Тема № 8. Дослідження процесів м’язового скорочення.

Мета заняття: Знати склад і біохімічні особливості метаболізму м’язової тканини, її функціонування в нормі і при деяких патологіях. Вміти кількісно визначати креатинін і креатин у сечі для діагностики деяких захворювань.

Актуальність теми: У м’язовій тканині є специфічні риси метаболізму в залежності від віку людини, патологічних станів в них, викликаних як ендогенними, так і екзогенними факторами, і тому в клініці особливе місце займають біохімічні методи і показники в діагностиці. Наприклад, при деяких захворюваннях м’язів важливо знати кількість креатиніну та креатину в добовій сечі.

Конкретні завдання:

Ø Аналізувати біохімічний склад м’язів і роль білків в побудові їх структури.

Ø Пояснити біохімічні механізми скорочення і розслаблення м’зового волокна.

Ø Аналізувати шляхи енергетичного забезпечення м’язового скорочення і розслаблення. Роль АТФ і креатинфосфату в даних процесах.

Теоретичні питання

1. Ультраструктура та біохімічний склад міоцитів; структурна організація саркомерів. Білки міофібрил: міозин, актин, тропоміозин, тропонін. Молекулярна організація товстих та тонких філаментів.

2. Екстрактивні речовини м’язів, азотисті і безазотисті, їх хімічна природа і роль. Молекулярні механізми м'язового скорочення: сучасні уявлення про взаємодію м'язових філаментів. Роль іонів Са²⁺ в регуляції скорочення та розслаблення скелетних і гладеньких м'язів.

3. Сучасні уявлення про енергетичне забезпечення скорочення і розслаблення м’язового волокна. Макроергічні сполуки м’язів. Структура, утворення і роль АТФ, креатинфосфату, креатинфосфокіназ, джерела АТФ у м'язах; роль креатинфосфату в забезпеченні енергії м'язового скорочення. Патобіохімія м'язів – міопатії.

4. Клітинна організація та особливості обміну м’язової тканини серця, його зв’язок з обміном у нервовій, ендокринній системах, печінці, легенях, судинах. Особливості біоенергетичних процесів у міокарді та регуляції скорочення кардіоміоцитів.

5. Особливості роботи гладких м’язів. Молекулярні механізми регуляції тонусу судин і бронхів.

6. Порушення обміну речовин коронарних судин та серцевого м’яза при його гострому інфаркті. Зміна активності ензимів плазми крові при гострому інфаркті міокарду: діагностика стенокардії, мікроінфаркту, алкогольної інтоксикації.

7. Серце як ендокринний орган. Кардіопептиди, їх роль.

8. Ушкодження серця при деяких захворюваннях (тиреотоксикоз, гіпотеріоз, гіперкортицизм, цукровий діабет, захворювання паращитовидної залози, хронічна ниркова недостатність, вплив радіації, порфірія, подагра, порушення харчування, алкогольне ушкодження серця). Біохімічні тести у діагностиці захворювань міокарду та скелетних м’язів.

9. Патобіохімія гіпертонічної хвороби. Зміни біохімічних показників на різних стадіях гіпертонічної хвороби та їх оцінка. Симптоматичні артеріальні гіпертензії. Використання біохімічних показників для оцінки активності ендоміокарду. Біохімічна діагностика захворювань міокарда (міокардіт, міокардіопатія). Захворювання перикарда.

 

Практична робота

Дослід 1. Кількісне визначення креатиніну в сечі за методом Фоліна:

Принцип методу. Метод базується на кольоровій реакції (реакція Яффе) креатиніну з пікриновою кислотою в лужному середовищі з подальшим визначенням інтенсивності забарвлення на ФЕКу. Концентрацію креатиніну в сечі знаходять за калібрувальним графіком.

Матеріальне забезпечення: насичений розчин пікринової кислоти, 10% розчин гідроксиду натрію, ФЕК, мірні циліндри на 100 мл, мірні піпетки, скляні палички.

Хід роботи: В один мірний циліндр відміряють 0,5 мл сечі (дослід), а в другий – 0,5 мл дистильованої води (контроль). В обидва циліндри добавляють по 0,2 мл 10% гідроксиду натрію і по 3 мл насиченого розчину пікринової кислоти, перемішують вміст циліндрів, залишають на 5 хв, потім доводять дистильованою водою до 100 мл, перемішують скляною паличкою і вимірюють на ФЕКу екстинкцію досліду проти контролю в кюветах товщиною шару 1 см із зеленим світлофільтром.

 

А

0,4

 

0,3

 

0,2

 

0,1

0,5 1,0 1,5 С (мг)

 

Крива залежності оптичної густини розчину креатиніну від його концентрації

 

Знаючи екстинкцію, за калібрувальним графіком визначають вміст креатиніну в досліді і розраховують кількість креатиніну, виділеного з сечею за добу за формулою: а х V_доб

Х =;

V_досл

 

де а – кількість креатиніну, знайдена за калібрувальним графіком;

V_доб – добовий об’єм сечі, мл;

V_досл – об’єм сечі, взятий для аналізу, мл;

(коефіцієнт перерахунку в одиниці СІ (ммоль/доб) дорівнює 8,84)

Пояснити отриманий результат. Зробити висновки.

 

Клініко-діагностичне значення. В середньому за добу з сечею виділяють креатиніну у чоловіків 8,8-17,7 ммоль/добу (1,0-2,0 г/добу), а у жінок – 7,1-15,9 ммоль/добу (0,8-1,8 г/добу). Збільшення виділення креатиніну спостерігається при надмірному вживанні м’ясної їжі (екзогенний креатинін), при розпаді білків протоплазми, при посиленій фізичній роботі, акромегалії, при цукровому і нецукровому діабетах, інфекційних та інших захворюваннях (ендогенний креатинін). Виділення креатиніну значно зменшується при захворюваннях нирок, м’язовій дистрофії, гіпертиреозі, анемії, лейкемії, у старшому віці, при хронічному нефриті з уремією (при цьому вміст його в крові збільшується). Креатинін, на відміну від багатьох інших низькомолекулярних речовин, не реабсорбується і через те за його екскрецією з сечею можна оцінювати стан клубочкової фільтрації.

Дослід 2. Кількісне визначення креатину в сечі.

Принцип методу. Креатин у сечі визначають тим самим методом, що й креатинін, попередньо перетворивши креатин у креатинін у кислому середовищі при нагріванні.

Матеріальне забезпечення: сеча з попереднього досліду, насичений розчин пікринової кислоти, 10% розчин гідроксиду натрію, концентрована соляна кислота, ФЕК, мірні циліндри на 100 мл, мірні піпетки, скляні палички, водяна баня.

Хід роботи: В одну пробірку відмірюють 0,5 мл сечі (дослід), а в другу - 0,5 мл дистильованої води (контроль). В обидві пробірки добавляють по 0,1 мл концентрованої соляної кислоти і ставлять їх в киплячу водяну баню на 3 хв Після охолодження в обидві пробірки добавляють по 0,2 мл 10% гідроксиду натрію і по 3 мл насиченого розчину пікринової кислоти, перемішують вміст пробірок і залишають на 5 хв. Потім вміст пробірок кількісно переносять у мірні циліндри на 100 мл, змиваючи пробірки тричі по 10 мл дистильованою водою. Доводять об’єми до мітки - 100 мл. Вимірюють екстинкцію на ФЕК у кюветі з товщиною шару 1 см із зеленим світлофільтром проти контролю. За калібрувальним графіком визначають вміст креатиніну в досліді і розраховують його кількість у сечі за добу за формулою (див. Дослід 1).

Цей креатинін складає суму креатину і власне креатиніну. При визначенні кількості креатину знаходять різницю між показниками креатиніну з досліду 2 і досліду 1. Цю різницю множать на 1,16 – коефіцієнт перерахунку відповідності рівня креатиніну кількості креатину, тобто це відношення молекулярних мас креатину і креатиніну – 131: 113 = 1,16.

Пояснити отриманий результат. Зробити висновки.

Клініко-діагностичне значення. Нормальна екскреція креатину з сечею становить у чоловіків 0 – 0,3 ммоль/добу, у жінок 0 – 0,61 ммоль/добу. У сечі здорової дорослої людини при нормальному фізичному навантаженні креатину, як правило, немає. Поява його в сечі – креатинурія – спостерігається при підвищеному м’язовому навантаженні, у період росту дітей (до 14 – 17 років), у період вагітності, у ранньому післяродовому періоді, при вуглеводному і білковому голодуванні, у осіб похилого віку, при загоюванні значних переломів, оперативних втручаннях. Креатинурія спостерігається при посиленому розпаді тканин (опіки, рак, туберкульоз), авітамінозі Е, цукровому діабеті, паренхіматозному гепатиті.