ГОСУДАРСТВЕННОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
- TAGS
- naoh
- ects
- fecl
- cacl
- www.umsa.edu.ua
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
МИНИСТЕРСТВО ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ УКРАИНЫ<br />
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ<br />
ПО ВИСЩЕМУ МЕДИЦИНСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ<br />
<strong>ГОСУДАРСТВЕННОЕ</strong> <strong>МЕДИЦИНСКОЕ</strong> <strong>УЧЕБНОЕ</strong> <strong>ЗАВЕДЕНИЕ</strong><br />
МЗ УКРАИНЫ<br />
“УКРАИНСКАЯ МЕДИЦИHСКАЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ<br />
АКАДЕМИЯ”<br />
БИОЛОГИЧЕСКАЯ И БИООРГАНИЧЕСКАЯ<br />
ХИМИЯ<br />
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ<br />
ДЛЯ СТУДЕHТОВ ІІ КУРСА СТОМАТОЛОГІЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА<br />
(МОДУЛИ II-ІІІ)<br />
Полтава – 2011
УДК 54:616.31(07)<br />
Авторы: д.м.н., профессор К.С. Непорада, д.м.н., профессор Л.М. Тарасенко,<br />
к.б.н., доцент В.К. Григоренко, к.м.н., доцент Л.Г. Нетюхайло, к.б.н. М.В. Білець,<br />
к.м.н.О.Є. Омельченко., Н.М. Слободяник,<br />
Методические разработки по биологической и биоорганической химии<br />
(ІІ-V модули) для самостоятельной работы студентов медицинского факультета. –<br />
Полтава, 2011. – 113 с. Русским языком.<br />
Методические разработки для самостоятельной работы студентов по<br />
биологической и биоорганической химии (І-V модули) высших медицинских заведений<br />
образования ІV уровня аккредитации подготовлены в соответствии с программой<br />
“Биологическая и биоорганическая химия”, которая составлена сотрудниками опорной<br />
кафедры биоорганической, биологической и фармакологической химии<br />
Национального медицинского университета имени О.О. Богомольца (заведующий<br />
кафедры – член-корреспондент АМН Украины, заслуженный деятель науки и техники<br />
Украины, профессор Ю.И. Губский). Учебный материал структурирован на 3<br />
модуля, что отвечает стандартам учебы, согласно основ Болонского процесса, и<br />
способствует повышению качества подготовки студентов. Учебное пособие<br />
рассчитано на 2-х часовые занятия, содержит последовательность и указания к<br />
учебным действиям, перечень практических навыков и видов индивидуальных,<br />
самостоятельных работ, а также список обязательной и дополнительной литературы.<br />
Рецензенты: заведующая кафедрой медицинской и биоорганической химии<br />
Харьковского Национального медицинского университета, кандидат<br />
фармацевтических наук, профессор Сырова Г.О.<br />
заведующая кафедрой химии и методики преподавания химии<br />
Полтавского Национального педагогического университета имени<br />
В.Г. Короленка, доктор педагогических наук, профессор Шиян Н.І.<br />
2
ПАМЯТКА СТУДЕНТУ!<br />
Дисциплина “БИОЛОГИЧЕСКАЯ И БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ”<br />
структурирована на 3 модуля:<br />
Модуль 1. Биологически важные классы биоорганических<br />
соединений. Биополимеры и их структурные компоненты.<br />
Модуль 2. Общие закономерности метаболизма.<br />
Метаболизм углеводов, липидов, аминокислот и его регуляция.<br />
Модуль 3. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных<br />
коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.<br />
Учебный план по дисциплине “Биологическая и биоорганическая химия”<br />
для студентов стоматологического факультета<br />
Структур<br />
а навчальної<br />
дисципліни<br />
Кредит<br />
и ECTS<br />
Модуль 1<br />
Модуль 2<br />
Модуль 3<br />
Кількість годин, з них<br />
Всього, Аудиторних<br />
годин/кредиті<br />
Практ. СРС<br />
Лекц.<br />
в<br />
занять<br />
270 20 130 120<br />
9,0<br />
Рік<br />
навча<br />
ння<br />
75/2,5 10 40 25 1<br />
105/3,5 10 40 55 2<br />
90/3,0 50 40 2<br />
Вид<br />
контролю<br />
Текущий и<br />
итоговый<br />
(стандартизиров<br />
анный)<br />
Текущий и<br />
итоговый<br />
(стандартизиров<br />
анный)<br />
Текущий и<br />
итоговый<br />
(стандартизиров<br />
анный)<br />
Примітка:<br />
1 кредит ECTS – 30 годин<br />
Аудиторна робота – 55%<br />
СРС – 45%<br />
3
МОДУЛЬ 2<br />
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА<br />
МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, АМИНОКИСЛОТ<br />
И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ.<br />
Тема 1. Предмет и задачи биохимии. Цель и методы проведения<br />
биохимических исследований, их клинико-диагностическое<br />
значение. Исследование строения и физико-химических свойств<br />
белков-ферментов.<br />
Актуальность темы.<br />
Биохимия – фундаментальная наука и учебная дисциплина, которая изучает<br />
химический состав живых организмов и химические превращения биомолекул. Только<br />
знание молекулярных механизмов функционирования организма обеспечивает<br />
глубокое понимание механизмов патогенеза, биохимической диагностики,<br />
профилактики и лечения важнейших заболеваний человечества. Знания биохимии<br />
необходимы для изучения физиологии, микробиологии, фармакологии, общей<br />
патологии и клинических дисциплин. Без крепкого фундамента теоретических<br />
дисциплин невозможное формирование высококвалифицированного врача.<br />
Ферменты это биологические катализаторы реакций обмена веществ. Белковая<br />
природа ферментов обусловливает их высокую лабильность в зависимости от многих<br />
факторов. Так, в зависимости от температуры тела человека, а также от рН<br />
внутренней среды организма активность ферментов может изменяться, что приводит<br />
к развитию патологических процессов.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Изучение химического состава живых организмов и химических реакций<br />
биомолекул, которые входят в состав этих организмов. Изучить физико-химические<br />
свойства белков-ферментов.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Анализировать этапы и закономерности становления биохимии как медикобиологической<br />
науки и учебной дисциплины.<br />
2. Объяснять принципы и основы методов биохимических исследований<br />
функционального состояния организма человека в норме и при патологии.<br />
3. Анализировать механизмы регуляции основных метаболических процессов;<br />
4. Трактовать биохимические закономерности строения и функционирования<br />
разных классов ферментов;<br />
5. Анализировать физико-химические свойства белков-ферментов.<br />
Исходный уровень знаний-умений. Знать строение белков, классификацию и<br />
структуру протеиногенных аминокислот.<br />
4
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
Контроль исходного уровня<br />
знаний.<br />
1. Определение биохимии как<br />
биологической науки. Задачи<br />
биохимии.<br />
1.1. Биохимия как наука.<br />
1.2. Задачи биохимии.<br />
1.3. Основные этапы развития биохимии.<br />
1.4. Значение биохимии для диагностики и<br />
лечения основных заболеваний человека.<br />
2. Разделы биохимии. 2.1. Статическая биохимия.<br />
2.2. Динамическая биохимия.<br />
2.3. Функциональная биохимия.<br />
2.4. Клиническая биохимия как раздел<br />
биохимии.<br />
3. Практическое изучение<br />
физико-химических свойств<br />
белков-ферментов.<br />
4. Ферменты как<br />
биологические катализаторы<br />
реакций обмена веществ.<br />
3.1. Доказать белковую природу ферментов<br />
биуретовой реакцией, реакцией Фоля.<br />
Объяснить принципы метода.<br />
3.2. Объяснить термолабильность<br />
ферментов на примере определения<br />
активности амилазы слюны, которая<br />
предварительно нагрета или охлаждена и<br />
предварительно не обработана.<br />
3.3. Изучить зависимость активности<br />
амилазы слюны от рН среды.<br />
4.1. Физико-химические свойства белковферментов.<br />
4.2. Электрохимические свойства,<br />
растворимость.<br />
4.3. Термодинамическая стабильность<br />
белковых молекул ферментов; денатурация.<br />
5. Строение ферментных 5.1. Апофермент, кофермент<br />
белков. Простые и сложные (простетическая группа). Олигомерные белки-<br />
ферменты.<br />
ферменты, мультиэнзимные комплексы.<br />
5.2. Мембранно-ассоциируемые ферменты.<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
Подготовить реферат из истории развития биохимии:<br />
а) направления развития биохимии;<br />
б) основополагающие открытия в отрасли структуры и функциональной роли<br />
белков.<br />
Правила работы в биохимической лаборатории.<br />
1. Лабораторные исследования начинать после инструктажа преподавателя, строго<br />
придерживаясь методики (алгоритма) исследований.<br />
2. При проведении лабораторных исследований быть внимательным, аккуратным и<br />
точным.<br />
3. Работу с опасными реактивами проводить под вытяжкой.<br />
4. Придерживаться инструкций к работе на приборах и оборудовании.<br />
Порядок работы на ФЭК:<br />
5
1. Колориметр включить в сеть за 15 мин. до начала измерений. Во время<br />
прогревания кюветное отделение должно быть открыто.<br />
2. Выставить необходимый для измерения цветной светофильтр.<br />
3. Установить минимальную чувствительность колориметра.<br />
4. Перед измерением проверить установку стрелки колориметра на “0” при закрытом<br />
кюветном отделении.<br />
5. По ходу светового луча поместить кювету с раствором.<br />
6. Закрыть крышку кюветного отделения.<br />
7. Снять показатели по шкале колориметра.<br />
8. Выключить прибор из сети.<br />
Порядок работы с использованием водяной бани:<br />
1. Установить баню на подставку или стол.<br />
2. Уровень воды в бане должен быть не более 2/3 объема посуды.<br />
3. Окунуть в баню штатив для пробирок.<br />
4. На сложной вилке бани установить переключение мощности в положение<br />
“700 В.А.”, что отвечает ускоренному нагреванию. Вилку вставить в электрическую<br />
сеть.<br />
5. После закипания води переключатель перевести в положение “350 В.А.”, что<br />
отвечает рабочему режиму.<br />
6. Во время работы поддерживать нужный уровень воды в бане.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1. Изучение термолабильности ферментов.<br />
Слюну развести в 5 раз (1 мл слюны + 4 мл воды). 2 мл разведенной слюны<br />
кипятить 5 минут. В 3 пробирки налить по 10 кап. 1% раствора крахмала. В первую<br />
пробирку прибавить 10 кап. воды (контроль), во вторую – 10 кап. охлажденной<br />
прокипяченной слюны, в третью – 10 кап. разведенной слюны.<br />
Все пробирки поместить в водяную баню или термостат при температуре 38 0 С на<br />
10 минут. После этого выполнить качественные реакции на крахмал и продукты его<br />
гидролиза (глюкозу и мальтозу).<br />
Реакция на крахмал: к 5 кап. исследуемого раствора добавить 1 кап. раствора<br />
Люголя (КІ 3 ). В присутствии крахмала появляется синяя окраска<br />
Реакция Фелинга: к 5 кап. исследуемого раствора добавить 3 кап. раствора<br />
Фелинга (CuSO 4 + NaOH), подогреть. В присутствии глюкозы или мальтозы выпадает<br />
желтый осадок гидрата закиси меди или красный осадок закиси меди.<br />
2. Изучение зависимости активности ферментов от рН среды.<br />
Слюну развести в 10 раз (1 мл слюны + 9 мл воды). В 3 пробирки налить по 1 мл<br />
буферных растворов с рН 3; 7,4; 14. В каждую пробирку отмерять по 1 мл разведенной<br />
слюны, по 1 мл 1% раствора крахмала, перемешать и инкубировать 10 мин. при<br />
температуре 38 0 С. После этого под контролем индикаторной бумаги нейтрализовать<br />
содержание пробирки с рН 3 - раствором щелочи, а содержание пробирки с рН 14 –<br />
раствором 0,1н HCl.<br />
Результат опыта выявить с помощью раствора Люголя, добавляя его по 1-2 кап. в<br />
каждую пробирку, размешать, отметить окраску и сделать выводы.<br />
6
Тема 2. Определение активности ферментов. Единицы измерения<br />
каталитической активности ферментов. Исследование<br />
ферментативных процессов по типу реакций основных классов<br />
ферментов. Исследование механизма действия ферментов и<br />
кинетики ферментативного катализа.<br />
Актуальность темы.<br />
Количественное определение активности ферментов в биологическом материале<br />
используется для диагностики разных болезней. Так при остром панкреатите<br />
повышается активность амилазы в крови и моче.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Анализировать изменение активности фермента амилазы в биологических<br />
жидкостях. Изучение международной классификации ферментов по типу реакций.<br />
Изучение механизмов действия ферментов и кинетики ферментативного катализа.<br />
Знать методы определения активности ферментов, а также уметь интерпретировать<br />
эти методы.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Количественно определять активность амилазы в моче за Вольгемутом, трактовать<br />
полученные результаты.<br />
2. Трактовать международную классификацию и номенклатуру ферментов по типу<br />
реакций.<br />
3. Анализировать механизмы действия ферментов.<br />
4. Объяснить методы определения активности ферментов<br />
5. Объяснить кинетику ферментативного катализа.<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать постепенный гидролиз молекулы<br />
крахмала к мальтозе через стадию декстринов. Знать типы химических реакций. Знать<br />
биологическую роль и структуру ферментов, физико-химические свойства белков.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Определение активности амилазы<br />
определения амилазы слюны. слюны.<br />
2. Методы определения 2.1. На конкретных примерах объясните<br />
активности ферментов.<br />
принципы методов определения активности<br />
ферментов:<br />
а) по количеству продукта, который<br />
образуется под действием фермента за<br />
единицу времени;<br />
б) по количеству потраченного субстрата<br />
за единицу времени;<br />
в) спектрофотометрические методы<br />
определения активности ферментов и<br />
визуализация результатов ферментативной<br />
реакции.<br />
7
3. Международная<br />
классификация и номенклатура<br />
ферментов по типу реакций.<br />
2.2. Единицы измерения активности и<br />
количества ферментов:<br />
а) международные единицы;<br />
б) катал;<br />
в) удельная активность фермента.<br />
3.1. Объяснить принцип международной<br />
классификации и номенклатуры ферментов.<br />
3.2. Назвать шесть классов ферментов и<br />
объяснить типы катализированных реакций.<br />
4. Механизмы действия 4.1. Термодинамические закономерности<br />
ферментов.<br />
ферментативного катализа.<br />
4.2. Активные центры ферментов. Отличия<br />
строения активных центров у простых и<br />
сложных ферментов.<br />
4.3 Ферментативное превращение<br />
субстратов при каталитическом действии<br />
фермента на примере действия<br />
химотрипсина и ацетилхолинестеразы.<br />
Последовательность этапов каталитического<br />
5. Кинетика ферментативных<br />
реакций.<br />
процесса.<br />
5.1. Зависимость скорости реакций от<br />
концентрации фермента, субстрата, рН и<br />
температуры.<br />
5.2. Константа Михаелиса-Ментен, ее<br />
смысловое значение.<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
Сделать реферативный доклад по теме: ”Роль поджелудочной железы в<br />
возникновении гиперамилаземии и гиперамилазурии”, «Механизм действия<br />
ферментов»:<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение активности амилазы.<br />
Принцип определения активности амилазы по Вольгемуту:<br />
Метод основан на способности амилазы расщеплять (гидролизовать) крахмал.<br />
Находят такое разведение слюны, которое расщепляет 2 мг крахмала (в 2 мл 0,1%<br />
раствора крахмала) за 30 минут при t=38 0 С . Потом рассчитывают количество<br />
крахмала, которое расщепляется 1 мл неразведенной слюны.<br />
В норме активность амилазы слюны – 160-320 ус.ед.<br />
Ход работы.<br />
В 10 пробирок наливают по 1 мл воды. В 1-ю пробирку добавляют 1 мл слюны,<br />
разведенной в 10 раз, перемешивают. Набирают в пипетку 1 мл смеси и переносят ее<br />
в 2-ю пробирку, из нее – таким же образом в 3-м и т.д до 10-и пробирке. Из 10-и<br />
пробирки 1 мл смеси выливают. Во все пробирки доливают по 1 мл воды и по 2 мл<br />
крахмала, перемешивают и оставляют в термостате на 30 минут при t=38 0 С. Через<br />
30 минут пробирки вынимают и добавляют по 1 капли раствора Люголя,<br />
перемешивают. Жидкость в пробирках окрашивается в желтоватый, розовый и<br />
фиолетовый цвета. Отмечают последнюю пробирку с желтым цветом, где гидролиз<br />
крахмала прошел полностью и проводят расчет.<br />
Расчет:<br />
8
Отмечают пробирку, где гидролиз крахмала прошел полностью. Например,<br />
желтый цвет появился в 4-й пробирке, где слюна разведена в 160 раз.<br />
Соответственно, 1/160 мл слюны расщепляет 2 мл 0,1% раствора крахмала, а 1 мл<br />
неразведенной слюны будет расщеплять Х мл 0,1% раствора крахмала:<br />
1/160 мл - 2 мл<br />
1мл - Х мл<br />
21<br />
160<br />
Х=<br />
= 320 мл 0,1% раствора крахмалю.<br />
1<br />
Таким образом, амилазная активность слюны равняется 320 у.е.<br />
Тема 3. Исследование регуляции ферментативных процессов.<br />
Актуальность темы. Протекание биохимических реакций в организме возможно<br />
только при условии присутствия каталитически активных форм ферментов.<br />
Существует несколько путей регуляции активности ферментов: изменение<br />
каталитической активности фермента, изменение количества фермента. Благодаря<br />
активации или торможению активности ферментов увеличивается или уменьшается<br />
скорость биохимических реакций, которые лежат в основе процессов<br />
жизнедеятельности. Нарушение регуляции активности ферментов приводит к<br />
развитию патологических процессов в организме человека.<br />
Цель и начальный уровень знаний-умений.<br />
Общая цель: изучить регуляцию ферментативных процессов.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Анализировать механизмы регуляции основных метаболических процессов.<br />
2. Анализировать пути и механизмы регуляции ферментативных процессов как<br />
основы обмена веществ в организме в норме и при патологиях.<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать<br />
активные центры.<br />
свойства ферментов, их строение,<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание и<br />
Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. В тетрадь протоколов опытов выписать<br />
специфичности, торможения и алгоритм лабораторной работы.<br />
активации ферментов.<br />
2. Специфичность действия<br />
ферментов.<br />
3. Регуляция<br />
ферментативных процессов.<br />
2.1. Объясните биологическую значимость<br />
специфичности действия ферментов, чем она<br />
обусловлена? Какие виды специфичности<br />
ферментов известны Вам? Приведите примеры.<br />
3.1. Регуляция активности ферментов путем<br />
изменения каталитической активности<br />
фермента:<br />
а) алостерическая регуляция активности<br />
ферментов;<br />
б) ковалентная модификация ферментов;<br />
в) активация ферментов путем<br />
9
4. Ингибиторы, активаторы<br />
ферментов.<br />
ограниченного протеолиза;<br />
г) действие регуляторных белковэффекторов<br />
(кальмодулина, протеиназ,<br />
протеиназных ингибиторов, циклических<br />
нуклеотидов).<br />
3.2. Регуляция активности ферментов путем<br />
изменения количества фермента.<br />
4.1. Обратимое и необратимое<br />
ингибирование ферментов.<br />
4.2. Физиологически активные соединения и<br />
ксенобиотики как обратимые (конкурентные и<br />
неконкурентные) и необратимые ингибиторы<br />
ферментов.<br />
5.1. На примере изоферментов<br />
5. Изоферменты –<br />
множественные молекулярные лактатдегидрогеназы (ЛДГ), креатинфосфокиназы<br />
формы белков, результат<br />
экспрессии разных генов.<br />
объясните значение их определения в клинике.<br />
5.2. Проферменты, их биологическая роль и<br />
значение.<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
Подготовить реферативное сообщение на тему: “Протеиназы. Протеиназные<br />
ингибиторы”.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1. Специфичность ферментов.<br />
Слюну развести в 5 раз ( 1 мл слюны + 4 мл воды). В 2 пробирки налить по 5 кап.<br />
разведенной слюны. В первую пробирку добавить 10 кап. 1% раствора крахмала, во<br />
вторую – 10 кап. 1% раствора сахарозы. Обе пробирки поместить на 10 мин. в<br />
термостат при температуре 38 0 С, после чего выполнить реакцию Фелинга на<br />
углеводы.<br />
Реакция Фелинга: к 5 кап. исследуемой смеси прибавить 3 кап. раствора<br />
Фелинга (CuSO 4 + NaOH), подогреть. В присутствии глюкозы или мальтозы выпадает<br />
желтый осадок гидрата закиси меди или красный осадок закиси меди.<br />
2. Влияние активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны.<br />
В 3 пробирки налить по 1 мл слюны, разведенной в 10 раз (1 мл слюны + 9 мл<br />
воды). В первую пробирку добавить 1 кап. 1% раствора хлорида натрия, во вторую –<br />
1 кап. 1% раствора сернокислой меди, в третью – 1 кап. воды, потом в каждую<br />
пробирку добавить по 5 кап. 1% раствора крахмала, перемешать и оставить при<br />
комнатной температуре на 4-5 минут. Провести реакцию на крахмал с реактивом<br />
Люголя (КІ 3 ).<br />
Реакция на крахмал: к 5 кап. исследуемой смеси добавить 1 кап. раствора<br />
Люголя. В присутствии крахмала появляется синяя окраска.<br />
3. Исследовать влияние фосфакола и ионов кальция на активность<br />
холинестеразы.<br />
Принцип метода. Холинестераза катализирует реакцию гидролиза<br />
нейромедиатора – ацетилхолина с образованием холина и уксусной кислоты. В крови<br />
человека содержится два вида холинестеразы. В сыворотке содержится<br />
неспецифическая псевдохолинестераза, которая расщепляет не только ацетилхолин,<br />
но и другие эфиры холина. В эритроцитах содержится специфическая, истинная<br />
ацетилхолинестераза, которая расщепляет лишь ацетилхолин.<br />
10
Фосфорорганические соединения (ФОС, фосфакол) являются необратимыми<br />
ингибиторами холинестеразы и ацетилхолинестеразы, поскольку ковалентно<br />
связываются с активным центром фермента и тормозят его активность. Препараты<br />
ФОС являются высокотоксичными ядами для насекомых (пестициды) и теплокровных<br />
животных. Механизм тормозного действия заключается в связывании с ОН-группой<br />
серина в активном центре фермента.<br />
Рост концентрации ионов Са 2+ в нервном окончание является непосредственным<br />
биохимическим сигналом, что активирует выход ацетилхолина через<br />
пресинаптическую мембрану, его взаимодействие с холинорецепторами<br />
постсинаптической мембраны и расщепления медиатора в синаптической щели<br />
ацетилхолинестеразой. Поэтому ионы кальция являются мощным активатором<br />
холинестеразы.<br />
Метод количественного определения холинестеразы основан на титровании<br />
щелочью уксусной кислоты, что высвободилась в процессе гидролиза ацетилхолина.<br />
Количество щелочи, которое израсходовано на титрование является мерой<br />
активности фермента.<br />
Ход работы. Три пробирки заполняют реактивами по таблице.<br />
Содержание пробирок<br />
№ пробирки<br />
1 2 3<br />
Сыворотка крови, мл 0,5 0,5 0,5<br />
Раствор CaCl 2 , капель --- 5 ---<br />
Раствор фосфакола, капель --- --- 5<br />
Инкубация при комнатной температуре, 5 минут<br />
2%-ной раствор ацетилхолина 1,5 1,5 1,5<br />
Инкубация 10 минут<br />
Фенолфталеин, капель 2 2 2<br />
Количество 0,1 М NaOH,<br />
которое израсходовано на<br />
титрование<br />
По результатам проведенного эксперимента сделать выводы.<br />
Тема 4. Медицинская энзимология.<br />
Актуальность темы.<br />
Уменьшение концентрации или полное отсутствие какого-нибудь фермента в<br />
живой системе является результатом генетической неспособности к его биосинтезу и<br />
проявляется специфической патологией. В настоящее время известно около 150<br />
таких энзимопатий (в обмене простых и сложных белков, в обмене углеводов, липидов<br />
и азотистых оснований).<br />
Изменение активности ферментов в тканях может служить критерием<br />
биохимической диагностики, а изучение динамики этих изменений указывает на<br />
эффективность лечения.<br />
Чистые ферменты и их смеси широко используются как лекарственные препараты<br />
в терапии, хирургии, офтальмологии и других областях медицины.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Объяснить изменения хода ферментативных процессов и накопления<br />
промежуточных продуктов метаболизма при врожденных (наследственных) и<br />
приобретенных пороках метаболизма – энзимопатиях.<br />
11
Конкретные цели:<br />
1. Анализировать изменения активности индикаторных ферментов плазмы крови при<br />
патологии определенных органов и тканей.<br />
2. Объяснить применение ферментных препаратов и ингибиторов ферментов как<br />
фармакологических препаратов при определенных патологических состояниях.<br />
Исходный уровень знаний-умений:<br />
1. Знать строение глутарата, пирувата и α-аминокислот.<br />
2. Знать принцип колориметрии и порядок работы на ФЕК.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке.<br />
Содержание и<br />
Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. В тетрадь протоколов записать<br />
определения активности АсАТ и АлАТ в алгоритм лабораторной работы.<br />
сыворотке крови.<br />
2. Медицинская энзимодиагностика. 2.1. Современные аспекты<br />
энзимодиагностики: клеточные,<br />
секреторные та экскреторные<br />
ферменты.<br />
2.2. Изоферменты в<br />
энзимодиагностике,<br />
тканевая<br />
специфичность распределения<br />
ферментов.<br />
2.3. Изменение активности<br />
ферментов плазмы и сыворотки крови<br />
как диагностические показатели<br />
развития патологических процессов в<br />
организме.<br />
2.4. Применение энзимодиагностики<br />
в кардиологии, гепатологии,<br />
нефрологии, урологии, онкологии,<br />
пульмонологии, ортопедии, и тому<br />
подобное (примеры).<br />
3. Энзимопатология. 3.1. Нарушение протекания<br />
ферментативных<br />
процессов:<br />
наследственные и приобретенные<br />
энзимопатии.<br />
3.2. Врожденные пороки<br />
метаболизма и их клинико-лабораторное<br />
исследование.<br />
4. Энзимотерапия в медицинской<br />
практике.<br />
4.1. Использование ферментов в<br />
качестве лекарственных средств.<br />
4.2. Фармакологическое<br />
применение ферментов желудочнокишечного<br />
тракта; свертываемой и<br />
фибринолитической системы крови,<br />
каликреин-кининовой и ренинангиотензиновой<br />
систем.<br />
5. Применение ингибиторов 5.1. Ингибиторы ферментов как<br />
ферментов в медицине.<br />
лекарственные средства.<br />
12
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
Подготовить реферативное сообщение по теме:<br />
1. Энзимопатология.<br />
2. Энзимодиагностика заболеваний миокарда, печени.<br />
3. Энзимотерапия.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение активности АсАТ и АлАТ в сыворотке крови.<br />
Принцип метода: определяется оптическая плотность раствора гидразона<br />
кетоглутарата и пирувата, которые образуются при взаимодействии аланина (или<br />
аспартата) с кетоглутаратом. Определение проводят в 1 см кювете при длине волны λ<br />
– 500-530 нм. При определении АсАТ – пируват образуется путем<br />
декарбоксилирования оксалоацетата.<br />
Реактивы:<br />
1. Эталонные 2 мМ раствора пирувата.<br />
2. 1 мМ раствор 2,4-динитрофенилгидразина в 1 М НCl.<br />
3. Раствор NаОН (16 ч. в 1000 мл Н 2 О).<br />
4. Субстрат АсАТ: а) 0,1 мМ раствор аспартата;<br />
б) 0,2 мМ раствор кетоглутарата;<br />
в) фосфатный буфер рН-7,4.<br />
5. Субстрат АлАТ: а) 0,2 мМ раствор аланина;<br />
б) 0,2 мМ раствор кетоглутарата;<br />
в) фосфатный буфер рН-7,4.<br />
Реактивы,<br />
последовательность<br />
действия<br />
Определение активности АсАТ.<br />
Опытная проба<br />
Контроль<br />
Реактив 4 0,25 мл 0,25 мл<br />
Физраствор --- 0,05 мл<br />
Сыворотка крови 0,05 мл ---<br />
Инкубация до 60 мин.<br />
При t = 23 о С + +<br />
Реактив 2 0,25 мл 0,25 мл<br />
Перемешиваем и<br />
оставляем на 20 мин.<br />
+ +<br />
при t = 23 о С<br />
Раствор щелочи 2,5 мл 2,5 мл<br />
Перемешиваем и через 10 мин. определяем оптическую плотность опытной<br />
пробы против контроля в кювете 1см при длине волны λ – 500-530 нм.<br />
Определение активности АлАТ проводят по той же схеме, но вместо реактива 4,<br />
берут реактив 5.<br />
Для расчета активности строят калибровачный график с растворами 1 и 2.<br />
В сыворотке крови здорового человека активность:<br />
АсАТ = 0,1 – 0,45 мМ / г / л<br />
АлАТ = 0,1 – 0,68 мМ / г / л<br />
13
Тема 5. Исследование роли кофакторов и коферментных<br />
витаминов в каталитической активности ферментов.<br />
Актуальность темы.<br />
Ферменты как катализаторы принимают участие во всех без исключения<br />
биохимических процессах, которые лежат в основе жизнедеятельности живой<br />
материи. Коферменты входят в состав большинства ферментов и практически<br />
определяют активность последних.<br />
Коферментные (активные) формы водорастворимых витаминов принимают<br />
участие в регуляции жизненно важных биологических процессов, а также находят<br />
широкое применение в клинической практике для коррекции нарушений процессов<br />
метаболизма.<br />
Цель и исходный уровень знаний-умений.<br />
Общая цель: уметь трактовать биохимические закономерности<br />
функционирования витаминов (по их коферментным формам) как компонентов<br />
питания человека и регуляторов ферментативных реакций и обменных процессов.<br />
Уметь четко исследовать взаимосвязь патогенеза расстройств при разных<br />
гиповитаминозах с функционированием определенных звеньев обмена веществ.<br />
Конкретная цель: иметь четкое понятие о биологических функциях<br />
водорастворимых коферментных витаминов В 2 , РР, В 6 . Уметь писать формулы<br />
наиболее важных коферментов, и понимать принципы и цель определения в<br />
биологических жидкостях их предшественников.<br />
Исходный уровень знаний-умений. Интерпретировать механизмы участия<br />
витаминов в построении коферментов, которые катализируют биохимические реакции<br />
в организме (на примере НАД+).<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. В тетрадь протоколов практических<br />
качественных реакций на занятий выписать алгоритм лабораторной<br />
витамины В 2 , РР, В 6 .<br />
работы.<br />
2. Небелковая часть сложных<br />
ферментов.<br />
2.1. Определение понятия<br />
“коферменты”. Водорастворимые витамины<br />
как предшественники в биосинтезе<br />
коферментов.<br />
2.2. Определение понятия “кофакторы”,<br />
их влияние на структуру и каталитическую<br />
активность ферментов.<br />
3. Коферменты. 3.1. Строение и свойства коферментов.<br />
3.2. Классификация коферментов по<br />
химической природе.<br />
3.3. Классификация коферментов по<br />
типу реакции, которая катализуеться:<br />
а) коферменты, которые являются<br />
переносчиками протонов и электронов<br />
водорода;<br />
б) коферменты, которые являются<br />
переносчиками химических групп;<br />
в) коферменты синтеза, изомеризации и<br />
14
4. Характеристика и свойства<br />
коферментных форм витаминов<br />
В 2 , РР, В 6 .<br />
расщепления углерод-углеродных связей.<br />
4.1. Участие коферментных форм<br />
витаминов В 2 и РР в окислительновосстановительных<br />
реакциях.<br />
4.2. Влияние коферментных<br />
производных витаминов В 6 на отдельные<br />
звенья метаболизма.<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
1. Создания схемы в электронном варианте по теме “Коферментные витамины”.<br />
2. Написание структурных формул коферментных витаминов и объяснения<br />
механизма образования их биологически активных (коферментных) форм.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1) Качественная реакция на витамин B 2 .<br />
Принцип метода: реакция на витамин B 2 базируется на его способности легко<br />
восстанавливаться, при этом раствор B 2 желтого цвета, приобретает сначала розовый<br />
цвет, а затем обесцвечивается, так как образуется восстановленная форма B 2 .<br />
Ход работы: к 10 кап. витамина B 2 добавляют 5 кап. HCl и железную стружку.<br />
Наблюдают выделение пузырей водорода. Раствор постепенно окрашивается в<br />
розовый цвет, а затем обесцвечивается.<br />
2) Качественная реакция на витамин B 6 .<br />
Принцип метода: витамин B 6 при взаимодействии с раствором хлорного железа<br />
образует комплексную соль типа фенолята железа красного цвета.<br />
Ход работы: к 5 кап. витамина B 6 добавляют 5 кап. 1% раствора хлорного железа.<br />
Образуется комплекс красного цвета.<br />
Тема 6. Исследование роли кофакторов и коферментных<br />
витаминов в каталитической активности ферментов.<br />
Актуальность темы.<br />
Витамины принимают участие в регуляции жизненноважных процессов, в<br />
частности, они необходимы для функционирования цикла тpикаpбоновых кислот,<br />
биоэнеpгетических процессов и другое. Витамины находят широкое применение в<br />
клинической практике для коррекции разных нарушений обмена веществ.<br />
Принцип качественных реакций на витамины лежит в основе многих методов<br />
определения последних в биологических жидкостях и продуктах питания.<br />
Цель и исходный уровень знаний-умений.<br />
Общая цель.<br />
Уметь применять знание по биохимии для объяснения патогенеза расстройств при<br />
витаминной недостаточности, а также их профилактика и обоснования терапии<br />
заболеваний, в симптомокомплексе которых имеет место абсолютная или<br />
относительная недостаточность витаминов.<br />
Конкретные цели: трактовать роль витаминов и их биологически активных<br />
производных в механизмах катализа при участии основных классов ферментов.<br />
15
Анализировать пути и механизмы регуляции ферментативных процессов, как основы<br />
обмена веществ в организме в норме и при патологиях.<br />
Исходный уровень знаний-умений. Знать структуру биоорганических<br />
соединений, которые входят в состав витаминов.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. В тетрадь протоколов практических<br />
качественных реакций на занятий выписать алгоритм лабораторной<br />
витамины.<br />
работы.<br />
2. Теоретическое изучение<br />
коферментных витаминов.<br />
2.1. В тетрадь самоподготовки записать<br />
формулы витаминов, их биологическую роль<br />
и механизм действия.<br />
2.2. Дать определение понятий:<br />
"витамины", "антивитамины", "провитамины"<br />
(условия их превращения в витамины).<br />
Объясните клиническое применение<br />
витаминов и антивитаминов на конкретных<br />
примерах.<br />
2.3. Кофермент ацетилирования<br />
(Коэнзим-А) – производный пантотеновой<br />
кислоты. Биологические свойства витамина<br />
В 3 , механизм действия.<br />
2.4. Коферменты – производные<br />
фолиевой кислоты. Витамин Вс (фоллиевая<br />
кислота): биологические свойства, механизм<br />
действия.<br />
2.5. Липоевая кислота: кофермент в<br />
реакциях<br />
окислительного<br />
декарбоксилирования кетокислот и<br />
аэробного окисления глюкозы.<br />
2.6. Кофермент тиаминдифосфат.<br />
Витамин В 1 (тиамин): строение,<br />
биологические свойства, механизм действия.<br />
2.7. Кофермент карбоксибиотин. Витамин<br />
Н (биотин): биологические свойства,<br />
механизм действия.<br />
2.8. Коферменты – производные<br />
витамина В 12. Витамин В 12 (кобаламин):<br />
биологические свойства, механизм действия.<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студентов.<br />
Подготовка обзора научной литературы по выбранным темам:<br />
1. Роль витамина С в метаболизме соединительной ткани.<br />
2. Лечебное применение витамина С.<br />
3. Лечебное применение витамина В 12 .<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1) Качественная реакция на витамин B 1 .<br />
16
Принцип метода: в щелочной среде тиамин окисляется в тиохpом феppицианид<br />
калия. Тиохpом способный флуоресцировать синим цветом при ультрафиолетовом<br />
облучении раствора на флуоpоскопе.<br />
Ход работы: к 0,5 мл витаминов добавляют 5 кап. 5% раствора K 3 Fe(CN) 6 , 5 кап.<br />
30% раствора NaOH и 15 кап. бутанола (тщательным образом смешать!). Наблюдают<br />
синюю флуоресценцию на флуоpоскопе.<br />
2) Количественное определение витамина C в моче.<br />
Принцип метода: метод базируется на способности витамина C восстановливать<br />
2,6-дихлоpфенолиндофенол, который в кислой среде имеет красный цвет, а при<br />
восстановлении обесцвечивается.<br />
Ход определения: в колбочку отмеряют 10 мл мочи и 10 мл H 2 O, добавляют 20<br />
кап. 10% HCl и титруют 0,001н раствором 2,6-дихлоpфенолиндофенолом (ДНФ) до<br />
розового цвета.<br />
Расчет:<br />
0,088 А В<br />
X =<br />
, где X - содержание витамина C в мг/сут<br />
Б<br />
0,088 - количество витамина C, мг (эмпирическая величина)<br />
А - результат титрования, 0,001 н раствором ДНФ, мл<br />
Б- объем мочи, взятый для титрования (10 мл)<br />
B - суточный диурез (1500-2000 мл)<br />
Hоpма: 20 - 30 мг/сут.<br />
113,55 - 170,33 мкмоль/сут.<br />
Тема 7. Обмен веществ и энергии. Исследование<br />
функционирования цикла трикарбоновых кислот.<br />
Актуальность темы.<br />
Цикл трикарбоновых кислот является общим путем катаболизма органических<br />
веществ и важным этапом биологического окисления. Нарушение функционирования<br />
цикла трикарбоновых кислот приводит, прежде всего, к гипоэнергетическим<br />
состояниям и увеличению альтернативных путей использования ацетил-КоА, в<br />
частности кетогенеза.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Изучить биохимические закономерности функционирования цикла трикарбоновых<br />
кислот и его регуляцию.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности протекания обмена веществ.<br />
2. Трактовать биохимические закономерности функционирования цикла<br />
трикарбоновых кислот, его анаплеротических реакций и амфиболитическую роль.<br />
3. Объяснять биохимические механизмы регуляции процессов анаболизма и<br />
катаболизма. Объяснять биохимические механизмы регуляции цикла<br />
трикарбоновых кислот и его ключевую роль в обмене веществ и энергии.<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать строение органических (ди- и<br />
трикарбоновых)<br />
кислот.<br />
17
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Записать в тетрадь протоколовопытов<br />
метода алгоритм лабораторной работы.<br />
количественного<br />
определения лимонной кислоты.<br />
2. Метаболические пути. 2.1. Катаболизм как совокупность<br />
Определить<br />
понятия процессов расщепления биомолекул<br />
катаболические, анаболические и (глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты до<br />
амфиболические<br />
пути конечных продуктов).<br />
метаболизма.<br />
2.2. Анаболизм как синтез биомолекул,<br />
необходимых для построения клеточных<br />
структур.<br />
3. Три общие стадии 3.1. Стадия 1 - распад сложных<br />
катаболизма биомолекул. макромолекул до простых компонентов.<br />
3.2. Стадия 2 - внутриклеточный<br />
катаболизм углеводов, липидов и<br />
аминокислот.<br />
3.3. Ацетил-КоА – общий конечный<br />
продукт второй стадии внутриклеточного<br />
метаболизма углеводов, липидов и<br />
аминокислот.<br />
3.4. Стадия 3 – окисление ацетил-КоА до<br />
конечных продуктов – СО 2 и Н 2 О.<br />
3.5. Общая характеристика ЦТК и<br />
система транспорта электронов в<br />
мембранах митохондрий (тканевое<br />
дыхание) и сопряжения с окислительным<br />
4. Общая характеристика<br />
цикла трикарбоновых кислот.<br />
5. Регуляция цикла<br />
трикарбоновых кислот<br />
фосфорилированием.<br />
4.1.Биохимическое значение цикла<br />
трикарбоновых кислот.<br />
4.2. Схема функционирования,<br />
последовательность реакций.<br />
4.3.Ферментативные реакции цикла<br />
трикарбонових кислот: характеристика<br />
ферментов.<br />
4.4.Особенности функционирования<br />
α-кетоглутаратдегидрогеназного<br />
мультиэнзимного комплекса .<br />
4.5.Реакции<br />
субстратного<br />
фосфорилирования в цикле трикарбоновых<br />
кислот.<br />
4.6.Суммарный баланс молекул АТФ,<br />
которые образуются при функционировании<br />
цикла.<br />
4.7.Анаплеротические и амфиболические<br />
реакции цикла трикарбоновых кислот.<br />
5.1. Объясните биохимические механизмы<br />
регуляции цикла трикарбоновых кислот и его<br />
ключевую роль в обмене веществ и энергии.<br />
18
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение лимонной кислоты.<br />
Принцип метода: метод основывается на реакции взаимодействия лимонной<br />
кислоты с солями меди и железа при их одновременном присутствии. Продукты,<br />
которые образуются в реакции, имеют желто-зеленый цвет; интенсивность окраски<br />
пропорциональна количеству лимонной кислоты.<br />
Ход определения: В пробирку отмеряют 1 мл исследуемой сыворотки, добавляют<br />
7,5 мл воды, а затем 1мл 10% раствора сульфата меди и 0,5 мл 15% раствора<br />
железо-амонийнных квасцов в 5% азотной кислоте. Параллельно ставят стандарт: те<br />
же реактивы и в той же последовательности, но вместо сыворотки берем 1 мл<br />
раствора лимонной кислоты известной концентрации. Содержание пробирок<br />
(отдельно) перемешивают и через 5 минут определяют оптическую плотность<br />
растворов на ФЭК при синем светофильтре в 5 мм кювете.<br />
По найденным величинами оптической плотности стандарта и сыворотки<br />
составляем пропорцию и рассчитываем содержание лимонной кислоты в сыворотке.<br />
В норме концентрация лимонной кислоты в крови 88 - 156 мкмоль/л (1,7 - 3.0 мг%).<br />
Тема 8. Биоэнергетические процессы: биологическое окисление,<br />
окислительное фосфорилирование. Хемиосмотическая теория<br />
окислительного фосфорилирования. Ингибиторы и разобщители<br />
окислительного фосфорилирования.<br />
Актуальность темы.<br />
Биологическое окисление является конечным этапом распада углеводов, липидов<br />
и белков в живых организмах. Оно реализуется мультиэнзимными комплексами<br />
внутренних мембран митохондрий, сопровождается поглощением кислорода и<br />
выделением СО 2 , воды и энергии, которая частично аккумулируется в связях АТФ, что<br />
синтезируется.<br />
Гипоксии, и некоторые естественные и синтетические соединения нарушают<br />
биологическое окисление или окислительное фосфорилирование, что приводит к<br />
энергетическому кризису и необратимым изменениям в организме.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Знать основы биоэнергетики тканей, механизмы развития энергодефицита и<br />
необратимых изменений в организме при гипоэнергетических состояниях.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать роль биологического окисления, тканевого дыхания и<br />
окислительного фосфорилирования в генерации АТФ при аэробных условиях.<br />
2. Анализировать нарушение синтеза АТФ при условиях действия на организм<br />
человека патогенетических факторов химического, физического и<br />
биологического происхождения.<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать особенности окислительновосстановительных<br />
реакций, уметь объяснить биологическую роль витаминов РР и В 2<br />
и ферментов І-го класса в этих реакциях.<br />
19
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. К какому классу и подклассу<br />
определения активности ферментов принадлежат эти ферменты?<br />
цитохромоксидазы митохондрий. 1.2. Записать в тетрадь протоколовопытов<br />
алгоритм лабораторной работы и<br />
объяснит принцип метода определения<br />
активности цитохромоксидазы митохондрий.<br />
2. Реакции биологического 2.1. Типы реакций (дегидрогеназная,<br />
окисления.<br />
оксидазная, оксигеназная) их биологическое<br />
значение.<br />
3. Молекулярная организация 3.1. Компоненты дыхательной цепи как<br />
митохондриальной<br />
биологического окисления.<br />
цепи<br />
4. Окислительное<br />
фосфорилирование.<br />
5. Хемиосмотическая теория<br />
окислительного<br />
фосфорилирования –<br />
молекулярный механизм<br />
генерации АТФ в процессе<br />
биологического окисления.<br />
6. Ингибиторы и разобщители<br />
тканевого дыхания.<br />
окислительно-восстановительные пары<br />
кофакторов.<br />
3.2. Молекулярные комплексы<br />
внутренних мембран митохондрий.<br />
4.1. Освобождение энергии в<br />
дыхательной цепи и участки образования<br />
АТФ.<br />
4.2. Коэффициент окислительного<br />
фосфорилирования, пункты сопряжения.<br />
5.1. Электрохимический градиент<br />
протонов (Δμ Н+ ). Физико-химические<br />
составляющие электрохимического<br />
градиента протонов.<br />
6.1. Ингибиторы транспорта электронов<br />
(ротинон, амитал, цианиды, СО).<br />
6.2. Разобщители окислительного<br />
фосфорилирования (2,4-динитрофенол,<br />
гормоны щитовидной железы, свободные<br />
жирные кислоты).<br />
6.3. Нарушение синтеза АТФ в условиях<br />
действия на организм человека патогенных<br />
факторов химического, физического и<br />
биологического происхождения.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Определение активности цитохромоксидазы – компонента дыхательной цепи<br />
митохондрий.<br />
Принцип метода. Цитохромы – сложные белки гемпротеины, относятся к классу<br />
ферментов – оксидо-редуктаз, собравшиеся во всех животных и растительных<br />
клетках. Благодаря тому, что атомы железа в цитохромах легко изменяют свою<br />
валентность, цитохромы является компонентами дыхательной цепи митохондрий и<br />
переносчиками электронов от восстановленного убихинона на кислород. В<br />
цитохромной системе передавать электроны на кислород может лишь цитохром а-а 3 –<br />
цитохромоксидазы в состав которой входит медь.<br />
20
Метод определения активности цитохромоксидазы основан на способности<br />
диметилпарафенилендиаминхлорида (ДПФД) быть донором электронов для<br />
цитохрома с. ДПФД неферментативно восстанавливает цитохром с, а сам окисляясь,<br />
превращается в красный пигмент, количественное образование которого является<br />
пропорциональным активности цитохромоксидазы митохондрий.<br />
Ход работы. Две пробирки: контрольную и опытную заполняют реактивами по<br />
таблице:<br />
Содержание пробирок<br />
Пробирка<br />
Контрольн<br />
ая<br />
Опытна<br />
я<br />
Фосфатный буфер, рН = 7,4 1,0 мл 1,0 мл<br />
Раствор цитохрома с 2 капли 2 капли<br />
Суспензия митохондрий 0,5 мл 0,5 мл<br />
Раствор ДПФД 0,5 мл 0,5 мл<br />
Этиловый спирт 1,0 мл ---<br />
Физраствор --- 1,0 мл<br />
Инкубация в термостате 5 мин. при 37 о С<br />
Результаты: появление красной окраски<br />
Добавление этилового спирта инактивирует цитохромоксидазу и ферментативное<br />
превращение цитохрома с. Пробирки помещают в термостат на 5 минут при 37 о С и<br />
наблюдают за появлением красной окраски.<br />
По результатам проведенного эксперимента сделать выводы.<br />
Тема 9. Исследование гликолиза – анаэробного окисления<br />
глюкозы. Глюконеогенез.<br />
Актуальность темы.<br />
Освобождение энергии солнца, аккумулированной в химических связях глюкозы,<br />
начинается при гликолизе в реакции субстpатного окислительного<br />
фосфоpилирования. В этом процессе часть энергии глюкозы трансформируется в<br />
энергию макроэргических фосфатных связей, которые используются на ресинтез АТФ,<br />
то есть форму энергии, доступную для использования всеми тканями при выполнении<br />
разных видов работы (синтеза, механической, транспорта веществ через мембраны).<br />
При напряженной работе мышц временно возникают анаэробные условия, и тогда<br />
основным процессом, что обеспечивает энергией мышцы, становится гликолиз –<br />
анаэробное окисление глюкозы. В норме конечный продукт гликолиза – молочная<br />
кислота, - быстро ресинтезируется в печени в глюкозу и гликоген и частично<br />
окисляется.<br />
Многие заболевания сопровождаются гипоксией тканей (сердечно-сосудистые<br />
заболевания, заболевания легких и др.), что приводит к накоплению в тканях<br />
молочной кислоты, развитию ацидоза, и, соответственно, расстройству обмена<br />
веществ и функций органов. Определение молочной кислоты в крови является тестом<br />
для оценки интенсивности гликолиза. Гиперлактатемия – маркер блока аэробных<br />
путей окисления глюкозы.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
21
Общая цель.<br />
Уметь использовать знания о анаэробном обмене углеводов для объяснения<br />
состояния организма в норме и при патологии, что сопровождаются гипоксией.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма<br />
углеводов: анаэробный гликолиз.<br />
2. Уметь писать химизм реакций гликолиза.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать строение углеводов<br />
(биоорганическая химия): глюкозы, фруктозы. Уметь писать строение спиртов,<br />
альдегидов, карбоновых кислот.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Определение молочной кислоты<br />
метода определения молочной методом Уффельмана.<br />
кислоты.<br />
2. Анаэробный гликолиз.<br />
Биологическая роль, химизм,<br />
механизм регуляции.<br />
3. Теоретическое изучение<br />
процесса глюконеогенеза.<br />
2.1. Общая характеристика анаэробного<br />
окисления глюкозы.<br />
2.2. Последовательность реакций и<br />
ферменты гликолиза.<br />
2.3. Гликолитическая оксидоредукция:<br />
субстратное фосфорилирование и<br />
челночные механизмы окисления<br />
гликолитического НАДН. Эффект Пастера.<br />
2.4. Регуляция гликолиза.<br />
2.5. Спиртовое и другие виды брожения.<br />
2.6. Пути утилизации молочной кислоты.<br />
2.7. Причины и последствия<br />
гиперлактатемии.<br />
3.1. Какой процесс называется<br />
„глюконеогенез”? В каких тканях он активно<br />
проходит?<br />
3.2. Физиологичное значение<br />
глюконеогенеза.<br />
3.3. Метаболический путь<br />
глюконеогенеза; необратимые реакции<br />
гликолиза, реакции и ферменты, что<br />
позволяют их обойти.<br />
3.4. Компартментализация превращение<br />
пирувата в фосфоэнолпируват.<br />
3.5. Субстраты глюконеогенеза. Лактат и<br />
аланин как субстраты глюконеогенеза.<br />
3.6. Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори).<br />
3.7. Глюкозо-аланиновый цикл.<br />
3.8. Метаболическая и гормональная<br />
регуляция глюконеогенеза. Регуляторные<br />
ферменты. Болезнь Иценко-Кушинга<br />
(стероидный диабет).<br />
22
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
1. Написать ферментативные реакции превращения интермедиатов в гликолизе.<br />
2. Построить схему гликолиза.<br />
3. Создать схему регуляции обмена глюкозы.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Определение конечного продукта анаэробного гликолиза – молочной кислоты<br />
методом Уффельмана.<br />
Принцип реакции. При взаимодействии комплексного соединения фенолята<br />
железа фиолетового цвета с молочной кислотой образуется лактат железа желтозеленого<br />
цвета.<br />
Ход работы: помещаем в пробирку 1 мл сыворотки крови, добавляем 5 капель 1%<br />
раствора FeCL 3 и 1,0 мл раствора фенола. Наблюдаем за появлением желтозеленого<br />
цвета.<br />
Тема 10. Исследование аеробного окисления глюкозы.<br />
Актуальность темы.<br />
Аэpобное окисление глюкозы играет важную роль в процессах жизнедеятельности<br />
как главный процесс энергообразования (особенно для нервной ткани, сердечной<br />
мышцы). При патологии которая сопpовождается гипоксией тканей (инсульт, инфаркт<br />
миокарда, облитерирующие заболевания сосудов, заболевания органов дыхания)<br />
нарушается аэробный обмен углеводов, это приводит к расстройству других видов<br />
обмена веществ и нарушению функций органов и тканей.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Уметь использовать знание об аэpобном окислении глюкозы для объяснения<br />
энергетических процессов организма в норме и нарушении их в анаэробных условиях.<br />
Уметь использовать в клинике определения ПВК для оценки энергетического обмена<br />
человека.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма<br />
углеводов: аэробное окисление глюкозы.<br />
2. Анализировать изменения уровня ПВК в клинике для оценки энергетического<br />
обмена человека и обеспечения витамином В 1 .<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать структуры глюкозы, кетокислот.<br />
Знать строение холоферментов и роль коферментов. Знать энергетический обмен.<br />
23
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение<br />
определения пировиноградной<br />
кислоты в биологических<br />
жидкостях.<br />
2. Изучение аэробного<br />
окисления глюкозы.<br />
3. Клиническое значение<br />
определения пировиноградной<br />
кислоты в биообъектах.<br />
Указания к учебным действиям<br />
1.1. Определение пировиноградной<br />
кислоты в моче.<br />
2.1. Этапы аэробного окисления<br />
глюкозы.<br />
2.2 Окислительное<br />
декарбоксилирование пирувата.<br />
2.2.1. Мультиферментный<br />
пируватдегидрогеназный комплекс –<br />
особенности функционирования при<br />
участии трех ферментов и пяти<br />
коферментов. Суммарное уравнение<br />
процесса.<br />
2.3. Сравнительная характеристика<br />
биоэнергетики аэробного и анаэробного<br />
окисления глюкозы.<br />
2.4. Эффект Пастера – переключение из<br />
анаэробного на аэробное окисление<br />
глюкозы, особенности регуляции.<br />
2.5. Челночные механизмы окисления<br />
гликолитического НАДН. Малатаспартатный<br />
шунт транспорта<br />
восстановительных<br />
эквивалентов<br />
гликолитического НАДН в митохондрии в<br />
аэробных условиях.<br />
3.1. Причины и последствия<br />
пируватэмии.<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
Подготовить реферат на тему: ”Участие водорастворимых витаминов в<br />
углеводном обмене и их клиническое применение”.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение пировиноградной кислоты в моче.<br />
Принцип метода: пировиноградная кислота (ПВК) при взаимодействии с 2,4-<br />
динитрофенилгидразином (2,4-ДФГ) в щелочной среде образует окрашенный<br />
комплекс жѐлто-оранжевого цвета. Интенсивность окраски прямо пропорциональная<br />
количеству ПВК.<br />
Ход работы.<br />
(Использовать сухую посуду). В первую пробирку наливают 0,5 мл мочи; во<br />
вторую – 0,5 мл стандарта. Потом в обе пробирки добавляют по 1 мл раствора 2,4-<br />
ДФГ; и через 5 минут – по 4 мл концентрированного раствора KOH.<br />
Перемешивают и через 5 минут определяют оптическую плотность (экстинкцию)<br />
растворов на ФЕК, в кювете на 5 мм с синим светофильтром. По величинам<br />
24
экстинкций стандарта и опыта рассчитывают содержание ПВК в суточном объеме<br />
мочи.<br />
В норме за сутки с мочой выделяется:<br />
10 – 25 мг (114 – 284 мкмоль) ПВК.<br />
Повышение экскреции отмечают при недостатке витамина B 1 и гипоксиях разного<br />
происхождения.<br />
Тема 11. Альтернативные пути обмена моносахаридов.<br />
Метаболизм фруктозы и галактозы.<br />
Актуальность темы.<br />
К альтернативным путям обмена моносахаридов относят пентозофосфатный и<br />
глюкуронатный пути обмена глюкозы, обмен фруктозы и галактозы.<br />
Пентозофосфатный путь обмена глюкозы – источник пентоз для синтеза<br />
нуклеотидов, нуклеиновых кислот, коферментов, кроме этого является источником<br />
восстановленного НАДФН, который используется при синтезе жирных кислот,<br />
холестерола, стероидных гормонов и других соединений.<br />
Фруктоза и галактоза включаются в путь обмена глюкозы. При нарушении<br />
превращения фруктозы и галактозы развивается фруктоземия и галактоземия.<br />
Цель и начальный уровень знаний-умений.<br />
Общая цель: изучить альтернативные пути обмена моносахаридов.<br />
Конкретные цели: трактовать биохимические закономерности путей обмена<br />
моносахаридов, пентозофосфатный путь окисления глюкозы, путь уроновых кислот.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать строение моносахаридов,<br />
гексуроновых кислот.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание и<br />
Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Количественное определение пентоз в<br />
метода определения пентоз в сыворотке в крови.<br />
крови.<br />
2. Пентозофосфатный путь 2.1. Биологическое значение и особенности<br />
(ПФП) обмена глюкозы.<br />
функционирования пентозофосфатного пути в<br />
разных тканях.<br />
2.2. Последовательность ферментативых<br />
реакций ПФП:<br />
а) окислительная стадия;<br />
б) стадия изомерных превращений.<br />
2.3. Нарушение пентозофосфатного пути<br />
обмена глюкозы в эритроцитах: энзимопатия<br />
глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.<br />
3. Метаболизм фруктозы. 3.1. Метаболический путь и ферментативные<br />
реакции превращения фруктозы в организме<br />
человека.<br />
3.2. Наследственные энзимопатии, связанные с<br />
25
генетическими дефектами синтеза ферментов<br />
метаболизма фруктозы – непереносимость<br />
фруктозы (фруктоземия).<br />
4. Метаболизм галактозы. 4.1. Метаболический путь и ферментативные<br />
реакции превращения галактозы в организме<br />
человека.<br />
4.2. Наследственные энзимопатии, связанные с<br />
генетическими дефектами синтеза ферментов<br />
метаболизма галактозы – галактоземия.<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов:<br />
1. Построить схемы метаболических путей обмена углеводов.<br />
2. Оценивать состояние углеводного обмена по биохимическим показателям при<br />
патологических процессах.<br />
3. Клиническое значение галактозной пробы.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1. Количественное определение пентоз в крови.<br />
Принцип метода: метод базируется на цветной реакции между пентозой<br />
(рибозой или дезоксирибозой) и орцином в кислой среде в присутствии Fe 3+ . При их<br />
взаимодействии образуется комплекс зеленого цвета. Интенсивность окраски зависит<br />
от количества пентоз.<br />
Ход работы:<br />
В пробирку к 0,5 мл исследуемых растворов добавить 0,5 мл 1% оpцина<br />
(приготовленного на 0,1% растворе FeCl 3 в концентрированной HCl). Одновременно<br />
поставить стандарт: взять 0,5 мл раствора пентозы известной концентрации и<br />
добавить 0,5 мл орцинового реактива.<br />
Пробирки поместить в кипящую водяную баню на 40 минут. Потом вытянуть,<br />
прибавить по 5 мл воды; перемешать содержание пробирок и определить оптическую<br />
плотность растворов на ФЭК в кювете на 5 мм при красном светофильтре (λ = 665 нм).<br />
По величинами оптической плотности стандарта и исследуемого раствора<br />
составить пропорцию и рассчитать содержание пентоз.<br />
В норме концентрация пентоз: в крови – меньше 133 мкмоль/л (2мг%),<br />
в моче – в среднем около 250 мг/сут.<br />
Тема 12. Исследование катаболизма и биосинтеза гликогена.<br />
Регуляция обмена гликогена.<br />
Актуальность темы.<br />
Знание врачом биохимических механизмов синтеза и распада гликогена, как<br />
процессов регулирующих концентрацию глюкозы в крови, имеет важное значение для<br />
оценки состояния углеводного обмена, понимания патогенеза отдельных<br />
наследственных и ненаследственных заболеваний и их диагностики.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Выучить и написать схемы биохимических процессов синтеза и распада гликогена,<br />
их регуляция и значение в патогенезе гликогенозов и агликогенозов.<br />
Конкретные цели:<br />
26
1. Трактовать функциональные особенности и биологическое значение синтеза и<br />
распада гликогена в тканях.<br />
2. Объяснять молекулярно-биологические основы наследственных энзимопатий<br />
связанных с обменом гликогена.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать структуру мономеров и<br />
определять типы связей в молекулах наиболее распространенных гомо- и<br />
гетерополисахаридов.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Выявление гликогена в печени.<br />
выявления гликогена в печени.<br />
2. Синтез гликогена и его 2.1. Структура гликогена и его<br />
нарушения.<br />
биологическая роль.<br />
2.2. Объясните механизмы биосинтеза<br />
гликогена (реакции, ферменты).<br />
2.3. Генетические нарушения<br />
ферментных систем синтеза гликогена,<br />
характеристика<br />
наиболее<br />
3. Катаболизм гликогена.<br />
Регуляция обмена гликогена.<br />
4. Метаболизм углеводных<br />
компонентов гликоконъюгатов.<br />
распространенных агликогенозов.<br />
3.1. Объясните биохимические<br />
механизмы распада гликогена в печени и<br />
мышцах: реакции, ферменты,<br />
биологическая роль. Чем отличается распад<br />
гликогена в печени и мышцах?<br />
3.2. Гормональная регуляция обмена<br />
гликогена: каскадный механизм ц-АМФзависимой<br />
регуляции активности<br />
гликогенфосфорилазы и гликогенсинтетазы.<br />
3.3. Генетические нарушения процесса<br />
распада гликогена (гликогенозы).<br />
4.1. Биосинтез О- и N- связанных<br />
гликопротеинов;<br />
значение<br />
гликозилтрансфераз и долихолфосфата.<br />
4.2. Биосинтез гликолипидов на примере<br />
образования олигосахаридных фрагментов<br />
детерминант групп крови человека системы<br />
АВ0. Ферменты катаболизма<br />
гликоконъюгатов. Генетические нарушения<br />
метаболизма гликоконъюгатов (ревматизм,<br />
гликозидозы,<br />
гликолипидозы).<br />
мукополисахаридозы,<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
Создание схемы в электронном варианте: “Регуляция процессов синтеза и<br />
распада гликогена”.<br />
27
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение глюкозы в крови натощак.<br />
Принцип метода: глюкоза при взаимодействии с ортотолуидином образует продукт<br />
сине-зеленого цвета. Интенсивность окраски прямопропорциональна количеству<br />
глюкозы.<br />
В норме концетрация глюкозы крови:<br />
3,3 – 5,5 ммоль/л.<br />
Ход работы.<br />
В сухую пробирку вносят 2,0 мл ортотолуидинового реактива (отмеряют<br />
центрифужной мерной пробиркой) и добавляют к нему микропипеткой фильтрат крови<br />
– 0,2 мл (фильтрат получают путем смешивания 0,2 мл крови с 1,8 мл 3% раствора<br />
трихлоруксусной кислоты со следующим фильтрованием).<br />
В другую сухую пробирку вносят 2,0 мл ортотолуидинового реактива и 0,2 мл<br />
стандартного раствора глюкозы (4,5 ммоль/л).<br />
Пробирки помещают на 8 минут в кипящую водяную баню; потом охлаждают и<br />
содержание пробирок фотометрируют на ФЭК в 5 мм кювете при красном<br />
светофильтре (длина волны = 620 нм).<br />
По величинам экстинкций рассчитывают концентрацию глюкозы в крови.<br />
Пример расчета:<br />
экстинкция фильтрата - 0,28<br />
экстинкция стандарта - 0,25<br />
концентрация глюкозы в фильтрате - Х<br />
концентрация глюкозы в стандарте – 4,5 ммоль/л<br />
4,5 ммоль/л - 0,25<br />
Х - 0,28<br />
Х =<br />
4,5<br />
0,28<br />
0,25<br />
= 5,0 ммоль/л<br />
Тема 13. Исследование механизмов метаболической и<br />
гормональной регуляции обмена углеводов. Сахарный диабет.<br />
Актуальность темы.<br />
Регуляция обмена углеводов, на всех этапах их синтеза и распада,<br />
обеспечивается нейрогуморальным путем. Инсулин, модифицируя разные пути<br />
метаболизма углеводов, уменьшает уровень глюкозы в крови. Соматотропный,<br />
адренокортикотропный, тиреотропный гормоны, тироксин, адреналин,<br />
глюкокортикоиды и глюкагон вызывают гипергликемию.<br />
В то же время, углеводный обмен регулируется разными факторами, которые<br />
влияют на активность ферментов концентрацией: субстратов, метаболитов,<br />
коферментов, наличием или отсутствием кислорода.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Знать интеграцию всех этапов обмена углеводов и контроль содержания глюкозы<br />
в крови, что достигается путем тесного взаимодействия нейрогенных и гуморальных<br />
28
факторов, главными среди которых являются гормоны, которые осуществляют гипо- и<br />
гипергликемическое влияние.<br />
Наиболее распространенным заболеванием основу которого составляет<br />
абсолютная или относительная инсулиновая недостаточность, является сахарный<br />
диабет. Каждый будущий врач должен хорошо усвоить механизмы гормональной<br />
регуляции обмена углеводов, так как данные знания объясняют биохимическую и<br />
клиническую диагностику, а также подходы к лечению патологических изменений<br />
обмена углеводов.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Анализировать изменения уровня глюкозы крови, механизм ее гормональной<br />
регуляции (инсулин, глюкагон, адреналин), патологические проявления<br />
нарушений обмена глюкозы, сахарный диабет, голодание.<br />
Исходный уровень знаний-умений.<br />
Уметь писать формулы моно- и дисахаридов (биоорганическая химия). Знать<br />
эндокринные железы, которые принимают участие в регуляции обмена углеводов<br />
(биология, гистология).<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Принцип метода глюкозотолерантного<br />
глюкозотолерантного теста. теста.<br />
2. Гормоны-регуляторы 2.1. Механизмы гипогликемического<br />
обмена глюкозы, эффекты и эффекта инсулина.<br />
механизмы влияния на уровень 2.2. Механизм влияния на углеводный<br />
глюкозы.<br />
обмен глюкагона, адреналина,<br />
глюкокортикоидов.<br />
3. Глюкоземия: нормальное 3.1. Нормогликемия: механизмы ее<br />
состояние и его нарушение. поддержки.<br />
3.2. Гипогликемия: причины<br />
возникновения и последствия для организма.<br />
3.3. Гипергликемия – причины и<br />
осложнения.<br />
4. Сахарный диабет: 4.1. Клинико-биохимическая<br />
инсулинзависимый тип I и характеристика.<br />
инсулиннезависимый тип ІІ.<br />
4.2. Диагностические критерии сахарного<br />
диабета:<br />
а) глюкозотолерантный тест;<br />
б) двойная сахарная нагрузка.<br />
в) гликозилированный Нb А 1С .<br />
Индивидуальная самостоятельная работа студента:<br />
Подготовить реферативный доклад: “Метаболические изменения и осложнения<br />
при сахарном диабете”.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Оральный глюкозотолерантный тест.<br />
Принцип метода: утром натощак определяют концентрацию глюкозы в крови,<br />
взятой из пальца. После этого пациенту дают выпить раствор глюкозы из расчета 1 г<br />
29
глюкозы на 1 кг веса тела. А затем, на протяжении 3-х часов, у него через каждый час<br />
берут кровь и определяют в ней концентрцию глюкозы ортотолуидиновым методом<br />
(см. предыдущее занятие).<br />
По найденным величинам строят сахарную кривую: по горизонтали откладывают<br />
время в часах, а по вертикали – концентрацию глюкозы в крови.<br />
В норме в крови здорового человека:<br />
1) Максимальное повышение уровня глюкозы наблюдается через 1 час после<br />
сахарной нагрузки; но не превышает “почечный порог”.<br />
2) ко второму часу уровень глюкозы в крови снижается ниже начального уровня.<br />
3) к третьему часу концентрация глюкозы в крови возвращается к норме.<br />
С, ммоль/л<br />
12,0<br />
10,0<br />
8,0<br />
6,0<br />
2<br />
4,0 1<br />
2,0<br />
1 2 3 час<br />
1 - сахарная кривая в норме;<br />
2 - сахарная кривая при скрытом сахарном диабете.<br />
Тема 14. Исследование катаболизма и биосинтеза<br />
триацилглицеролов и фосфолипидов. Установление молекулярных<br />
механизмов регуляции липолиза.<br />
Актуальность темы.<br />
Липиды в организме человека выполняют энергетическую, депонирующую,<br />
регуляторную и структурную функции, принимают участие в построении и<br />
функционировании биологических мембран клеток. Знания патохимии липидного<br />
обмена необходимы для понимания патогенеза наиболее распространенных<br />
заболеваний человека (атеросклероз, ожирение, стеатогепатит и др.)<br />
30
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Уметь использовать знания о мобилизации жира из жировых депо, окислении<br />
липидов в тканях в клинике с целью объяснения патогенеза ряда заболеваний<br />
(отдельных эндокринных заболеваний, ожирения, наследственных болезней).<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические функции простых и сложных липидов в организме:<br />
участие в построении и функционировании биологических мембран клеток,<br />
запасная энергетическая функции, использование в качестве предшественников в<br />
биосинтезе биологически активных соединений липидной природы.<br />
2. Трактовать биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма<br />
липидов: катаболизм и биосинтез триацилглицеролов, фосфолипидов,<br />
гормональная регуляция липолиза.<br />
Исходный уровень знаний-умений.<br />
1. Знать классификацию липидов.<br />
2. Писать формулы глицерола, жирных кислот, триацилглицеролов, фосфолипидов.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание и<br />
Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое значение 1.1. Определение содержания общих<br />
определения общих липидов в липидов в сыворотке крови за методом<br />
сыворотке крови.<br />
Кункеля.<br />
2. Пути метаболизма простых<br />
липидов (триацилглицеролов).<br />
Механизмы регуляции.<br />
2.1. Биологические функции главных<br />
классов липидов: энергетическая,<br />
структурная, регуляторная.<br />
2.2. Катаболизм триацилглицеролов в<br />
адипоцитах жировой ткани:<br />
последовательность реакции, механизмы<br />
регуляции активности триглицеридлипазы.<br />
2.3. Нейрогуморальная регуляция липолиза<br />
с участием адреналина, норадреналина,<br />
глюкагона и инсулина.<br />
2.4. Окисление глицерола: ферментативные<br />
реакции, биоэнергетика.<br />
2.5. Биосинтез триацилглицеролов.<br />
2.6. Адипоциты жировой ткани и их роль в<br />
обмене липидов и биоэнергетических<br />
процессах в организме.<br />
2.7. Патохимия ожирения.<br />
3. Обмен сложных липидов. 3.1. Биологическая роль сложных<br />
липидов.<br />
3.2. Биосинтез фосфатидилхолина.<br />
3.3. Какие липотропные факторы<br />
(незаменимые компоненты еды)<br />
необходимы для синтеза<br />
фосфатидилхолина?<br />
3.4. Нарушение обмена сложных<br />
липидов – стеатоз печени.<br />
31
Индивидуальная самостоятельная работа студента:<br />
1.Подготовить реферат на тему «Ожирения».<br />
2.Подготовить реферативный доклад: „Биохимические механизмы развития<br />
стеатогепатита”.<br />
3. Создать схему гормональной регуляции липолиза.<br />
4.Построить схему и написать химические реакции катаболизма<br />
триацилглицеролов.<br />
5. Построить схему и написать химические реакции окисления глицерола.<br />
6. Построить схему и написать химические реакции биосинтеза<br />
триацилглицеролов.<br />
7. Объяснить молекулярные механизмы регуляции обмена липидов.<br />
Алгоритм лабораторной работы<br />
Количественное определение липидов по методу Кункеля.<br />
Принцип метода: водорастворимые комплексы липидов сыворотки крови при<br />
взаимодействии с водонасыщенным фенолом разрушаются с образованием<br />
свободных липидов. Вследствие этого сыворотка мутнеет; интенсивность помутнения<br />
зависит от количества липидов в сыворотке.<br />
Ход работы.<br />
К 1,6 мл реактиву Кункеля (водонасыщенного фенола) добавляют 0,2 мл<br />
исследуемой сыворотки, перемешивают, через 30 мин колориметрируют на ФЭК в<br />
кювете 3 мм с бесцветным светофильтром. (При очень большой мутности смесь<br />
разводят реактивом Кункеля в 2 раза и колориметрируют. Результат умножают на 2).<br />
Расчет: величину экстинкции умножают на 100.<br />
Hоpма составляет 35 - 45 единиц оптической плотности.<br />
Норма концентрации общих липидов в сыворотке крови 4 – 8 г/л.<br />
Кровь для анализа всех показателей обмена липидов берут через 12 часов после<br />
приема пищи (натощак).<br />
Клиническое значение анализа: у больных сахарным диабетом, липоидным<br />
нефрозом, острым или хроническим нефритом, атеросклерозом и некоторыми<br />
другими заболеваниями наблюдается выраженная гипеpлипидэмия. Часто она<br />
наблюдается при гиповитаминозах, ИБС, панкреатите, злоупотреблении алкоголем.<br />
Тема 15. В-окисление жирних и биосинтез жирных кислот.<br />
Кетоновые тела.<br />
Актуальность темы.<br />
Свободные жирные кислоты в плазму крови поступают после гидролиза<br />
триглицеридов жировой ткани и являются главными энергетическими субстратами<br />
для клеток. Определение жирных кислот в сыворотке крови имеет диагностическое<br />
значение. Гиперлипацидэмия наблюдается при сахарном диабете, при гиперсекреции<br />
адреналина и глюкокортикоидов, при нефрозах, голодании. Гиполипацидэмия<br />
отмечается при гипотиреозе, повышенной секреции инсулина.<br />
Кетоновые тела: ацетоуксусная кислота, β-гидроксимасляная кислота<br />
синтезируются в печени и выполняют энергетическую функцию. В норме они<br />
образуются в небольших количествах и окисляются в тканях до оксида углерода и<br />
32
воды. Моча здорового человека дает отрицательную реакцию на кетоновые тела.<br />
При сахарном диабете, базедовой болезни, голодании происходит усиленный распад<br />
жиров (и белков), в связи с чем в крови накапливаются кетоновые тела,<br />
обусловливая смещение pH крови в кислую сторону (ацидоз). Это приводит к<br />
развитию интоксикации организма (кетоз).<br />
Цель и начальный уровень знаний-умений.<br />
Общая цель: изучить процесс β-окисления жирных кислот и пути использования<br />
ацетил-КоА в организме, а также биосинтез кетоновых тел и последствия кетоза.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности метаболизма жирных кислот.<br />
2. Объяснять биохимические основы возникновения и развития нарушений обмена<br />
липидов.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать строение жирных кислот,<br />
кетоновых тел.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое значение 1.1. Определение кетоновых тел в моче.<br />
определения кетоновых тел в<br />
моче.<br />
2. Окисление жирных кислот. 2.1. Окисление жирных кислот (β-окисление)<br />
а) активация жирных кислот;<br />
б) роль карнитина в транспорте жирных кислот в<br />
митохондрии;<br />
в) последовательность ферментативних реакций.<br />
2.2. Энергетика β-окисление жирных кислот.<br />
2.3. Окисление глицерола.<br />
3. Биосинтез жирных кислот. 3.1. Биосинтез высших жирных кислот,<br />
метаболические источники.<br />
3.2. Биосинтез насыщенных жирных кислот<br />
(пальмитата).<br />
3.3. Синтез малонил-КоА.<br />
3.4. Особенности строения синтетазы жирных<br />
кислот, ацилтранспортирующего белка. Источники<br />
НАДФН для биосинтеза жирных кислот.<br />
3.5.Регуляция биосинтеза жирных кислот.<br />
3.6.Элонгация насыщенных жирных кислот.<br />
3.7.Образование моно- и полиненасыщенных<br />
жирных кислот. Физиологичное значение.<br />
4. Обмен кетоновых тел. 4.1. Кетоновые тела. Реакции биосинтеза и<br />
утилизации кетоновых тел, их физиологичное<br />
значение.<br />
4.2. Метаболизм кетоновых тел в условиях<br />
патологии. Механизмы избыточного роста<br />
содержания кетоновых тел при сахарном диабете и<br />
голодании.<br />
4.3. Последствия кетоза.<br />
33
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
Создать схемы:<br />
1. Транспорт и депонирование липидов.<br />
2. Подготовить реферативный доклад „Причины и последствия кетоза”,<br />
„Ацетонемический синдром у детей” (для педиатров).<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Выявление ацетона (кетоновых тел) в моче (реакциями с нитропрусидом натрия и<br />
хлоридом железа). Выявление кетоновых тел в моче экспресс-методом. Значение<br />
выявления кетоновых тел в крови и моче для медицины.<br />
Определение кетоновых тел в моче.<br />
Принцип метода: ацетон и ацетоуксусная кислота при взаимодействии с<br />
нитpопpуссидом натрия (Na 2 [Fe (CN) 6 NO]) в щелочной среде образуют продукты<br />
реакции оранжевого цвета. При подкислении ледяной ( 100% ) уксусной кислотой<br />
эти продукты приобретают вишневый цвет.<br />
Ход работы.<br />
В центpифужную пробирку наливают 0,5 мл исследуемой мочи, потом 0,5<br />
мл 10% раствора щелочи ( NaOH ) и 0,5 мл раствора нитpопpуссида натрия. При<br />
перемешивании развивается оранжевая расцветка. Добавление 0,5 мл ледяной<br />
уксусной кислоты вызывает вишневую окраску.<br />
В крови концентрация кетоновых тел равняется<br />
0,034-0,43 ммоль/л ( 1-2 мг% ).<br />
В норме в моче кетоновые тела не обнаруживаются. Они появляются при<br />
сахарном и стероидном диабете, при голодании, при недостатке углеводов в<br />
питании.<br />
Тема 16. Биосинтез и биотрансформация холестерола.<br />
Исследование нарушений липидного обмена: стеаторея,<br />
атеросклероз, ожирение, гиперлипопротеинемии.<br />
Актуальность темы.<br />
Наиболее распространенные заболевания человечества – сердечно-сосудистые<br />
болезни и их тяжелые осложнения – ишемическая болезнь сердца (ИБС),<br />
ишемическая болезнь мозга и нижних конечностей связанны с нарушением обмена<br />
холестерола и развитием атеросклероза. Ожирение – эпидемия 21-го века. Его<br />
патогенетическую основу составляет нарушение обмена триацилглицеролов.<br />
Сахарный диабет сопровождается развитием микро- и макроангиопатий,<br />
последние обусловленные расстройством обмена холестерола.<br />
Знания метаболизма липидов необходимы для усвоения этиологии, патогенеза,<br />
факторов риска атеросклероза и его метаболической и фармакологической<br />
коррекции.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель: изучение метаболизма и биотрансформации холестерола<br />
необходимо для глубокого анализа разных форм патологии липидного обмена,<br />
которые составляют молекулярную основу наиболее распространенных заболеваний<br />
человечества.<br />
34
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности регуляции биосинтеза холестерола и<br />
его биотрансформации: этерификация, образования желчных кислот,<br />
стероидных гормонов, витамина D 3 .<br />
2. Анализировать изменения в системе циркуляторних транспортных липидов при<br />
патологии обмена липидов (атеросклероз, ожирение, сахарный диабет).<br />
3. Объяснять биохимические основы развития патологии обмена липидов:<br />
генетических и приобретенных (атеросклероз, ожирение, сахарный диабет).<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать строение и функции липидов, гормоны<br />
желез внутренней секреции.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Определение содержания<br />
определения холестерола в холестерола в сыворотке крови.<br />
сыворотке крови по Ильку.<br />
2. Биосинтез холестерола. 2.1. Биологическая роль холестерола.<br />
2.2. Циркуляторный транспорт<br />
холестерола. Норма содержания<br />
холестерола в сыворотке крови. Транспорт<br />
холестерола, изменения в системе<br />
липопротеинов при патологии, их<br />
функциональное значение.<br />
2.3. Схема реакций синтеза холестерола.<br />
Ключевая реакция биосинтеза.<br />
2.4. Регуляция синтеза холестерола.<br />
3. Пути биотрансформации 3.1. Механизм этерификации<br />
холестерола.<br />
холестерола.<br />
3.2. Биосинтез желчных кислот из<br />
холестерола.<br />
3.3. Биосинтез стероидных гормонов из<br />
холестерола.<br />
3.4. Образование витамина D 3 из<br />
холестерола.<br />
4. Патология липидного 4.1. Механизмы развития атеросклероза.<br />
обмена.<br />
4.2. Механизмы развития ожирения.<br />
4.3. Нарушение липидного обмена при<br />
сахарном диабете (макроангиопатий, кетоз),<br />
механизмы их развития.<br />
4.4. Стеаторея, механизм развития.<br />
4.5. Клинико-биохимическая<br />
характеристика первичных и вторичных<br />
липопротеинэмий по классификации ВОЗ<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
1. Создание схемы в электронном варианте по теме “Биосинтез холестерола и его<br />
регуляция”, “Транспорт липидов”.<br />
35
2. Оценка по биохимическим показателям нарушений липидного обмена при<br />
патологических состояниях.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение холестерола в крови по Ильку.<br />
Принцип метода: Холестерол при взаимодействии с уксусным ангидридом в<br />
присутствии концентрированных серной и уксусной кислот образует продукты реакции<br />
сине-зеленого цвета. Интенсивность окраски прямо пропорциональна количеству<br />
холестерола.<br />
Ход работы.<br />
Пробирки и микропипетки должны быть сухими. В две центpифужные мерные<br />
пробирки наливают по 2 мл реактива Илька (Осторожно, концентрированные<br />
кислоты!!!); потом в одну из них отмеряют 0,1 мл стандартного раствора холестерола,<br />
а во вторую - 0,1 мл исследуемой сыворотки. Содержание пробирок осторожно<br />
стряхивают для перемешивания и оставляют на 20 минут. Потом растворы<br />
фотометриpуют на ФЭК при красном светофильтре (λ = 630-690 нм). По величинам<br />
оптической плотности (экстинкции) стандарта и сыворотки составляют пропорцию и<br />
рассчитывают концентрацию холестерола в исследуемой сыворотке.<br />
В норме концентрация холестерола (общего) в сыворотке взрослого человека<br />
составляет 3,1 – 5,2 ммоль/л (120-250 мг%). Эфиpосвязанный холестерол сыворотки<br />
составляет 2/3 общего холестерола.<br />
Тема 17. Исследование превращений аминокислот<br />
(трансаминирование, дезаминирование, декарбоксилирование).<br />
Актуальность темы.<br />
В процессе декарбоксилирования аминокислот в тканях образуются активные<br />
соединения – биогенные амины (ГАМК, дофамин, гистамин, серотонин, норадреналин,<br />
адреналин), и амины – эндогенные токсины (путресцин, кадаверин) при гниении<br />
белков в кишечнике.<br />
В процессе дезаминирования аминокислот образуются кетокислоты, которые<br />
могут использоваться в процессе трансаминирования для синтеза заменимых<br />
аминокислот.<br />
Аланинаминотрансфераза (АлАТ) является гепатоспецифическим ферментом,<br />
аспартатаминотрансфераза (АсАТ) является кардиоспецифическим ферментом. Эти<br />
ферменты используются для энзимодиагностики заболеваний печени и миокарда.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель:<br />
1. Усвоить принцип метода и оценку клинического значения определения<br />
активности АлАТ и АсАТ.<br />
2. Воспроизвести в эксперименте процесс переаминирования с использованием<br />
глутаминовой и пировиноградной кислот.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма<br />
аминокислот: процессы тpансаминирования, дезаминирования,<br />
36
декаpбоксилирования, объяснять биологическое действие образуемых биогенных<br />
аминов: серотонина, гистамина, гамма-аминомасляной кислоты.<br />
2. Написать уравнение реакции переаминирования глутаминовой и пировиноградной<br />
кислот.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать формулы 20 аминокислот.<br />
Применять метод хроматографии для выявления аминокислот.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Определение активности<br />
определения активности аминотрансфераз в сыворотке крови.<br />
аминотрансфераз в сыворотке<br />
крови.<br />
2. Пул свободных 2.1. Пути поступления свободных<br />
аминокислот в организме. аминокислот в ткани.<br />
2.2. Пути использования свободных<br />
3. Общие пути превращения<br />
аминокислот.<br />
аминокислот в тканях.<br />
3.1. Трансаминирования аминокислот:<br />
реакции и их биохимическое значение.<br />
3.2. Написать уравнение реакций<br />
переаминирования глутаминовой и<br />
пировиноградной кислот.<br />
3.3. Механизм действия<br />
аминотрансфераз.<br />
3.4. Прямое и непрямое<br />
дезаминирование свободных L-<br />
аминокислот в тканях.<br />
3.5. Декарбоксилирование L-<br />
аминокислот в организме человека.<br />
Физиологичное значение образованных<br />
продуктов.<br />
3.6. Окисление биогенных аминов.<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
1. Строить схемы и писать биохимические реакции превращения аминокислот в<br />
метаболических процессах дезаминирования, трансаминирования и<br />
декарбоксилирования.<br />
2. Анализировать и трактовать молекулярные механизмы регуляции обмена<br />
аминокислот и отдельных метаболических путей.<br />
3. Подготовить реферативное сообщение: ”Клиническое значение определения<br />
аминотрансфераз”.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
1. Воспроизвести в эксперименте процесс трансаминирования, используя<br />
глутаминовую и пировиноградную кислоты.<br />
Принцип метода: заключается в том, что в процессе ферментативного переноса<br />
аминогруппы с глутаминовой кислоты на кетокислоту (ПВК) образуется аланин. О том,<br />
что проходит переаминирование, заключают по появлению аланина на хромотограме.<br />
37
Ход работы: в две пробирки отмеряют по 0,5 мл раствора глутаминовой кислоты,<br />
0,5 мл раствора ПВК, 1 мл раствора углекислого калия и 0,25 мл раствора<br />
монобромуксусной кислоты.<br />
В 1 пробирку (опыт) добавляют 0,5 мл свежей мышечной кашки, во вторую<br />
пробирку - мышечную кашку, которая предварительно прокипячена на протяжении<br />
1-2 минут. Обе пробирки ставят в термостат при t = 37 о С на 15 минут. Потом в каждую<br />
добавляют по 0,25 мл уксусной кислоты и кипятят 2-3 минуты до полного осаждения<br />
белков. Содержимое пробирок фильтруют.<br />
Фильтраты хроматографируют. С этой целью на линии старта двух полосок<br />
фильтровальной бумаги (опыт и контроль) наносят по капле фильтратов из пробирок,<br />
каждый раз подсушивая на воздухе. Полоски бумаги опускают в пробирки, на дне<br />
которых находится фенол, насыщенный водой. Пробирки в штативе помещают в<br />
термостат на 1 час при 35-40 о С. После этого полоски бумаги вынимают, отмечают<br />
линию фронта (финиш) растворителя, подсушивают 10-15 минут при 100 о С, а затем<br />
проявляют раствором нингидрина. Снова подсушивают.<br />
Для каждого определенного пятна вычисляют коэффициент Rf по формуле:<br />
Rf = 1/h<br />
где, 1- это расстояние от старта к центру пятна,<br />
h- расстояние от старта к финишу ( расстояние, которое прошел<br />
растворитель).<br />
На основе полученных данных делают вывод, хроматограму подклевывают к<br />
протоколу.<br />
Rf аминокислот (для фенола):<br />
Аспарагиновая к-та – 0,07 Аргинин – 0,41<br />
Глутаминовая к-та – 0,16 Тирозин – 0,52<br />
Цистеин – 0,19 Аланин – 0,55<br />
Глицин (гликокол) – 0,30 Фенилаланин – 0,78<br />
Метионин – 0,39 Лейцин – 0,79<br />
2. Определение активности аминотрансфераз.<br />
Принцип метода. Аминотрансферазы – ферменты которые содержат в качестве<br />
коферментов фосфопиридоксамин, катализируют обратный перенос аминогрупп с<br />
α-аминокислот на α-кетокислоты. Определение концентраци α-кетокислот, которые<br />
образуются при трансаминирование лежит в основе динитрофенилгидразинового<br />
метода определения активности трансаминаз.<br />
Ход работы. Определение аспартатаминотрансферазы (АсАТ).<br />
В пробирку вносят 0,5 мл субстратно-буферной смеси для определения АсАТ,<br />
выдерживают в термостате при t =37 о С в течении 5 минут, добавляют 0,1 мл<br />
сыворотки и инкубируют при t =37 о С 60 минут. Потом добавляют 0,5 мл раствора<br />
динитрофенилгидразина и выдерживают в течении 20 минут при комнатной<br />
температуре. Добавляют 5 мл 0,4 М раствору NaOH, перемешивают и оставляют на<br />
10 минут.<br />
Измеряют оптическую плотность проб, которая исследуются при λ = 560 нм.<br />
Определение активности аланинаминотрансферазы (АлАТ). В пробирку вносят<br />
0,5 мл субстратно-буферной смеси для определения АлАТ, выдерживают в<br />
термостате при t =37 о С в течении 5 минут, добавляют 0,1 мл сыворотки и инкубируют<br />
при t =37 о С 30 минут. Потом добавляют 0,5 мл раствора динитрофенилгидрозина и<br />
выдерживают в течении 20 минут при комнатной температуре. Добавляют 5 мл 0,4 М<br />
раствору NaOH, перемешивают и оставляют на 10 минут. Измеряют оптическую<br />
38
плотность проб, которые исследуются. Контрольные пробы обрабатывают так, как<br />
опытные, но сыворотку добавляют после инкубации проб.<br />
Расчет активности ферментов проводят по калибровочному графику. При<br />
построении калибровочного графика на оси ординат откладывают значения<br />
оптической плотности, а на оси абсцисс содержание ПВК.<br />
Физиологические уровни: для АсАТ – 0,1-0,5, для АлАТ – 0,1-0,7 мкмоль ПВК на<br />
1 мл сыворотки за 1 час инкубации при t =37 о С.<br />
Тема 18. Исследование процессов детоксикации аммиака и<br />
биосинтеза мочевины.<br />
Актуальность темы.<br />
Понимание биохимических процессов, которые лежат в основе обезвреживания<br />
аммиака, а также правильная трактовка изменения концентрации мочевины в крови и<br />
моче, крайне необходимы практикующему врачу для правильной постановки диагноза,<br />
оценки состояния больного и динамического наблюдения за эффективностью<br />
назначенного лечения. Измерение содержания мочевины является важным<br />
показателем конечного этапа белкового обмена. В норме с мочой выделяется в<br />
среднем 25-30 г мочевины в сутки. При печеночной недостаточности синтез<br />
мочевины ослабляется, поэтому ее концентрация в крови уменьшается.<br />
При почечной или сердечно-сосудистой недостаточности выделение мочевины с<br />
мочой уменьшается, а уровень в крови повышается, в результате чего развивается<br />
уремия - отравление организма продуктами азотистого обмена. Количество мочевины<br />
в крови увеличивается также при усилении катаболизма белков (лучевая болезнь,<br />
злокачественные образования, интоксикации, лихорадка и др.). Анализ является<br />
обязательным при обследовании и оценки состояния больных с заболеваниями почек<br />
и печени.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Уметь анализировать изменения концентрации мочевины в крови и<br />
интерпретировать полученные результаты. Освоить унифицированный метод<br />
количественного определения мочевины в крови. Изучить этапы биосинтеза<br />
мочевины.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Трактовать метаболические закономерности образования и обезвреживания<br />
аммиака, циркуляторного транспорта аммиака, биосинтеза мочевины.<br />
2. Анализировать изменения в системах транспорта и обезвреживания аммиака при<br />
генетических аномалиях ферментов метаболизма аммиака.<br />
Исходный уровень знаний-умений: знать химическую структуру мочевины и<br />
веществ, которые принимают участие в процессах обезвреживания аммиака.<br />
39
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. Определение содержания мочевины<br />
определения содержания в сыворотке крови.<br />
мочевины в сыворотке крови.<br />
2. Образование аммиака и 2.1. Пути образования аммиака.<br />
процессы<br />
срочного 2.2. Объяснить молекулярные<br />
обезвреживания его в организме. механизмы токсического влияния аммиака<br />
на организм.<br />
2.3. Циркуляторный транспорт аммиака.<br />
2.4. Расскажите о 4 молекулярных<br />
механизмах срочного обезвреживания<br />
аммиака. Какие существуют пути<br />
использования организмом образованных<br />
азотистых продуктов?<br />
3. Биосинтез мочевины. 3.1. Какие процессы поставляют<br />
свободный аммиак на первом этапе синтеза<br />
мочевины? Hапишите реакции синтеза<br />
глутамина, каpбомаилфосфата?<br />
3.2. Дать общую характеристику<br />
процесса биосинтеза мочевины, химизм<br />
4. Клиническое значение<br />
исследования мочевины в крови<br />
и моче.<br />
реакций, названия ферментов.<br />
4.1. Первичные и вторичные<br />
гипераммониэмии (причины и последствия).<br />
4.2. Объясните изменения показателей<br />
обмена белков при уремии, печеночной и<br />
почечной недостаточности, лучевой<br />
болезни.<br />
4.3. Приведите цифровые значения<br />
содержания в норме в крови аммиака,<br />
мочевины, суточное выделения их с мочой.<br />
При заболевании, каких органов и систем<br />
врачу необходимо назначать анализ на<br />
содержание мочевины в крови и моче?<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
1. Оценивать по биохимическим показателям нарушение процессов<br />
обезвреживания аммиака при врожденных и приобретенных пороках метаболизма.<br />
2. Подготовить схемы в электроном варианте:<br />
а) орнитиновый цикл обезвреживания аммиака;<br />
б) взаимосвязь процесса образования мочевины с дезаминированием,<br />
переаминированием аминокислот и энергетическим обменом.<br />
3. Взаимосвязь двух циклов Кребса (орнитинового и трикарбоновых кислот).<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
Количественное определение содержания мочевины в крови с<br />
диацетилмонооксимом.<br />
Принцип метода: мочевина образует с диацетилмонооксимом комплекс розовокрасного<br />
цвета. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации мочевины в<br />
крови.<br />
40
Ход работы.<br />
1 пробирка – опыт 2 пробирка – стандарт 3 пробирка – контроль<br />
0,1 мл опыта<br />
0,1 мл стандарта<br />
0,1 мл воды<br />
2 мл рабочего раствора 2 мл рабочего раствора 2 мл рабочего раствора<br />
Кипятить 10 минут на водяной бане все пробирки, после охлаждения<br />
колориметрировать против контроля при λ=540 нм (зеленый светофильтр), кювета 5 мм<br />
Расчет:<br />
Е оп.<br />
Мочевина = --------- * 16,65 = ммоль/л, где Е оп. – экстинкция опытной пробы,<br />
Е ст.<br />
Е ст. – экстинкция стандартной пробы (в 1 мл 16,65 ммоль/л мочевины)<br />
Концентрация мочевины в сыворотке крови 3,3-8,3 ммоль/л<br />
Экскреция с мочой 20-30 г/сут<br />
Тема 19. Исследование путей использования аминокислот в<br />
биосинтетических процессах (биосинтез глутатиона, креатина и<br />
порфиринов).<br />
Актуальность темы.<br />
Креатинин – это конечный продукт обмена креатинфосфата тканей. Повышенная<br />
экскреция с мочой креатинина наблюдается у больных с лихорадкой, острыми<br />
инфекциями, при сахарном диабете. Креатинин – азотистый шлак, но благодаря<br />
азотовыделительной функции почек кровь от него очищается. При патологии почек,<br />
что сопровождается нарушением азотовыделительной функции, а также при острой<br />
сердечной недостаточности, креатинин накапливается в крови, а выделение его с<br />
мочой снижается. Поэтому количественное определение креатинина в крови и моче<br />
является одним из обязательных анализов при заболеваниях почек. Креатинфосфат<br />
применяют в клинике для лечения больных с сердечно-сосудистой недостаточностью.<br />
В результате обмена в организме гемоглобина, миоглобина, цитохромов и других<br />
гемопротеидов, в состав которых входят тетрапиррольные простетические группы,<br />
происходит образование пигментов – порфиринов. Существуют наследственные<br />
нарушения синтеза порфиринов – порфирии. В зависимости от места проявления<br />
специфического ферментного дефекта, различают эритропоэтические и печеночные<br />
порфирии. Основными клиническими проявлениями порфирий являются повышение<br />
чувствительности к свету, неврологические нарушения.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Усвоить метод количественного определения креатинина в моче, уметь оценить<br />
результаты анализа. Знать цветную реакцию на креатин с пикриновой кислотой, уметь<br />
рассчитывать результаты анализа.<br />
Изучить процесс синтеза порфиринов. Уметь использовать знание о<br />
наследственных нарушениях обмена порфиринов.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Объяснять биохимические механизмы образования креатина и креатинина.<br />
2. Анализировать клиническое значение нарушений обмена креатина и креатинина.<br />
3. Трактовать роль глутатиона в обмене органических пероксидов.<br />
41
4. Объяснять биохимические принципы регуляции обмена порфиринов,<br />
возникновения и развития наследственных нарушений синтеза порфиринов –<br />
порфирий.<br />
Исходный уровень знаний-умений: уметь писать строение аминокислот –<br />
предшественников синтеза креатина и глутатиона; уметь писать строение<br />
предшественников пиррольных колец порфиринов (глицина, сукцинил-КоА). Знать<br />
строение порфиринов.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое значение 1.1. Определение креатинина в моче.<br />
определения креатинина в моче.<br />
2. Обмен креатина. 2.1. Биологическая роль<br />
креатинфосфата.<br />
2.2. Биосинтез креатина.<br />
2.2.1. Предшественники биосинтеза<br />
креатина.<br />
2.2.2. Особенности второго этапа<br />
биосинтеза креатина – трансметилирование<br />
гликоциамина (гуанидинацетата). Источники<br />
СН 3 –групп.<br />
2.3. Реакция фосфорилирования<br />
креатина.<br />
3. Клинико-биохимическое 3.1. Клиническое значение определения<br />
значение нарушений обмена содержания креатина и креатинина в крови<br />
креатина.<br />
и моче.<br />
3.2. Клиническое значение определения<br />
креатинфосфокиназы.<br />
Изоформы<br />
креатинфосфокиназы.<br />
4. Глутатион. 4.1. Предшественники биосинтеза<br />
глутатиона.<br />
4.2. Роль глутатиона в обмене<br />
органических пероксидов.<br />
2. Метаболизм порфиринов. 2.1. Порфирины: структура,<br />
биологическая роль.<br />
2.2. Реакции биосинтеза<br />
протопорфирина IX; образование гема.<br />
2.3. Регуляция синтеза порфиринов.<br />
2.4. Наследственные нарушения обмена<br />
порфиринов<br />
(энзимопатии):<br />
эритропоэтическая порфирия, печеночные<br />
порфирии, неврологические нарушения,<br />
фотодерматиты.<br />
Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.<br />
Подготовить реферат на тему:<br />
1. Современные биохимические методы исследования функции почек.<br />
2. Биологическая роль системы глутатиона в антиоксидантной защите.<br />
Алгоритм лабораторной работы.<br />
42
Количественное определение креатинина в моче.<br />
Принцип метода: креатинин при взаимодействии с пикриновой кислотой в<br />
щелочной среде образует окрашенные соединения, интенсивность окраски которых<br />
пропорциональна концентрации креатинина в моче.<br />
Экскреция креатинина: ♂ - 1,0-2,0 г/сут<br />
♀ - 0,8-1,8 г/сут<br />
Ход работы:<br />
В колбу объемом 100 мл наливают 1 мл мочи, 1 мл NaOH, 1,5 мл раствора<br />
пикриновой кислоты, перемешивают и оставляют на 10 минут. Потом доводят объем<br />
до 100 мл дист. водой. Параллельно выполняют контроль: 1 мл Н 2 О, 1 мл NaOH, 1,5<br />
мл пикриновой кислоты, перемешивают и доводят объем до 100 мл дист. водой.<br />
Фотометрируют против контроля на ФЭК с зеленым светофильтром в кювете на<br />
5 мм. С помощью калибровочного графика определяют количество креатинина в 1 мл<br />
моче и перечисляют его количество в моче за сутки (1500-2000).<br />
Калибровочный график количественного определения креатинина в 1 мл моче.<br />
Е<br />
0,25<br />
0,20<br />
0,15<br />
0,10<br />
0,5 1,0 1,5 2,0 С, мг/мл<br />
43
ИТОГОВЫЙ МОДУЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ.<br />
Модуль 2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА.<br />
“МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, АМЫНОКИСЛОТ И ЕГО<br />
РЕГУЛЯЦИЯ”.<br />
Цель. 1. Применять знание общих закономерностей метаболизма в процессе<br />
последующей учебы и профессиональной деятельности для анализа<br />
патогенеза и клинической диагностики заболеваний, а также контроля<br />
медикаментозной терапии и обоснования метаболической терапии<br />
заболеваний.<br />
2. Использовать теоретические и практические навыки по биохимии и<br />
патохимии при изучении клинических дисциплин и в клинической биохимии.<br />
Перечень вопросов для итогового модульного контроля.<br />
І. Теоретическая подготовка.<br />
1. Биохимические компоненты клетки, их биохимические функции. Классы<br />
биомолекул. Иерархия биомолекул, их происхождение.<br />
2. Ферменты: определение; свойства ферментов как биологических катализаторов.<br />
3. Классификация и номенклатура ферментов, характеристика отдельных классов<br />
ферментов.<br />
4. Строение и механизмы действия ферментов. Активный и аллостерический<br />
(регуляторный) центры.<br />
5. Кофакторы и коферменты. Строение и свойства коферментов; витамины как<br />
предшественники в биосинтезе коферментов.<br />
6. Коферменты: типы реакций, которые катализируют отдельные классы<br />
коферментов.<br />
7. Изоферменты, особенности строения и функционирования, значения в<br />
диагностике заболеваний.<br />
8. Механизмы действия и кинетика ферментативных реакций: зависимость скорости<br />
реакции от концентрации субстрата, рН и температуры.<br />
9. Активаторы и ингибиторы ферментов: примеры и механизмы действия.<br />
10. Типы ингибирования ферментов: обратимое (конкурентное, неконкурентное) и<br />
необратимое ингибирование.<br />
11. Регуляция ферментативных процессов. Пути и механизмы регуляции:<br />
аллостерические ферменты; ковалентная модификация ферментов.<br />
12. Циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ) как регуляторы ферментативных реакций<br />
и биологических функций клетки.<br />
13. Энзимопатии – врожденные (наследственные) дефекты метаболизма углеводов,<br />
аминокислот, порфиринов, пуринов.<br />
14. Энзимодиагностика патологических процессов и заболеваний.<br />
15. Энзимотерапия – применение ферментов, их активаторов и ингибиторов в<br />
медицине.<br />
16. Принципы и методы выявления ферментов в биообъектах. Единицы измерения<br />
активности и количества ферментов.<br />
17. Обмен веществ (метаболизм) - общие закономерности протекания катаболических<br />
та анаболических процессов.<br />
18. Общие стадии внутриклеточного катаболизма биомолекул: белков, углеводов,<br />
липидов.<br />
44
19. Цикл трикарбоновых кислот. Локализация, последовательность ферментативных<br />
реакций, значения в обмене веществ.<br />
20. Энергетический баланс цикла трикарбоновых кислот. Физиологичное значение<br />
реакций ЦТК.<br />
21. Субстратное фосфорилирование ЦТК.<br />
22. Реакции биологического окисления; типы реакций (дегидрогеназная, оксидазная,<br />
оксигеназная) и их биологическое значение. Тканевое дыхание.<br />
23. Ферменты биологического окисления в митохондриях: пиридин-, флавинзависимые<br />
дегидрогеназы, цитохромы.<br />
24. Последовательность компонентов дыхательной цепи митохондрий. Молекулярные<br />
комплексы внутренних мембран митохондрий.<br />
25. Окислительное фосфорилирование: пункты сопряжения транспорта электронов и<br />
фосфорилирования, коэффициент окислительного фосфорилирования.<br />
26. Хемиосмотическая теория окислительного фосфорилирования, АТФ-синтетаза<br />
митохондрий.<br />
27. Ингибиторы транспорта электронов и разобщители окислительного<br />
фосфорилирования.<br />
28. Микросомальное окисление: цитохром Р-450; молекулярная организация цепи<br />
переноса электронов.<br />
29. Аэробное и анаэробное окисление глюкозы, общая характеристика процессов.<br />
30. Анаэробное окисление глюкозы. Последовательность реакций и ферменты<br />
гликолиза.<br />
31. Аэробное окисление глюкозы. Этапы превращения глюкозы до СО 2 и Н 2 О.<br />
32. Окислительное декароксилирование пирувата. Ферменты, коферменты и<br />
последовательность реакций в мультиферментном комплексе.<br />
33. Гликолитическая оксидоредукция: субстратное фосфорилирование и челночные<br />
механизмы окисления гликолитического НАДН.<br />
34. Сравнительная характеристика биоэнергетики аэробного и анаэробного окисления<br />
глюкозы, эффект Пастера.<br />
35. Фосфоролитический путь расщепления гликогена в печени и мышцах.<br />
Регуляция активности гликогенфосфорилазы.<br />
36. Биосинтез гликогена: ферментативные реакции, физиологичное значение.<br />
Регуляция активности гликогенсинтазы.<br />
37. Механизмы реципрокной регуляции гликогенолиза и гликогенеза за счет<br />
каскадного цАМФ-зависимого фосфорилирования ферментных белков.<br />
38. Роль адреналина, глюкагона и инсулина в гормональной регуляции обмена<br />
гликогена в мышцах и печени.<br />
39. Генетические нарушения метаболизма гликогена (гликогенозы, агликогенозы).<br />
40. Глюконеогенез: субстраты, ферменты и физиологичное значение процесса.<br />
41. Глюкозо-лактатный (цикл Кори) и глюкозо-аланиновый циклы.<br />
42. Глюкоза крови (глюкоземия): нормогликемия, гипо- и гипергликемии, глюкозурия.<br />
Сахарный диабет – патология обмена глюкозы.<br />
43. Гормональная регуляция концентрации и обмена глюкозы крови.<br />
44. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы: схема процесса и биологическое<br />
значение.<br />
45. Метаболические пути превращения фруктозы и галактозы; наследственные<br />
энзимопатии их обмена.<br />
46. Катаболизм триацилглицеролов в адипоцитах жировой ткани: последовательность<br />
реакций, механизмы регуляции активности триглицеридлипазы.<br />
47. Нейрогуморальная регуляция липолиза при участии адреналина, норадреналина,<br />
глюкагона и инсулина.<br />
45
48. Реакции окисления жирных кислот (β-окисление); роль карнитина в транспорте<br />
жирных кислот в митохондрии.<br />
49. Энергетическая ценность β-окисления жирных кислот в клетках.<br />
50. Окисление глицерола: ферментативные реакции, биоэнергетика.<br />
51. Кетоновые тела. Реакции биосинтеза и утилизации кетоновых тел,<br />
физиологическое значение.<br />
52. Нарушение обмена кетоновых тел в условиях патологии (сахарный диабет,<br />
голодание).<br />
53. Биосинтез высших жирных кислот: реакции биосинтеза насыщенных жирных<br />
кислот (пальмитата) и регуляция процесса.<br />
54. Биосинтез моно- и полиненасыщенных жирных кислот в организме человека.<br />
55. Биосинтез триацилглицеролов и фосфоглицеридов.<br />
56. Метаболизм сфинголипидов. Генетические аномалии обмена сфинголипидов –<br />
сфинголипидозы.<br />
57. Биосинтез холестерина: схема реакций, регуляция синтеза холестерина.<br />
58. Пути биотрансформации холестерина: этерификация; образования желчных<br />
кислот, стероидных гормонов, витамина D 3 .<br />
59. Циркуляторный транспорт и депонирование липидов в жировой ткани.<br />
Липопротеинлипаза эндотелия.<br />
60. Липопротеины плазмы крови: липидный и белковый (апопротеины) состав. Гиперлипопротеинемии.<br />
61. Патологии липидного обмена: атеросклероз, ожирение, сахарный диабет.<br />
62. Пул свободных аминокислот в организме: пути поступления и использования<br />
свободных аминокислот в тканях.<br />
63. Трансаминирование аминокислот: реакции и их биохимическое значение,<br />
механизмы действия аминотрансфераз.<br />
64. Прямое и непрямое дезаминирование свободных L-аминокислот в тканях.<br />
65. Декарбоксилирование L-аминокислот в организме человека. Физиологичное<br />
значение образованных продуктов. Окисление биогенных аминов.<br />
66. Пути образования и обезвреживания аммиака в организме.<br />
67. Биосинтез мочевины: последовательность ферментных реакций биосинтеза,<br />
генетические аномалии ферментов цикла мочевины.<br />
68. Общие пути метаболизма углеродных скелетов аминокислот в организме<br />
человека. Глюкогенные и кетогенные аминокислоты.<br />
69. Биосинтез и биологическая роль креатина и креатинфосфата.<br />
70. Глутатион: строение, биосинтез и биологические функции глутатиона.<br />
71. Специализированные пути метаболизма циклических аминокислот –<br />
фенилаланина и тирозина.<br />
72. Наследственные энзимопатии обмена циклических аминокислот – фенилаланина<br />
и тирозина.<br />
73. Обмен циклической аминокислоты триптофана и его наследственные<br />
энзимопатии.<br />
74. Метаболизм порфиринов: строение гемма; схема реакций биосинтеза<br />
протопорфирина IX и гемма.<br />
75. Наследственные нарушения биосинтеза порфиринов, типы порфирий.<br />
76. Катаболизм гемоглобина и гемма (схема); образование и строение желчных<br />
пигментов.<br />
77. Патобиохимия и виды желтух; биохимическая диагностика желтух.<br />
46
ІІ. Практическая подготовка.<br />
1. Объяснить основные принципы определения активности ферментов на примере<br />
амилазы слюны (йод-крохмальные реакции Троммера и Фелинга)<br />
2. Доказать белковую природу ферментов биуретовой реакцией, реакцией Фоля,<br />
методом формилтитрования по Серенсену при последовательном гидролизе<br />
белка. Объяснить принципы методов.<br />
3. Объяснить термолабильность ферментов на примере определения активности<br />
амилазы слюны.<br />
4. Нарисовать график зависимости активнсоти фермента от рН среды по результатам<br />
определения активности пепсина и амилазы слюны. Объяснить его.<br />
5. Доказать абсолютную специфичности сахаразы (в реакціях с сахарозой и<br />
крахмалом) и относительную специфичность пепсина (в реакціях с фібрином и<br />
белком яйца). Какой еще существует вид специфичности?<br />
6. Объяснить влияние модуляторов на активность ферментов на примере<br />
определения активности холинэстеразы в присутствии хлорида кальция и<br />
фосфакола, на примере активнсоти амилазы слюны в присутствии хлорида<br />
натрия.<br />
7. Как можно доказать функционирование ЦТК? Принцип определения активности<br />
ферментов ЦТК. Доказать функционирование ЦТК по использованию ацетилКоА,<br />
по образованию СО 2 , по освобождению из промежуточных продуктов атомов<br />
водовода.<br />
8. Ингибирование ферментов ЦТК малоновой кислотой. Назовите типы<br />
ингибирования. Каким путем можно избавиться от негативного влияния малоновой<br />
кислоты? Нарисуйте график зависимости активности ферментов ЦТК от<br />
концентрации субстрата без малоновой кислоты и в ее присутствии. К какому<br />
классу и подклассу ферментов относятся ферменты ЦТК?<br />
9. Определение активности сукцинатдегидрогеназы, цитохромоксидазы митохондрий<br />
– ферментов дыхательной цепи. К какому классу ферментов они принадлежат?<br />
Объяснить принципы методов. Назвать ингибиторы ферментов дыхательной<br />
цепи, ингибиторы окислительного фосфорилирования.<br />
10. Исследовать процесс окислительного фосфорилирования в митохондриях,<br />
объяснить, на чем он основан. Какие фармакологические и физиологические<br />
соединения являються разобщителями дыхания и фосфорилирования? Объяснить<br />
биохимические механизмы их действия.<br />
11. Выявление глюкозы в растворах реакцией Троммера, Фелинга. Написать<br />
уравнение.<br />
12. Определение глюкозы в крови глюкозооксидазным методом (Городецкого).<br />
Написать уравнение реакции которая лежит в основе этого метода. Какова в норме<br />
концентрация глюкозы в крови человека?<br />
13. Определение глюкозы в крови методом Хагедорна-Йенсена. Объясните принцип.<br />
14. Выявление фруктозы реакцией Селиванова. Принцип метода.<br />
15. Выявление гликогена в печени. Как может быть использован гликоген печени? Где<br />
еще накапливается в организме человека гликоген?<br />
16. Определение конечного продукта анаэробного гликолиза – молочной кислоты<br />
методом Уффельмана. Принцип метода.<br />
17. Выявление ацетона (кетоновых тел) в моче (реакциями с нитропруссидом натрия и<br />
хлоридом железа). Выявление кетоновых тел в моче експресс-методом. Принципы<br />
методов. Значение выявления кетоновых тел в крови и моче для медицины.<br />
18. Выявление ацетона йодоформной реакцией. Написать эту реакцию.<br />
47
19. Определение содержания пировиноградной кислоты в биологических жидкостях<br />
колориметрическим методом. Объясните принцип. Как строится калибровочная<br />
кривая?<br />
20. Определение сиаловых кислот реактивом Гесса. Какое клиническое значение<br />
имеет определение концентрации сиаловых кислот в крови?<br />
21. Выявление холестерола методом Сальковского. Принцип метода.<br />
22. Выявление холестерола методом Либермана-Бурхарда. Принцип метода. Какая в<br />
норме концентрация холестерола в крови человека?<br />
23. Изучение кинетики действия липазы поджелудочной железы. Какие соединения в<br />
организме активируют липазу? Проиллюстрируйте ответ результатами<br />
практической работы.<br />
24. Воспроизведите в эксперименте процесс переаминирования с использованием<br />
глутаминовой и пировиноградной кислот. Использование метода хроматографии<br />
для оценки результатов. Напишите уравнение соответствующих реакций.<br />
25. Определение активности аланинаминотрансферразы и<br />
аспартатаминотрансферразы. Принцип метода. Значение определения этих<br />
ферментов для медицины.<br />
26. Определение мочевины в моче цветной реакцией с диацетилмонооксимом.<br />
Написать реакции образования мочевины в организме.<br />
27. Определение аммиака в моче. Принцип метода.<br />
28. Определение креатинина в моче цветной реакцией Яффе. При каких условиях<br />
наблюдается увеличение или уменьшение количества креатинина в моче?<br />
29. Выявление желчных пигментов в моче реакцией Гмелина. Поясните процесс<br />
образования желчных пигментов в организме.<br />
30. Выявление уробилина в моче реакцией Богомолова. Принцип метода. Когда<br />
уробилин присутствует среди желчных пигментов в моче?<br />
31. Качественная реакция на фенилпировиноградную кислоту (проба Фелинга).<br />
Принцип метода. При каком заболевании фенилпировиноградная кислота<br />
появляется в моче?<br />
48
МОДУЛЬ 3<br />
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ. БИОХИМИЯ МЕЖКЛЕТОЧНЫХ<br />
КОММУНИКАЦИЙ. БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ<br />
ФУНКЦИЙ<br />
Тема 1. Исследование биосинтеза и катаболизма пуриновых и<br />
пиримидиновых нуклеотидов. Определение конечных продуктов их<br />
обмена.<br />
Актуальность темы.<br />
Структурными компонентами ДНК и РНК является пуриновые та пиримидиновые<br />
мононуклеотиды. Их биосинтез обеспечивает образование информационных молекул<br />
нуклеиновых кислот, необходимых для реализации генетической информации.<br />
Распад нуклеиновых кислот в тканях сопровождается образованием конечных<br />
продуктов. Характерным продуктом распада пуриновых нуклеотидов является<br />
мочевая кислота, избыточное образование которой способствует развитию подагры.<br />
Подагра может быть следствием недостаточной азотвыделительной функции<br />
почек, заболевания сердца, наследственных нарушений обмена пуринових<br />
нуклеотидов, а также избыточного употребления продуктов, богатых на<br />
нуклеопротеиды.<br />
Цель и исходный уровень знаний.<br />
Общая цель.<br />
Знать биохимическую динамику превращения нуклеотидов, основы их патохимии<br />
и биохимической диагностики.<br />
Конкретные цели:<br />
1. Анализировать последовательность реакций биосинтеза и катаболизма<br />
пиримидиновых нуклеотидов.<br />
2. Анализировать последовательность реакций биосинтеза и катаболизма<br />
пуриновых нуклеотидов, нарушение синтеза мочевой кислоты и биохимические<br />
основы развития подагры.<br />
Исходный уровень знаний-умений.<br />
1. Уметь проводить титрование (общая химия).<br />
2. Уметь писать строение азотистых оснований и мононуклеотидов.<br />
Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами<br />
учебной литературы при подготовке к занятию.<br />
Содержание<br />
и Указания к учебным действиям<br />
последовательность действий<br />
1. Практическое изучение 1.1. В тетрадь протоколов опытов<br />
количественного определения выписать алгоритм лабораторной работы.<br />
мочевой кислоты.<br />
2. Биосинтез пуринових 2.1. Схема реакций синтеза ИМФ и<br />
нуклеотидов.<br />
последовательность образования АМФ, ГМФ,<br />
АТФ, ГТФ.<br />
2.2. Регуляция биосинтеза пуриновых<br />
нуклеотидов по принципу отрицательной<br />
3. Биосинтез пиримидиновых<br />
нуклеотидов.<br />
обратной связи (ретроингибирование).<br />
3.1. Предшественники синтеза, реакции и<br />
регуляция.<br />
49