.С. Северина. – М.: Медицина, 2000.

6. Бышевский А.Ш., О.А. Терсенев Биохимия для врача. – Екатеринбург, 1994. – 384 с.

7. Введение в биомембранологию / Под ред. А.А. Болдырева.- М.: Изд–во МГУ, 1990.

8. Витамины: Учебное пособие / Под ред. А.А. Никонорова.- Оренбург: ООО «Принт-сервис».- 2005.

9. Горбачев В. В., Мрочек А.Г. Атеросклероз. Учеб. пособие. – Минск: Книжный Дом, 2005. - 608с.

10. Камилов Ф.Х., Давлетов Э.Г. Биохимия гормонов и механизмы гормональной регуляции обмена веществ. – Уфа: Гилем, 1998. – 286 с.

11. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: Справочник: В 2 т. – Минск: Интерпресссервис, 2003.

12. Климов А.Н.,Никульчева Н.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз. – Спб: Питер Пресс, 1999.

13. Клиническая биохимия: учебное пособие / Под ред. В.А.Ткачука.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.- 264 с.

14. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия.- М.: Мир, 2004. - 469 с.

15. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия: Учеб. для хим., биол, и мед. спец вузов. – М.: Высш. Шк. , 1998. – 479 с.

16. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х т. – М.: Мир, 1985.

17. Марри Р., Гренер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х т. -М.: Мир, 2004.

18. Маршалл В. Дж. Клиническая биохимия.- М.-Спб: Изд. «БИНОМ»- «Невский диалект», 1999.

19. Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы): Справочник / Под ред. проф. А.И. Карпищенко. - СПб: «Интер-медика», 1997.- 304 с.

20. Молекулярная биология клетки / Б.Альбертс, Д.Брей, Дж. Льюис и др. В 5-ти т. – М.: Мир, 1987.

21. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. – М.: Медицина, 2000. – 544 с.

22. Нейрохимия / Под ред. И.П.Ашмарина, П.В.Стукалова. – М.:Изд. Ин-та биомедхимии РАМН, 1996.- 400 с.

23. Нельсон Д. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. / Д.Нельсон, М.Кокс; пер. 4-го англ. изд. – 2008.

24. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. – М.: Просвещение, 1987. - 816 с.

25. Практикум по биологической химии / Под ред. С.Е.Северина и Г.А. Соловьевой. – М.:МГУ, 1989.

26. Репродуктивная эндокринология / Под ред. С.Йена, Р.Джаффе. – М.:Медицина, 1998.

27. Референтные пределы у взрослых и детей. Преаналитические предосторожности / В. Хейль, Р. Коберштейн, Б. Цавта. – М.: Лабпресс, 2001. -176 с.

28. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. – М.: Наука, 1989.

29. Справочник биохимика: Пер. с англ. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот, К. Джонс. – М.: Мир, 1991. - 544 с.

30. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. и др. Основы биохимии: В 3-х т. Пер. с англ. – М.:Мир, 1981.

31. Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 780 с.

32. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. – М.:Мир, 1988.

33. Элиот В., Элиот Д. Биохимия и молекулярная биология. – М.: Изд-во НИИ Биомед. химии РАМН, 1999, 2001.

 

Журналы по биохимии

2. Биомедицинская химия: Науч.- практ. журнал РАМН. – Основан в 1956 г. – 6 номеров в год.- М.: ГУНИИ биомедхимии. до 2003 г. «Вопросы мед.… 3. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии: Науч.-… 4. Медицинский вестник Башкортостана: Науч.-практич.журн. // ГОУ ВПО Баш.гос.мед.ун -т Росздрава». – Основан в 2006 …

Приложение 4

Некоторые референтные значения биохимических показателей

Жидких сред организма

Приложение 5

Некоторые референтные значения биохимических показателей

Жидких сред организма у детей

  Оглавление