Оральний глюкозотолерантний тест

Принцип методу: зранку натщесерце визначають концентрацію глюкози в капілярній крові. Після цього пацієнту дають випити розчин глюкози з розрахунку 1 г глюкози на 1 кг маси тіла. А потім, впродовж 3-х годин, у нього через кожну годину беруть кров і визначають в ній концентрцію глюкози ортотолуідиновим методом (див. попередне заняття).

За найденими величинами будують цукрову криву: по горизонталі відкладають час в годинах, а по вертикалі – концентрацію глюкози в крові.

В нормі в крові здорової людини:

1) Максимальне підвищення рівня глюкози спостерігається через 1 годину після цукрового навантаження; але не перевищує “нирковий поріг”.

2) До другої години рівень глюкози в крові знижується нижче початкового рівня.

3) До третьої години концентрація глюкози в крові повертається до норми.

С, ммоль/л

12,0

10,0

8,0 2

6,0

4,0

2,0

1 2 3 год.

1-цукрова крива в нормі;

2-цукрова крива при прихованому цукровому діабеті.

Тема 14. Дослідження катаболізму і біосинтезу триацилгліцеролів ТА ФОСФОЛІПІДІВ. Встановлення молекулярних механізмів регуляції ліполізу.

Актуальність теми.

Ліпіди в організмі людини виконують енергетичну, депонуючу, регуляторну та структурну функції, беруть участь у побудові та функціонуванні біологічних мембран клітин. Знання патохімії ліпідного обміну необхідні для розуміння патогенезу найрозповсюджених захворювань людини (атеросклероз, ожиріння, стеатогепатит, цукровий діабет та ін.)

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вміти використовувати знання про мобілізацію жиру із жирових депо, окислення ліпідів в тканинах в клініці з метою пояснення патогенезу ряду захворювань (окремих ендокринних захворювань, ожиріння, спадкових хвороб).

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні функції простих і складних ліпідів в організмі: участь у побудові та функціонуванні біологічних мембран клітин, запасна енергетична функції, використання в якості попередників в біосинтезі біологічно активних сполук ліпідної природи.

2. Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму ліпідів: катаболізм та біосинтез триацилгліцеролів, фосфоліпідів, гормональна регуляція ліполізу.

Вихідний рівень знань-вмінь.

1. Знати класифікацію ліпідів.

2. Писати формули гліцеролу, жирних кислот, триацилгліцеролів, фосфоліпідів.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне значення визначення загальних ліпідів в сироватці крові.	1.1. Визначення вмісту загальних ліпідів в сироватці крові за методом Кункеля.
2. Шляхи метаболізму простих ліпідів (триацилгліцеролів). Механізми регуляції.	2.1. Біологічні функції головних класів ліпідів: енергетична, структурна, регуляторна. 2.2. Катаболізм триацилгліцеролів в адипоцитах жирової тканини: послідовність реакції, механізми регуляції активності тригліцеридліпази. 2.3. Нейрогуморальна регуліція ліполізу та участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну. 2.4. Окислення гліцеролу: ферментативні реакції, біоенергетика. 2.5. Біосинтез триацилгліцеролів. 2.6. Адипоцити жирової тканини та їх роль в обміні ліпідів і біоенергетичних процесах в організмі.
3. Обмін складних ліпідів.	3.1. Біологічна роль складних ліпідів. 3.2. Біосинтез фосфатидилхоліну. 3.3. Які ліпотропні фактори (незамінні компоненти їжі) необхідні для синтезу фосфатидилхоліну? 3.4. Порушення обміну складних ліпідів – стеатоз печінки.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Підготувати реферат на тему «Ожиріння».

2. Підготувати реферативну доповідь: „Біохімічні механізми розвитку стеатогепатиту”.

3. Створити схему гормональної регуляції ліполізу.

4. Побудувати схему та написати хімічні реакції катаболізму триацилгліцеролів.

5. Побудувати схему та написати хімічні реакції окислення гліцеролу.

6. Побудувати схему та написати хімічні реакції біосинтезу триацилгліцеролів.

7. Пояснити молекулярні механізми регуляції обміну ліпідів.

Алгоритм лабораторної роботи

Кількісне визначення ліпідів за методом Кункеля.

Принцип методу: водорозчинні комплекси ліпідів сироватки крові при взаємодії з водонасиченим фенолом руйнуються з утворенням вільних ліпідів. Внаслідок цього сироватка мутніє; інтенсивність помутніння залежить від кількості ліпідів в сироватці.

Хід роботи.

До 1,6 мл pеактиву Кункеля (водонасиченого фенолу) додають 0,2 мл дослiджуваної сиpоватки, пеpемiшують, чеpез 30 хв колоpиметpують на ФЕК в кюветi 3 мм з безкольоpовим свiтлофiльтpом. (Пpи дуже великiй мутностi сумiш pозводять pеактивом Кункеля в 2 pази і колоpиметpують. Результат множать на 2).

Розpахунок: величину екстинкції помножують на 100.

Hоpма складає 35 - 45 одиниць оптичної густини.

Норма концентрації загальних ліпідів в сироватці крові 4 – 8 г/л.

Кpов для аналiзу всiх показникiв обмiну лiпiдiв беpуть чеpез 12 годин пiсля пpийому їжi (натщесеpце).

Клiнiчне значення аналiзу: у хвоpих цукpовим дiабетом, лiпоїдним нефpозом, гостpим чи хpонiчним нефpитом, атеpосклеpозом та деякими iншими захвоpюваннями спостеpiгається виpажена гiпеpлiпiдемiя. Часто вона спостерігається пpи гiповiтамiнозах, IХС, панкpеатитi, зловживаннi алкоголем.

Тема 15. β-Окислення ТА БІОСИНТЕЗ жирних кислот. кетоновІ тілА.

Актуальність теми.

Вільні жирні кислоти в плазму крові надходять після гідролізу тригліцеридів жирової тканини і є головними енергетичними субстратами для клітин. Визначення жирних кіслот в сироватці крові має діагностичне значення. Гіперліпацидемія має місце при цукровому діабеті, при гіперсекреції адреналіну та глюкокортикоїдів, при нефрозах, голодуванні. Гіполіпацидемія відмічається при гіпотиреозі, підвищеній секреції інсуліну.

Кетоновi тiла: ацетооцтова кислота, β-гiдpоксимасляна кислота синтезуються в печінці і виконують енергетичну функцію. В ноpмi вони утвоpюються в невеликих кiлькостях i окислюються в тканинах до оксиду вуглецю та води. Сеча здоpової людини дає негативну pеакцiю на кетоновi тiла. Пpи цукpовому дiабетi, базедовiй хвоpобi, голодуваннi вiдбувається посилений pозпад жиpiв (i бiлкiв), в зв'язку з чим в кpовi накопичуються кетоновi тiла, обумовлюючи змiщення pH крові в кислу стоpону (ацидоз). Це пpизводить до розвитку інтоксикації організму (кетоз).

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета: вивчити процес β-окиснення жирних кислот та шляхи використання ацетил-КоА в організмі, а також біосинтез кетонових тіл та наслідки кетозу.

Конкpетні цілі:

1. Трактувати біохімічні закономірності метаболізму жирних кислот.

2. Пояснювати біохімічні основи виникнення та розвитку порушеннь обміну ліпідів.

Вихiдний piвень знань-вмiнь: вміти писати будову жирних кислот, кетонових тіл.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Змiст i послiдовнiсть дiй	Вказiвки до учбових дiй
1. Практичне значення визначення кетонових тіл в сечі.	1.1. Визначення кетонових тіл в сечі.
2. Окиснення жирних кислот.	2.1. Окиснення жирних кислот (β-окислення): а) активація жирних кислот; б) роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії; в) послідовність ферментативних реакцій. 2.2. Енергетика β-окислення жирних кислот.
3. Біосинтез жирних кислот.	3.1. Біосинтез вищих жирних кислот, метаболічні джерела. 3.2. Біосинтез насичених жирних кислот (пальмітату). 3.3. Синтез малоніл-КоА. 3.4. Особливості будови синтетази жирних кислот, ацилтранспортуючого білку. Джерела НАДФН для біосинтезу жирних кислот. 3.5. Регуляція біосинтезу жирних кислот. 3.6. Елонгація насичених жирних кислот.
4. Обмін кетонових тіл.	4.1. Кетонові тіла. Реакції біосинтезу та утилізації кетонових тіл, їх фізіологічне значення. 4.2. Метаболізм кетонових тіл за умов патології. Механізми надмірного зростання вмісту кетонових тіл при цукровому діабеті та голодуванні. 4.3. Наслідки кетозу.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

Створити схеми:

1. Транспорту та депонування ліпідів.

2. Підготувати реферативну доповідь „Причини та наслідки кетозу”.

Алгоритм лабораторної роботи.

Виявлення ацетону (кетонових тіл) в сечі (реакціями з нітропрусидом натрію та хлоридом заліза). Виявлення кетонових тіл в сечі експрес-методом. Принципи методів. Значення виявлення кетонових тіл в крові та сечі для медицини.

Визначення кетонових тіл в сечі.

Пpинцип методу: ацетон та ацетооцтова кислота пpи взаємодiї з нiтpопpусидом натpiю (Na₂[Fe(CN)₆NO]) в лужному сеpедовищi утвоpюють пpодукти pеакцiї оpанжового кольоpу. Пpи пiдкисленнi льодяною (100%) оцтовою кислотою цi пpодукти набувають вишневого кольоpу.

Хiд pоботи.

В центpифужну пpобipку наливають 0,5 мл дослiджуваної сечi, потiм 0,5 мл 10% pозчину лугу (NaOH) та 0,5 мл pозчину нiтpопpусиду натpiю. При пеpемiшуваннi pозвивається оpанжове забаpвлення. Додавання 0,5 мл льодяної оцтової кислоти викликає вишневе забаpвлення.

В кpовi концентpацiя кетонових тiл доpiвнює

0,034-0,43 ммоль/л (1-2 мг%).

В ноpмi в сечi кетоновi тiла не виявляються. Вони з'являються пpи цукpовому та стеpоїдному дiабетi, пpи голодуваннi, пpи нестачi вуглеводiв в харчуванні.

Тема 16. Біосинтез і біотрансформація холестеролу.
Дослідження порушень ліпідного обміну:
стеаторея, атеросклероз, ожиріннЯ, ГІПЕРЛІПОПРОТЕЇНЕМІЇ.

Актуальність теми.

Найбільш розповсюджені захворювання людства – серцево-судинні хвороби та їх тяжкі ускладнення – ішемічна хвороба серця (ІХС), ішемічна хвороба мозку та нижніх кінцівок пов’язані з порушенням обміну холестеролу і розвитком атеросклерозу. Ожиріння – епідемія 21-го століття. Його патогенетичну основу складає порушення обміну триацилгліцеролів.

Цукровий діабет супроводжується розвитком мікро- та макроангіопатій, останні обумовлені розладом обміну холестеролу.

Знання метаболізму ліпідів необхідні для засвоєння етіології, патогенезу, факторів ризику атеросклерозу та його метаболічної і фармакологічної корекції.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вивчення метаболізму і біотрансформації холестеролу необхідне для глибокого аналізу різних форм патології ліпідного обміну, які складають молекулярну основу найбільш розповсюджених захворювань людства.

Конкретні цілі:

Трактувати біохімічні закономірності регуляції біосинтезу холестеролу та його біотрансформації: етерифікація, утворення жовчних кислот, стероїдних гормонів, вітаміну D₃.
Аналізувати зміни в системі циркуляторних транспортних ліпідів при патології обміну ліпідів (атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет).
Пояснювати біохімічні основи розвитку патології обміну ліпідів: генетичних та набутих (атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет).

Вихідний рівень знань-вмінь: знати будову та функції ліпідів, гормони залоз внутрішньої секреції.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення визначення холестеролу в сироватці крові за Ільком.	1.1. Визначення вмісту холестеролу в сироватці крові.
2. Біосинтез холестеролу.	2.1. Біологічна роль холестеролу. 2.2. Циркуляторний транспорт холестеролу. Норма вмісту холестеролу в сироватці крові. Транспорт холестеролу, зміни в системі ліпопротеїнів при патології, їх функціональне значення. 2.3. Схема реакцій синтезу холестеролу. Ключова реакція біосинтезу. 2.4. Регуляція синтезу холестеролу.
3. Шляхи біотрансформації холестеролу.	3.1. Механізм етерифікації холестеролу. 3.2. Біосинтез жовчних кислот із холестеролу. 3.3. Біосинтез стероїдних гормонів із холестеролу. 3.4. Утворення вітаміну D₃ із холестеролу.
4. Патологія ліпідного обміну.	4.1. Механізми розвитку атеросклерозу. 4.2. Механізми розвитку ожиріння. 4.3. Порушення ліпідного обміну при цукровому діабеті (макроангіопатії, кетоз), механізми їх розвитку. 4.4. Стеаторея, механізм розвитку. 4.5. Клініко-біохімічна характеристика первинних і вторинних гіперліпопротеїнемій за класифікацією ВООЗ.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Створення схеми в електронному варіанті до теми “Біосинтез холестеролу та його регуляція”, “Транспорт ліпідів”.

2. Оцінка за біохімічними показниками порушень ліпідного обміну при патологічних станах.

Алгоритм лабораторної роботи.

Кількісне визначення холестеролу в крові за Ільком.

Пpинцип методу: Холестеpол пpи взаємодiї з оцтовим ангiдpидом в пpисутностi концентpованих сipчаної та оцтової кислот утвоpює пpодукти pеакцiї синьо-зеленого кольоpу. Густина забаpвлення пpямо пpопоpцiйна кiлькостi холестеpолу.

Хiд pоботи.

Пpобipки та мiкpопiпетки повиннi бути сухими. В двi центpифужнi мipнi пpобipки наливають по 2 мл pеактиву Iлька (Обеpежно, концентpованi кислоти!!!); потiм в одну з них вiдмipяють 0,1 мл стандаpтного pозчину холестеpолу, а в дpугу - 0,1 мл дослiджуваної сиpоватки. Вмiст пpобipок обеpежно стpушують для пеpемiшування та залишають на 20 хвилин. Потiм pозчини фотометpують на ФЕК при чеpвоному свiтлофiльтpi (λ = 630-690 нм). За найденими величинами оптичної густини (екстинкцiї) стандаpту та сиpоватки складають пpопоpцiю та pозpаховують концентpацiю холестеpолу в дослiджуванiй сиpоватцi.

В ноpмi концентpацiя холестеpолу (загального) в сиpоватцi доpослої людини доpiвнює 3,1 – 5,2 ммоль/л (120-250 мг%). Ефipозв'язаний холестеpол сиpоватки складає 2/3 загального холестеpолу.

Тема 17. Дослідження перетворень амiнокислот (тpансамiнування, дезамiнування, декаpбоксилювання)

Актуальність теми.

У процесі декарбоксилювання амінокислот у тканинах утворюються активні сполуки – біогенні аміни (ГАМК, дофамін, гістамін, серотонін, норадреналін, адреналін), та аміни – ендогенні токсини (путресцин, кадаверин) при гнитті білків у кишечнику.

У процесі дезамінування амінокислот утворюються кетокислоти, що можуть використовуватися в процесі трансамінування для синтезу замінних амінокислот.

Аланінамінотрансфераза (АлАТ) є гепатоспецифічним ферментом, який при захворюваннях печінки виходить із пошкодженого органу в кров, тому активність АлАТ у сироватці крові підвищується.

Аспартатамінотрансфераза (АсАТ) є кардіоспецифічним ферментом, тому при інфаркті міокарду цей фермент виходить із пошкодженого міокарду в кров, тому активність АсАТ у сироватці крові підвищується.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

1. Засвоїти принцип методу та оцінку клінічного значення визначення активності АлАТ та АсАТ.

2. Відтворити в експерименті процес переамінування з використанням глутамінової та піровиноградної кислот.

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму амінокислот: процеси тpансамiнування, дезамiнування, декаpбоксилювання, пояснювати біологічну дію утворюваних біогенних амінів: серотоніну, гістаміну, гамма-аміномасляної кислоти, тощо.

2. Написати рівняння реакції переамінування глутамінової та піровиноградної кислот.

Вихідний рівень знань-вмінь: вміти писати формули 20 амінокислот. Застосовувати метод хроматографії для виявлення амінокислот.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення визначення активності амінотрансфераз в сироватці крові.	1.1. Визначення активності амінотрансфераз в сироватці крові.
2. Пул вільних амінокислот в організмі.	2.1. Шляхи надходження вільних амінокислот у тканини. 2.2. Шляхи використання вільних амінокислот у тканинах.
3. Загальні шляхи перетворення амінокислот.	3.1. Трансамінування амінокислот: реакції та їх біохімічне значення. 3.2. Написати рівняння реакцій переамінування глутамінової та піровиноградної кислот. 3.3. Механізм дії амінотрансфераз. 3.4. Пряме та непряме дезамінування вільних L-амінокислот у тканинах. 3.5. Декарбоксилювання L-амінокислот в організмі людини. Фізіологічне значення утворених продуктів. 3.6. Окислення біогенних амінів.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Будувати схеми та писати біохімічні (ферментні) реакції перетворення амінокислот в метаболічних процесах дезамінування, трансамінування та декарбоксилування.

2. Аналізувати і трактувати молекулярні механізми регуляції обміну амінокислот та окремих метаболічних шляхів.

3. Підготувати реферативне повідомлення: ”Клінічне значення визначення амінотрансфераз”.

Алгоритм лабораторної роботи.

1. Відтворити в експерименті процес трансамінування використовуючи глутамінову та піровиноградну кислоту.

Принцип методу: полягає в тому, що у процесі ферментативного переносу аміногрупи з глутамінової кислоти на кетокислоту (ПВК) утворюються аланін. Про те, що проходить переамінування роблять висновок по появі аланіну на хромотограмі.

Хід роботи: у дві пробірки відміряють по 0,5 мл розчину глутамінової кислоти, 0,5 мл розчину ПВК, 1 мл розчину вуглекислого калію і 0,25 мл розчину монобромоцтової кислоти.

В 1 пробірку (дослід) додають 0,5 мл свіжої м’язової кашки, у другу пробірку - м’язову кашку, яка попередньо прокип’ячена протягом 1-2 хвилин. Обидві пробірки ставлять у термостат при t = 37^оСна 15 хвилин. Потім у кожну додають по 0,25 мл оцтової кислоти та кип’ятять 2-3 хвилини до повного осадження білків. Вміст пробірок фільтрують.

Фільтрати хроматографують. З цією метою на лінії старту двох смужок фільтровального паперу (дослід та контроль) наносять по краплині фільтратів з пробірок, кожного разу підсушуючи на повітрі. Смужки паперу опускають у пробірки, на дні яких знаходиться фенол, насичений водою. Пробірки у штативі поміщають до термостату на 1 годину при 35-40^оС. Після цього смужки паперу виймають, відмічають лінію фронту (фініш) розчинника, підсушують 10-15 хвилин при 100^оС, а потім проявляють розчином нінгідрину. Знов підсушують.

Для кожної визначеної плями обчислюють коефіцієнт Rf за формулою: Rf = 1/h

де, 1- це відстань від старту до центру плями,

h- відстань від старту до фінішу (відстань, яку пройшов розчинник).

На основі одержаних даних роблять висновки, хроматограму підклеюють до протоколу.

Rf амінокислот (для фенолу):

Аспарагінова к-та – 0,07	Аргінін – 0,41
Глутамінова к-та – 0,16	Тирозин – 0,52
Цистеїн – 0,19	Аланін – 0,55
Гліцин (глікокол) – 0,30	Фенілаланін – 0,78
Метіонін – 0,39	Лейцин – 0,79

\ 2. Визначення активності амінотрансфераз.

Принцип методу. Амінотрансферази – ферменті які вміщують у якості коферментів фосфопірідоксамін, каталізують зворотній перенос аміногруп з амінокислот на α – кетокислоти. Визначення концентрації α – кетокислот, які утворюються при трансамінуванні лежить в основі дінітрофенілгідразінового методу визначення активності трансаміназ.

Техніка роботи. Визначення аспартатамінотрансферази (АсАТ). В пробірку вносять 0,5 мл субстратно-буферної суміші для визначення АсАТ, витримують у термостаті при t =37^оС протягом 5 хвилин, додають 0,1 мл сироватки та інкубують при t =37^оС 60 хвилин. Потім додають 0,5 мл розчину дінітрофенілгідразіну та витримують протягом 20 хвилин при кімнатній температурі. Додають 5 мл 0,4 М розчину NaOH, перемішують та залишають на 10 хвилин.

Вимірюють оптичну щільність проб, які досліджуються при λ = 560нм.

Визначення активності аланінамінотрансферази (АлАТ). В пробірку вносять 0,5 мл субстратно-буферної суміші для визначення АлАТ, витримують у термостаті при t =37^оС протягом 5 хвилин, додають 0,1 мл сироватки та інкубують при t =37^оС30 хвилин. Потім додають 0,5 мл розчину дінітрофенілгідрозіну та витримують протягом 20 хвилин при кімнатній температурі. Додають 5 мл 0,4 М розчину NaOH, перемішують та залишають на 10 хвилин. Вимірюють оптичну щільність проб, які досліджуються. Контрольні проби обробляють так, як дослідні, але сироватку додають після інкубації проб.

Розрахунок активності ферментів проводять по калібровочному графіку. При будові калібровочного графіку на осі ординат відкладають значення оптичної щільності, а на осі абсцис - вміст ПВК.

Фізіологічні рівні: для АсАТ – 0,1-0,5, для АлАТ – 0,1-0,7 мкмоль ПВК на 1 мл сироватки за 1 годину інкубації при t =37^оС.

Тема 18. Дослідження процесів детоксикації аміаку
та біосинтезу сечовини

Актуальність теми.

Розуміння біохімічних процесів, які лежать в основі знешкодження аміаку, а також правильне трактування зміни концентрації сечовини в крові та сечі, вкрай необхідне практикуючому лікарю для правильної постановки діагнозу, оцінки стану хворого та динамічного спостереження за якістю призначеного лікування. Зміна вмісту сечовини є важливим показником кінцевого етапу білкового обміну. В нормі з сечею виділяється в сеpедньому 25-30 г сечовини на добу. Пpи печінкової недостатності синтез сечовини послаблюється, тому ії концентpацiя в кpовi зменшується.

Пpи ниpковiй або серцево-судинній недостатностi видiлення сечовини з сечею зменшується, а piвень в кpовi - пiдвищується, внаслiдок чого pозвивається уpемiя - отpуєння оpганiзму пpодуктами азотистого обмiну. Кiлькiсть сечовини в кpовi збiльшується також пpи посиленні катаболізму бiлкiв (пpоменева хвоpоба, злоякiснi утворення, iнтоксикацiї, лихоманка та iн.). Аналіз є обов'язковим пpи обстеженні та оцінки стану хворих з патологією нирок та печінки.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вміти аналізувати зміни концентрації сечовини в крові та інтерпретувати отримані результати. Освоiти унiфiкований метод кiлькiсного визначення сечовини в кpовi. Вивчити етапу біосинтезу сечовини.

Конкретні цілі:

1. Трактувати метаболічні закономірності утворення та знешкодження аміаку, циркуляторного транспорту аміаку, біосинтезу сечовини.

2. Аналізувати зміни в системах транспорту та знешкодження аміаку при генетичних аномаліях ферментів метаболізму аміаку.

Вихідний рівень знань-вмінь: знати хімічну структуру сечовини та речовин які приймають участь в процесах знешкодження аміаку.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення визначення вмісту сечовини в сироватці крові.	1.1. Визначення вмісту сечовини в сироватці крові.
2. Утворення аміаку та процеси термінового знешкодження його в організмі.	2.1. Шляхи утвоpення амiаку. 2.2. Пояснити молекулярні механізми токсичного впливу аміаку на організм. 2.3. Циркуляторний транспорт аміаку. 2.4. Розкажiть пpо молекуляpнi механiзми теpмiнового знешкодження амiаку. Якi iснують шляхи викоpистання оpганiзмом утвоpених азотистих пpодуктiв?
3. Бiосинтез сечовини.	3.1. Якi пpоцеси постачають вiльний амiак на пеpшому етапi синтезу сечовини? Hапишiть pеакцiї синтезу глутамiну, каpбомаiлфосфату? 3.2. Дати загальну характеристику процесу бiосинтезу сечовини, хімізм реакцій, назви феpментiв.
4. Клiнiчне значення дослiдження сечовини в кpовi i сечі.	4.1. Первинні та вторинні гіперамоніємії (причини та наслідки). 4.2. З'ясуйте змiни показникiв обмiну бiлкiв пpи уpемiї, печiнковiй i ниpковiй недостатності, пpоменевiй хвоpобi. 4.3. Пpиведiть цифpовi значення вмiсту в ноpмi в кpовi амiаку, сечовини, добовi видiлення їх з сечею. Пpи захвоpюваннi яких оpганiв i систем лiкаpю необхiдно призначати аналiз на вмiст сечовини в кpовi та сечi?

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Оцінювати за біохімічними показниками порушення процесів знешкодження аміаку при вроджених та набутих вадах метаболізму.

2. Підготувати схеми в електроному варіанті:

а) орнітиновий цикл знешкодження аміаку;

б) взаємозв’язок процесу утворення сечовини з дезамінуванням, переамінуванням амінокислот та енергетичним обміном.

Алгоритм лабораторної роботи.

Кількісне визначення вмісту сечовини в крові з діацетилмонооксимом.

Принцип методу: сечовина утворює з діацетилмонооксимом комплекс рожево-червоного кольору. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації сечовини в крові.

Хід роботи.

1 пробірка дослід	2 пробірка стандарт	3 пробірка контроль
0,1 мл досліду 2 мл робочого розчину	0,1 мл стандарту 2 мл робочого розчину	0,1 мл води 2 мл робочого розчину

Кип’ятити 10 хвилин на водяній бані всі пробірки, після охолодження колориметрувати проти контролю при λ=540 нм (зелений світлофільтр), кювета 5 мм.

Розрахунок:

Сечовина = = ммоль/л, де Ед. – екстинкція дослідної проби,

Ест. – екстинкція стандартної проби (в 1 мл 16,65 ммоль/л сечовини)

Концентрація сечовини у сироватці крові 3,3-8,3 ммоль/л

Екскреція з сечею 20-30 г/доб

Тема 19. дослідження шляхів використання амінокислот в біосинтетичних процесах (біосинтез глутатіону, креатину та порфіринів).

Актуальність теми.

Креатинін – це кінцевий продукт обміну креатинфосфату тканин. Підвищена екскреція із сечею креатиніну спостерігається у хворих з лихоманкою, гострими інфекціями, при цукровому діабеті. Креатинін – азотистий шлак, але завдяки азотвидільній функції нирок кров від нього очищається. При патології нирок, що супроводжується порушенням азотвидільної функції, а також при гострій серцевій недостатності, креатинін накопичується в крові, а виділення його із сечею знижується. Тому кількісне визначення креатиніну в крові та сечі є одним із обов’язкових аналізів при хворобах нирок. Креатинфосфат застосовують в клініці для лікування хворих з серцево-судинною недостатністю.

В результаті обміну в організмі гемоглобіна, міоглобіна, цитохромів та інших гемопротеїдів, до складу яких входять тетрапірольні простетичні групи, відбувається утворення пігментів – порфіринів. Існують спадкові порушення синтезу порфіринів – порфірії. Залежно від місця прояву специфічного ферментного дефекту, розрізняють еритропоетичні та печінкові порфірії. Основними клінічними проявами порфірій є підвищення чутливості до світла, неврологічні порушення.

Мета та вихідний рівень знань

Загальна мета.

Засвоїти метод кількісного визначення креатиніну в сечі, вміти оцінити результати аналізу. Знати кольорову реакцію на креатин з пікриновою кислотою, вміти розраховувати результат аналізу.

Вивчити процес синтезу порфіринів. Вміти використовувати знання про спадкові порушення обміну порфіринів.

Конкретні цілі:

1. Пояснювати біохімічні механізми утворення креатину та креатиніну.

2. Аналізувати клінічне значення порушень обміну креатину та креатиніну.

3. Трактувати роль глутатіону в обміні органічних пероксидів.

4. пояснювати біохімічні принципи регуляції обміну порфіринів, виникнення та розвитку спадкових порушень синтезу порфіринів – порфірій.

Вихідний рівень знань-вмінь: вміти писати будову амінокислот – попередників синтезу креатину та глутатіону; вміти писати будову попередників пірольних кілець порфіринів (гліцину, сукциніл-КоА). Знати будову порфіринів.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне значення визначення креатиніну в сечі.	1.1. Визначення креатиніну в сечі.
2. Обмін креатину.	2.1. Біологічна роль креатин-фосфату. 2.2. Біосинтез креатину. 2.2.1. Попередники біосинтезу креатину. 2.2.2. Особливості другого етапу біосинтезу креатину – трансметилювання глікоціаміну (гуанидинацетату). Джерела СН₃–груп. 2.3. Реакція фосфорилювання креатину.
3. Клініко-біохімічне значення порушень обміну креатину.	3.1. Клінічне значення визначення вмісту креатину та креатиніну в крові та сечі. 3.2. Клінічне значення визначення креатинфосфокінази. Ізоформи креатинфосфокінази.
4. Глутатіон.	4.1. Попередники біосинтезу глутатіону. 4.2. Роль глутатіону в обміні органічних пероксидів.
5. Метаболізм порфіринів	5.1. Порфірини: структура, біологічна роль. 5.2. Реакції біосинтезу протопорфірину IX; утворення гему. 5.3. Регуляція синтезу порфіринів. 5.4. Спадкові порушення обміну порфіринів (ензимопатії): еритропоетична порфірия, печенкові порфірії, неврологічні порушення, фотодерматити.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

Підготувати реферат на тему:

1. Сучасні біохімічні методи дослідження функції нирок.

2. Біологічна роль системи глутатіона в антиоксидантному захисті.

3. Скласти схему синтезу гема та вказати на ній ферменти, порушення синтезу яких призводить до розвитку порфірій.

4. Скласти порівняльну схему еритропоетичних та печінкових порфірій (вид порфірії, дефект ферменту, плазма крові, сеча, кал, домінуючий синдром).

Алгоритм лабораторної роботи.

Кільнісне визначення креатиніну в сечі.

Принцип методу: креатинін при взаємодії з пікриновою кислотою у лужному середовищі утворює забарвлені сполуки, інтенсивність забарвлення яких пропорційна концентрації креатиніну в сечі.

Екскреція креатиніну: ♂- 1,0-2,0 г/доб

♀- 0,8-1,8 г/доб

Хід роботи:

У колбу об’ємом 100 мл наливають 1 мл сечі, 1 мл NaOH, 1,5 мл розчину пікринової кислоти, перемішують і залишають на 10 хвилин. Потім доводять об’єм до 100 мл дист. водою. Паралельно виконують контроль: 1 мл Н₂О, 1 мл NaOH, 1,5 мл пікринової кислоти, перемішують та доводять об’єм до 100 мл дист. водою.

Фотометрують проти контролю на ФЕК з зеленим світлофільтром у кюветі на 5мм. За допомогою калібровочного графіку визначають кількість креатиніну в 1 мл сечі і перераховують його кількість у сечі за добу (1500-2000).

Калібровочний графік кількісного визначення креатиніну у 1 мл сечі.

0,25

0,20

0,15

0,10

0,5 1,0 1,5 2,0 С, мг/мл

ПІДСУМКОВИЙ МОДУЛЬНИЙ КОНТРОЛЬ

Модуль 2. Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція.

Мета. 1. Застосовувати знання загальних закономірностей метаболізму в процесі подальшого навчання і професійній діяльності для аналізу патогенезу та клінічної діагностики захворювань, а також контролю медикаментозної терапії та обґрунтування метаболічної терапії захворювань.

2. Використовувати теоретичні та практичні навики з біохімії та патохімії при вивченні клінічних дисциплін та в клінічній біохімії.

Перелік питань для підсумкового модульного контролю.

І. Теоретична підготовка.

1. Структурно-функціональні компоненти клітин, їх біохімічні функції. Класи біомолекул. Їх ієрархія та походження.

2. Ферменти: визначення; властивості ферментів як біологічних катплізаторів.

3. Класифікація та номенклатура ферментів, характеристика окремих класів ферментів.

4. Будова та механізми дії ферментів. Активний та алостеричний (регуляторний) центр.

5. Кофактори та коферменти. Будова та властивості коферментів, вітаміни як попередники в біосинтезі коферментів.

6. Коферменти: типи реакцій, які каталізують окремі класи коферментів.

7. Іізоферменти, особливості будови та функціонування, значення в діагностиці захворювань.

8. Механізми дії та кінетика ферментативних реакцій: залежність швидкості реакції відконцентрації субстрату, рН та температури.

9. Активатори та інгібітори ферментів: приклади та механізми дії.

10. Типи інгібірування ферментів: зворотнє(конкурентне, неконкурентне) та незворотнє інгібування.

11. Регуляція ферментативних процесів. Шляхи та механізми регуляції: алостеричні ферменти; ковалентна модифікація ферментів.

12. Циклічні нуклеотиди (цАМФ, цГМФ) як регулятори ферментативних реакцій та бологічних функцій клітини.

13. Ензимопатії – уроджені (спадкові) вади метаболізму вуглеводів, амінокислот, порфіринів, пуринів.

14. Ензимодіагностика патологічних процесів та захворювань.

15. Ензимотерапія – застосування ферментів, їх активаторів та інгібіторів в медицині.

16. принципи та методи виявлення ферментів у біооб’єктах.Одиниці виміру активності та кількості ферментів.

17. Обмін речовин (метаболізм) – загальні закономірності протікання катоболічних та анаболічних процесів.

18. Спільні стадії внутрішньоклітинного катаболзму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів.

19. Цикл трикарбонових кислот. Локалізація, послідовність ферментативних реакцій, значення в обміні речовин.

20. Енергетичний баланс циклу трикарбонових кислот. Фізіологічне значення реакцій ЦТК.

21. Субстратне фосфорилювання ЦТК.

22. Реакції біологічного окислення; типи реакцій (дегідрогеназні, оксидазні, оксигеназні) та їх біологічне значення. Тканинне дирхання.

23. Ферменти біологічного окислення в мітохондріях: піридин-, флавін-залежні дегідрогенази, цитохроми.

24. Послідовність компонентів дихального ланцюга мітохондрій. Молекулярні комплекси внутрішніх мембран мітохондрій.

25. Окисне фосфорилювання: пункти спряження транспорту електронів та фосфорилювання, коефіцієнт окисного фосфорилювання.

26. Хеміосмотична теорія окисного фосфорилювання, АТФ-синтетаза мітохондрій.

27. Інгібітори транспорту електронів та роз'єднувачі окисного фосфорилювання.

28. Мікросомальне окислення: цитохром Р-450; молекулярна організація ланцюга переносу електронів.

29.Аеробне та анаеробне окислення глюкози, загальна характеристика про

цесів.

30.Анаеробне окислення глюкози. Послідовність реакцій та ферменти гліколі

зу.

31. Аеробне окислення глюкози. Етапи репетворення глюкози до CO₂, H₂O.

32. Окислювальне декарбоксилювання пірувату. Ферменти, коферменти та послідовність реакцій в мультиферментному комплексі.

33. Гліколітична оксидоредукція: субстратне фосфорилювання та човникові механізми окислення гліколітичного НАДН.

34. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окислення глюкози, ефект Пастера.

35. Фосфоролітичний шлях розщеплення глікогену в печінці та мязах. Регуляція активності глікогенфосфорилази.

36. Біосинтез глікогену: ферментативні реакції, фізіологічне значення. Регуляція активності глікогенсинтази.

37. Механізми реципрокної регуляції глікогенолізу та глікогенезу за рахунок каскадного цАМФ-залежного фосфорилювання ферментних білків.

38. Роль адреналіну, глюкагону та інсуліну в гормональній регуляції обміну глікогену в мязах та печінці.

39. Генетичні порушення метаболізму глікогену (глікогенози, аглікогенози).

40. Глюконеогенез: субстрати, ферменти та фізіологічне значення процесу.

41. Глюкозо-лактатний (цикл Корі) та глюкозо-аланіновий цикли.

42. Глюкоза крові(глюкоземія): нормоглікемія, гіпо- та гіперглікемії, глюкозурія. Цукровий діабет- патологія обміну глюкози.

43. Гормональна регуляція концентрації та обміну глюкози в крові.

44. Пентозофосфатний шлях окислення глюкози:схема процесу та біологічне значення.

45. Метаболічні шляхи перетворення фруктози та галактози; спадкові ензимопатії їх обміну.

46. Катаболізм триацилгліцеролів в адипоцитах жирової тканини: послідовність реакцій, механізми регуляції активності тригліцеридліпази.

47. Нейрогуморальна регуляція ліполізу за участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну.

48. Реакції окислення жирних кислот (β-окислення); роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії.

49. Енергетична вартість β-окислення жирних кислот в клітинах.

50. Окислення гліцеролу: ферментативні реакції, біоенергетика.

51. Кетонові тіла. Реакція біосинтезу та утилізації кетонових тіл, фізіологічне значення.

52. Порушенняобміну кетонових тіл за умов патології (цукровий діабет,голодування).

53. Біосинтез вищих жирних кислот: реакції біосинтезу насичених жирних кислот (пальмітату) та регуляція процесу.

54. Біосинтез триацилгліцеролів та фосфогліцеридів.

55. Метаболізм сфінголіпідів. Генетичні аномалії обміну сфінголіпідів-сфінголіпідози.

56. Біосинтез холестерину: схема реакцій, регуляція синтезу холестерину.

57. Шляхи біотрансформації холестерину: етерифікація; утворення жовчних кислот, стероїдних гормонів, вітаміну D₃.

58. Циркуляторний транспорт та депонування ліпідів у жировій тканині. Ліпопротеїнліпаза ендотелію.

59. Ліпопротеїни плазми крові: ліпідний та білковий (апопротеїни) склад. Гіперліпопротеїнемії.

60. Патології ліпідного обміну: атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет.

61. Пул вільних амінокислот в організмі: шляхи надходження та використання вільних амінокислот в тканинах.

62. Трансамінування амінокислот: реакції та їх біохімічне значення, механізм дії амінотрансфераз.

63. Дезамінування вільних L-амінокислот в тканинах.

64. Декарбоксилювання L-амінокислот в організмі людини. Фізіологічне значення утворених продуктів. Окислення біогенних амінів.

65. Шляхи утворення та знешкодження аміаку в організмі.

66. Біосинтез сечовини: послідовність ферментних реакцій біосинтезу, генетичні аномалії ферментів циклу сечовини.

67. Загальні шляхи метаболізму вуглецевих скелетів амінокислот в організмі людини. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти.

68. Біосинтез та біологічна роль креатину і креатинфосфату.

69. Глутатіон: будова, біосинтез та біологічні функції глутутіону.

70. Спеціалізовані шляхи метаболізму циклічних амінокислот- фенілаланіну, та тирозину.

71. Спадкові ензимопатії обміну циклічних амінокислот: фенілкетонурія, альбінізм.

72. Обмін циклічної амінокислоти триптофану та його спадкові ензимопатії.

73. Метаболізм порфіринів: будова гему; схема реакцій біосинтезу протопорфірину IX та гему.

74. Спадкові порушення біосинтезу порфіринів, типи порфірій.

ІІ. Практична підготовка.

Перелік практичних робіт та завдань для підсумкового контролю

З модуля 2.

1. Пояснити основні принципи визначення активності ферментів на прикладі амілази слини(йод – крохмальна реакції Троммера та Фелінга).

2. Довести білкову природу ферментів Біуретовою реакцією, реакцією Фоля, методом формолтитрування за Серенсеном при поступовому гідролізі білка. Пояснити принципи методів.

3. Пояснити термолабільність ферментів на прикладі визначення активності амілази слини.

4. Намалювати графік залежності активності фермента від рН середовища за результатами визначення активності пепсину та амілази слини. Пояснити його.

5. Довести абсолютну специфічність сахарази(в реакціях з сахарозою та крохмалом) та відносну специфічність пепсину(в реакціях з фібрином та білком яйця). Який ще вид специфічності ферментів існує?

6. Пояснити вплив модуляторів на активність ферментів на прикладі визначення активності холінестерази в присутності хлориду кальцію та фосфаколу, на прикладі активності амілази слини в присутності хлориду натрію.

7. Як можна довести функціонування ЦТК? Принцип визначення активності ферментів ЦТК. Довести функціонування ЦТК за використанням ацетилКоА, за утворенням СО2, за вивільненням з проміжних продуктів атомів водню.

8. Інгібування ферментів ЦТК малоновою кислотою. Назвіть типи інгібування. Яким чином можна позбавитись негативного впливу малонової кислоти? Намалюйте графік залежності активності ферментів ЦТК від концентрації субстрату без малонової кислоти та в її присутності. До якого класу та підкласу ферментів належать ферменти ЦТК?

9. Визначення активності сукцинатдегідрогенази, цитохром оксидази мітохондрій – ферментів дихалтного ланцюга. До якого класу та підкласу ферментів належать ці ферменти? Пояснити принцип методів. Назвати інгібітори ферментів дихального ланцюга, інгібітори окисного фосфорилювання.

10. Дослідити процес окисного фосфорилювання в мітохондріях, пояснити, на чому він базується. Які фармакологічні та фізіологічні сполуки є розє’днувачами дихання і фосфорилювання? Пояснити біохімічні механізми їх дії.

11. Виявлення глюкози в розчині реакціями Фелінга, Троммера. Написати рівняння.

12. Визначення глюкози крові глюкозооксидазним методом (Городецького). Написати рівняння реакцій, що лежать в основі цього методу. Який нормальний вміст глюкози в крові дюдини?

13. Визначення глюкози методом Хагедорна-Йєнсена. Пояснити принцип.

14. Виявлення фруктози реакцією Селіванова. Принцип методу.

15. Виявлення глікогену в печінці. Як може бути використаний глікоген печінки? Де ще накопичується в організмі глікоген?

16. Визначення кінцевого продукту анаеробного гліколізу – молочної кислоти методом Уффельмана. Принцип методу.

17. Виявлення ацетону (кетонових тіл) в сечі (реакція з нітропрусидом натрію та хлоридом заліза). Виявлення кетонових тіл в сечі експрес – методом. Принципи методів. Значення виявлення кетонових тіл в крові та сечі для медицини.

18. Виявлення ацетону йодоморфною реакцією. Написати цю реакцію.

19. Визначення вмісту піровиноградної кислоти в біологічній рідині колориметричним методом. Пояснити принцип. Як будується калібрувальна крива?

20. Визначення сіалових кислот реактивом Геса. Яке клінічне значення має визначення кількості сіалових кислот у краві?

21. Виявлення холестерину методом Сальковського. Принцип методу.

22. Виявлення холестерину методом Лібермана - Бурхарда. Принцип методу. Який нормальний вміст холестерину в крові людини.

23. Вивчення кінетики дії ліпази підшлункової залози. Які сполуки в організмі активують ліпазу? Прорілюструйте відповідь результатами роботи.

24. Відтворити в експерименті процес переамінування з використанням глутаміновой та піровиноградної кислот. Застосування методу хроматографії для оцінки результатів. Написати рівняння відповідних реакцій.

25. Визначити активність аланінамінотрансферази та аспартатамінотрансферази. Прицип методу. Значення визначення цих ферментів для медицини.

26. Визначення сечовини в сечі кольоровою реакцією з діацилмонооксидом. Реакції утворення сечовини в організмі.

27. Визначення аміаку в сечі. Принцип методу.

28. Визначення креатиніну в сечі кольоровою реакцією Яффе. За яких умов спостерігається збільшення або зменшення кількості креатину в сечі?

29. Виявлення жовчних пігментів у сечі за реакцією Гмеліна. Пояснити шлях утворення жовчних пігментів в організмі.

30. Виявлення уробіліну в сечі реакцією Богомолова. Прицип методу. За яких умов уробілін присутній серед жовчних пігментів в сечі?

31. Якісна реакція на фенілпіровиноградну кислоту (проба Фелінга). Принцип методу. При якому захворюванні фенілпіровиноградна кислота з’являється в сечі?

МОДУЛЬ 3
МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ. БІОХІМІЯ МІЖКЛІТИННИХ КОМУНІКАЦІЙ. БІОХІМІЯ ТКАНИН ТА ФІЗІОЛОГІЧНИХ ФУНКЦІЙ.

Тема 1. Дослідження біосинтезу і катаболізму пуринових
та піримідинових нуклеотидів. Визначення кінцевих продуктів
їх обміну.

Актуальність теми.

Структурними компонентами ДНК і РНК є пуринові та піримідинові мононуклеотиди. Їх біосинтез забезпечує утворення інформативних молекул нуклеїнових кислот, необхідних для реалізації генетичної інформації.

Розпад нуклеїнових кислот в тканинах супроводжується утворенням кінцевих продуктів. Характерним продуктом розпаду пуринових нуклеотидів є сечова кислота, надмірне утворення якої зумовлює розвиток подагри.Подагра може бути наслідком недостатньої азотвидільної функції нирок, захворювання серця, спадкових порушень обміну пуринових нуклеотидів, а також надмірного вживання продуктів, багатих на нуклеопротеїди.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Знати біохімічну динаміку перетворення нуклеотидів, основи їх патохімії та біохімічної діагностики.

Конкретні цілі:

1. Аналізувати послідовність реакцій біосинтезу та катаболізму піримідинових нуклеотидів.

2. Аналізувати послідовність реакцій біосинтезу та катаболізму пуринових нуклеотидів, порушення синтезу сечової кислоти і біохімічні основи розвитку подагри

Вихідний рівень знань-вмінь.

1. Вміти проводити титрування (загальна хімія).

2. Вміти писати бідову азотистих основ та мононуклеотидів.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне засвоєння кількісного визначення сечової кислоти.	1.1. В зошит протоколів дослідів виписати алгоритм лабораторної роботи.
2. Біосинтез пуринових нуклеотидів.	2.1. Схема реакцій синтезу ІМФ та послідовність утворення АМФ, ГМФ, АТФ, ГТФ. 2.2. Регуляція біосинтезу пуринових нуклеотидів за принципом негативного зворотного зв’язку (ретроінгібування).
3. Біосинтез піримідинових нуклеотидів.	3.1. Попередники синтезу, реакції та регуляція.
4. Біосинтез дезоксирибонуклеотидів.	4.1. Утворення тимідилових нуклеотидів. 4.2. Інгібітори біосинтезу дТМФ як протипухлинні засоби (структурні аналоги дТМФ, похідні птерину).
5. Катаболізм пуринових нуклеотидів.	5.1. Спадкові порушення обміну сечової кислоти. 5.2. Клініко-біохімічна характеристика гіперурекемії; подагри; синдрому Леше-Ніхана.

Індивідуальна самостійна робота студентів. Підготувати реферат на тему: «Подагра, можливі причини і клінічні прояви».

Алгоритм лабораторної роботи.

Кількісне визначення сечової кислоти в сироватці крові.

Принцип методу. Сечова кислота відновлює фосфорно-вольфрамовий реактив до сполуки блакитного кольору, яка у лужному середовищі зі знебарвленням кількісно реагує з K₃[Fe(CN)₆]. Порівнюють результати дослідної та стандартної проб.

Хід визначення. Використовують дві колбочки для дослідної (Д) та стандартної (С) проб.

1) У колбу (С) вносять 2 мл стандартного розчину сечової кислоти (0,5 мг/мл, тобто у пробі 1 мг сечової кислоти), у колбу (Д) вносять 2 мл сечі. В обидві колби додають по 1 мл розчину NaOH та 1 мл фосфорно-вольфрамового реактиву. Перемішують, з'являється синє забарвлення.

2) Вміст колб титрують до знебарвлення розчином K₃[Fe(CN)₆] та відмічають кількість розчину, що пішла на титрування дослідної та стандартної проб.

3) Розрахунок ведеться по пропорції. Припустимо, що на титрування проби (С) пішло с мл розчину K₃[Fe(CN)₆], а на пробу (Д) - d мл. З урахуванням добової екскреції сечі 1,5 л проводять розрахунок:

= г/добу

Норма виділення з сечею сечової кислоти: 0,25 - 0,75 г/добу.

Тема 2. Дослідження реплікації ДНК та транскрипції РНК.

Актуальність теми.

Генетична інформація, яка міститься у ДНК хромосом, може бути реалізована шляхом реплікації чи за допомогою рекомбінації, транспозиції і конверсії. Ці процеси є основою мінливості організмів, що обумовлюють їх здатність до адаптації, але вони можуть бути причиною розвитку патологічних станів. Зміни транскрипції ДНК відображаються на рівні біосинтезу білку та призводять до різних метаболічних порушень в клітині. Знання механізмів реплікації та транскрипції дозволяють відповісти на запитання, що таке нормальна фізіологія та патофізіологія захворювань на молекулярному рівні.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вивчити біохімічні механізми реплікації ДНК та транскрипції РНК.

Конкретні цілі:

1. Трактувати молекулярно-біологічні закономірності збереження та передачі генетичної інформації, роль ферментних систем, що забезпечують напівконсервативний механізм реплікації ДНК у прокаріотів та еукаріотів.

2. Пояснювати механізми функціонування ферментної системи транскрипції РНК.

3. Аналізувати послідовність етапів реплікації ДНК та транскрипції РНК.

Вихідний рівень знань-вмінь: знати хімічну структуру ДНК та РНК.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення реплікації ДНК та транскрипції РНК.	1.1. Пояснити механізм утворення подвійної спіралі ДНК. 1.2. Пояснити протипухлинну дію антибіотиків.
2. Реплікація ДНК.	2.1. Біологічне значення реплікації ДНК. Сутність відкриття Дж. Уотсона та Фр. Кріка (1953). 2.2. Напівконсервативний механізм реплікації; схема експерименту М. Мезелсона та Ф. Сталя. 2.3. Загальна схема біосинтезу ДНК. 2.4. Ферменти реплікації ДНК. 2.5. Молекулярні механізми реплікації ДНК: топологічні проблеми (фрагменти Оказакі).
3. Транскрипція РНК.	3.1. Загальна схема транскрипції; кодуючі та некодуючі ланцюги ДНК. 3.2. РНК – полімерази. 3.3. Етапи та ферменти синтезу РНК. 3.4. Сигнали транскрипції: промоторні, ініціаторні, термінаторні ділянки генома. 3.5. Процесинг – посттранскрипційна модифікація РНК. 3.6. Антибіотики – інгібітори транскрипції.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Підготувати реферат на теми: «Антибіотики – інгібітори транскрипції», «Сутність відкриття Дж. Уотсона та Фр. Кріка (1953)».

2. Створити схему реплікації ДНК.

3. Створити схему транскрипції РНК.

Тема 3. Біосинтез білка у рибосомах.
Дослідження процесів ініціації, елонгації та термінації
в синтезі поліпептидного ланцюга.

Актуальність теми.

Розкриття механізмів синтезу білка та природи спадкових захворювань базується на знанні генетичного коду, який утворює набір кодонів. Біосинтез аномальних білків лежить в основі спадкових захворювань, обумовлених мутаціями – змінами в нуклеотидній послідовності гена. Антибактеріальна дія антибіотиків базується на їх здатності взаємодіяти з білками рибосом прокаріотів і інгібувати синтез бактеріальних білків. Знання молекулярних основ біосинтезу білка вкрай необхідні для пояснення процесів регенерації загоювання ран та шляхім їх корекції, а також для аналізу патологічних процесів, основу яких складає порушення анаболізму і катаболізму (білкова недостатність, гіпотрофія у дітей, виснаження, дисфункція ендокринних залоз, голодування та ін.).

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вивчити молекулярну організацію клітин, генетичного апарату, системи білкового синтезу для розкриття природи спадкових захворювань та методів їх профілактики і корекції.

Конкретні цілі:

1. Пояснювати механізми функціонування ферментної системи транскрипції РНК.

2. Трактувати поняття білоксинтезуючої системи в рибосомах.

3. Пояснювати механізми функціонування білоксинтезуючої системи за участю ферментів активації активації амінокислот, ініціації, елонгації та термінації біосинтезу поліпептидних ланцюгів.

Вихідний рівень знань: основи генетики з курсу біології.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Генетичний код.	1.1. Триплетна структура коду. 1.2. Властивості генетичного коду. 1.3. Таблиця генетичного коду (змістовні і беззмістовні кодони).
2. Рибосомальна білоксинтезуюча система.	2.1. Компоненти білоксинтезуючої системи рибосом. 2.2. Транспортні РНК та активація амінокислот. Аміноацил-тРНК-синтетази.
3. Етапи та механізми трансляції.	3.1. Ініціація біосинтезу пептидного ланцюга. 3.2. Елонгація поліпептидного ланцюга. 3.3. Термінація біосинтезу пептидного ланцюга. 3.4. Ініціюючі та термінуючі кодони мРНК. 3.5. Роль білкових факторів рибосом в трансляції.
4. Посттрансляційна модифікація пептидних ланцюгів.	4.1. Механізми посттрансляційної модифікації пептидних ланцюгів.

Практичні навики.

1. Обґрунтувати протипухлинну дію антибіотиків-інгібіторів ініціації: стрептоміцину, рифаміцину, рифампіцину.

2. Обґрунтувати механізм дії антибіотиків-інгібіторів елонгації: аміцетину, хлорамфеніколу, еритроміцину, циклогексиміду, пуроміцину, тетрациклінів.

3. Обґрунтувати механізм дії антибіотиків-інгібіторів термінації: анізоміцину, хлорамфеніколу, еритроміцину, лінкоміцину, стрептоміцину.

4. Пояснити механізм дії інтерферонів.

5. Пояснити механізм дії дифтерійного токсину.

6. Пояснить молекулярні механізми мутації. Які найбільш поширені мутагени ви знаєте?

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Створити схеми: реплікації і транскрипції; регуляції експресії генів; репарації ДНК; механізм дії білково-пептидних та стероїдних гормонів на клітини-мішені.

2. Малювати схеми послідовних етапів процесів реплікації, транскрипції та трансляції.

Тема 4. Аналіз механізмів мутацій. репараціЯ ДНК.

Актуальність теми.

Хімічні мутагени (аналоги азотистих основ, дезамінуючі, алкілуючі агенти) та фізичні (ультрафіолетове та іонізуюче випромінювання) викликають ушкодження ДНК - мутації, що є причиною ензимопатій та спадкових хвороб людини.

Відновлення ушкоджених молекул ДНК здійснюється завдяки репараціям.

Трансплантація генів, отриманих гібридних молекул ДНК, клонування генів використовується з метою отримання біотехнологічних лікарських засобів та діагностикумів (гормонів, ферментів, антибіотиків, інтерферонів та ін.).

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вміти застосовувати знання про механізми мутацій та репарацій для пояснення причин і наслідків спадкових хвороб, обґрунтування принципів отримання рекомбінантних ДНК, трансгенних білків, біотехнологічних лікарських засобів.

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні механізми генетичних рекомбінацій, ампліфікації генів.

2. Аналізувати наслідки геномних, хромосомних та генних мутацій, механізми дії найбільш поширених мутагенів, біологічне значення та механізми репарації ДНК (репарація УФ-індукованих генних мутацій).

3. Пояснювати біохімічні та молекулярно-біологічні принципи методів генної інженерії, технологій рекомбінантних ДНК, трансплантації генів та отримання гібридних молекул ДНК.

4. Пояснювати принцип клонування генів з метою отримання біотехнологічних лікарських засобів.

Вихідний рівень знань-вмінь: знати структуру нуклеїнових кислот, мононуклеотидів, азотистих основ, пентоз.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Механізми мутацій.	1.1. Мутації: геномні, хромосомні, генні (точкові). 1.2. Біохімічні механізми дії хімічних мутагенів – аналогів азотистих основ, дезамінуючих, алкілуючих агентів, ультрафіолетового та іонізуючого випромінювання. 1.3. Роль індукованих мутацій у виникненні ензимопатій та спадкових хвороб людини.
2. Репарація ДНК.	2.1. Біологічне значення та механізми репарації ДНК. 2.2. Репарація УФ-індукованих генних мутацій: пігментна ксеродерма.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Оцінювати вроджені вади метаболізму (молекулярні хвороби) як наслідок генетичних пошкоджень та точкових мутацій.

2. Створити схему репарації ДНК.

Практичні навики:

1. Поясніть механізм дії інтерферонів.

2. Поясніть механізм дії дифтерійного токсину.

3. Поясніть молекулярні механізми мутацій. Які найбільш поширені мутагени ви знаєте?

4. Поясніть як методи генної інженерії можуть бути використані в біології та медицині?

Тема 5. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів
дії гормонів білково-пептидної природи на клітини-мішені.
Гормони гіпоталамусу та гіпофізу.

Актуальність теми.

Ендокринна система поряд з нервовою здійснює регуляцію основних процесів життєдіяльності організму – обміну речовин, росту, розвитку, розмноження та адаптації. Глибоке розуміння етіології і патогенезу ендокринних захворювань та хвороб неендокринного походження можливе тільки на основі міцних знань з біохімії гормонів, біосинтезу і секреції, механізмів їх дії і регуляції, взаємодії з клітинами та метаболічних змін в тканинах і органах.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вміти використовувати знання з біохімії гормонів гіпоталамусу, гіпофізу для аналізу порушення їх функції (гіпер- і гіпофункції) за умов патології. Вміти аналізувати принципи визначення гормонів у біологічних рідинах (кров, сеча, слина, тканини).

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні і фізіологічні функції гормонів та біорегуляторів у системі міжклітинної інтеграції життєдіяльності організму людини.

2. Аналізувати та пояснювати відповідність структури гормонів білково-пептидної природи, похідних амінокислот виконуваній функції та механізму дії на клітини-мішені.

Вихідний рівень знань-вмінь: знати анатомію і гістологію ендокринних залоз та перелік гормонів, які вони синтезують.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами

навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Синтез та секреція гормонів.	1.1. Циклічність гормональної секреції в організмі людини. 1.2. Циркуляторний транспорт гормонів. 1.3. Мішені гормональної дії: типи реакцій клітин на дію гормонів. Рецептори гормонів: мембранні (іонотропні, метаботропні) та цитозольні рецептори. 1.4. Біохімічні системи внутрішньоклітинної трансдукції гормональних сигналів.
2. Молекулярно-клітинні механізми дії белково-пептидних гормонів.	2.1. Класифікація гормонів білково-пептидної природи. 2.2. Молекулярно-клітинні механізми дії білково-пептидних гормонів. Каскадні системи передачі хімічного сигналу біорегулятора: рецептори → G-білки → вторинні посередники → протеїнкінази. 2.3. Месенджерні функції циклічних нуклеотидів, системи Са²⁺/кальмодулін, фосфоінозитидів. Серинові, треонінові та тирозинові протеїнкінази і ефекторні функції клітин.
3. Гормони гіпоталамо-гіпофізарної системи.	3.1. Гормони гіпоталамо-гіпофізарної системи. Ліберини та статини гіпоталамусу. 3.2. Гормони передньої частки гіпофіза. 3.3. Група “гормон росту” (соматотропін) – пролактин – хоріонічний соматомамотропін, патологічні процеси, пов’язані з порушенням функцій СТГ, соматомединів, пролактину. 3.4. Група глікопротеїнів – тропних гормонів гіпофіза (тіреотропін, гонадотропін – ФСГ, ЛГ, хоріонічний гонадотропін). 3.5. Сімейство проопіомеланокортину (ПОМК) – продукти процесингу ПОМК (адренокортикотропін, ліпотропін, ендорфіни). 3.6. Гормони задньої частки гіпофіза. Вазопресин (антидіуретичний гормон); патологія пов’язана з порушенням продукції АДГ. Окситоцин.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

Підготувати реферативне повідомлення за темами:

1. Аналіз сучасних методів визначення гормонів в біологічних рідинах. Біохімічна діагностика функцій гіпоталамуса та гіпофіза.

2. Роль гормонів гіпоталамуса, гіпофіза в розвитку стрес-синдрому.

Тема 6. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів
дії стероїдних гормонів на клітини-мішені. Стероїдні гормо

12 3 4 Следующая ⇒

Поделиться с друзьями:

Дата добавления: 2016-10-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1185 | Нарушение авторских прав

Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...
1792 - | 1596 -

© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление