Энергетический обмен

2012 год

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

ЗАНЯТИЕ 1

1. при проведении кратковременных внеполостных операций в стоматологии и пластической хирургии часто используется гексеналовый наркоз. Объясните релаксирующее действие гексенала (гексобарбитала натрия), для этого:

а) напишите схему процесса, который подавляет барбитурат;

б) на схеме покажите компонент, который подвергается воздействию препарата

в) укажите, как будет изменяться коэффициент Р/О при наркозе

2. При тиреотоксикозе (базедова болезнь) наблюдается гиперсекреция гормона щитовидной железы тироксина, которая нередко сопровождается гипертермией (повышением температуры тела человека). Объясните влияние высокой концентрации этого гормона на энергетический обмен. Для этого:

а) напишите схему процесса, поддерживающего температуру тела человека;

б) назовите механизм действия тироксина на этот процесс;

в) укажите, как изменится коэффициент Р/О при повышении синтеза этого гормона.

3. Антикоагулянт непрямого действия дикумарол – структурный аналог витамина К – применяют для профилактики и лечения тромбозов и тромбоэмболий. Это вещество способно к кумуляции – накапливанию в организме в высокой концентрации, при этом оно приобретает свойства разобщителя ЦПЭ. У отдельных больных при применении этого средства резко увеличивалась температура, давление, появлялась одышка, происходила сильная потеря в весе, в некоторых случаях наступал летальный исход.Объясните механизм появления побочных эффектов дикумарола. Для этого:

а) укажите, почему в некоторых случаях у больных повышалась температуры, происходила резкая потеря веса;

б) напишите схему ЦПЭ;

в) объясните механизм окислительного фосфорилирования;

г) укажите, как изменится коэффициент P/O у данных больных;

д) какие ещё вещества обладают свойствами разобщителя ЦПЭ? Поясните механизм их действия.

4. Пульпа является биологическим барьером, защищающим зубную полость и периодонт от инфекции, выполняет трофическую функцию и характеризуется повышенной активностью окислительно-восстановительных процессов и высоким потреблением кислорода. Важную роль в метаболизме пульпы играет аскорбиновая кислота (витамин С). Объясните механизм стимулирующего действия витамина, для этого:

а) напишите схему процесса, который обеспечивает дегидрирование NADH и активацию окислительно-восстановительных реакций;

б) назовите фермент, на который действует витамин;

в) предположите, что произойдет при недостатке аскорбиновой кислоты

5. В косточках горького миндаля, вишен и диких абрикос содержится цианогликозид амигдалин, который при длительном хранении фруктовых консервов переходит в сироп. В кишечнике амигдалин расщепляется бактериями с выделением синильной кислоты HCN, которая быстро всасываются. отравление такими консервами сопровождается головной болью, острой резью в животе, потерей сознания и ярко-розовой окраской кожных покровов. Объясните механизм токсического действия амигдалина, для этого:

а) назовите процесс, который подавляет НСN, напишите его схему;

б) укажите, на какой компонент этого процесса действует цианид;

в) предположите, как изменится коэффициент Р/О в его присутствии.

6. В годы первой мировой войны на заводах в странах западной Европы, где для производства взрывчатых веществ использовали 2,4-динитрофенол (2,4 ДНФ), среди рабочих наблюдались случаи тяжёлого заболевания, сопровождающегося высоким подъёмом температуры, часто со смертельным исходом.

Чем объяснить токсическое действие 2,4-динитрофенола? Для ответа на вопрос:

а) представьте схему процесса, который нарушается при отравлении 2,4 ДНФ;

б) объясните повышение температуры у пострадавших;

в) назовите причину смерти при действии такого типа веществ.

7. Пациенту, обратившемуся с жалобами на мышечную боль, вызванную чрезмерной физической нагрузкой, врач порекомендовал использовать разогревающую мазь, один из лечебных эффектов которой основан на присутствии разобщителей. Объясните каков механизм действия данного препарата для этого представьте схему процесса, который нарушает и ответьте на следующие вопросы:

а) какова химическая природа разобщителей?

б) в разобщении каких процессов участвуют эти химические вещества?

в) почему лекарство, содержащее такое вещество, используют в качестве разогревающего?

8. Гистотоксическая гипоксия – форма кислородной недостаточности, возникающая вследствие нарушения функции ферментных систем, катализирующих процесс биологического окисления в тканях. Такие нарушения возникают при повреждении фермента цитохромоксидазы. За счет каких особенностей строения обусловлено действие данного фермента? Для решения задачи:

а) приведите схему цепи переноса электронов и обоснуйте название фермента;

б) напишите, к какому классу относится данный фермент;

в) укажите, какое соединение является конечным акцептором электронов в ЦПЭ;

г) назовите ингибиторы цитохромоксидазы;

д) опишите отличия цитохромоксидазы от других компонентов ЦПЭ.

2012 год

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

ЗАНЯТИЕ 2

1. При сердечной недостаточности назначают инъекции препарата кокарбоксилазы, содержащего тиаминдифосфат (ТДФ). Объясните механизм его терапевтического действия, для этого:

а) укажите, в чем заключается функция ТДФ;

б) напишите схемы реакций, которые происходят с его участием, назовите ферменты и коферменты;

в) назовите процесс, который ускоряется в клетках миокарда при введении этого препарата и его физиологическое значение.

2. При патологии пародонта для улучшения энергетического обмена тканей назначают препарат ниацин, содержащий витамин РР. Объясните целесообразность этого назначения, для этого:

а) назовите производные витамина РР, которые образуются в организме и, укажите их биологическую роль;

б) приведите примеры реакций с участием этих производных;

в) объясните значение этих реакций для клеток.

3. В твердых тканях зуба содержится большое количество цитрата в виде нерастворимых солей Са²⁺. Объясните, нарушение скорости какого процесса может снизить количество цитрата и повлиять на ремоделирование костной ткани и тканей зуба. Для этого:

а) напишите реакцию синтеза цитрата, назовите фермент;

б) назовите процесс, частью которого является эта реакция;

в) напишите схему этого процесса.

4. Фермент биотинидаза разрушает ковалентную связь биотина с белками и освобождает его. Свободный биотин (витамин Н) может участвовать в работе биотин-зависимых ферментов. При наследственной недостаточности биотинидазы развиваются симптомы, характерные для гиповитаминоза Н: гипоэнергетическое состояние, утомляемость, боли в мышцах, судорожные припадки, анемия, дерматит, выпадение волос. Объясните причины развития гипоэнергетичского состояния у таких больных, для этого:

а) назовите, в чем заключается роль биотина в организме;

б) напишите реакцию, в которой участвует биотин;

в) укажите значение этой реакции для организма.

5. Лекарственный препарат убинон (кофермент Q) используется в качестве антиоксиданта, оказывающего антигипоксическое действие. Применяется при лечении ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда для повышения толерантности к физическим нагрузкам. Часто назначается спортсменам для восстановления работоспособности и поддержания энергетики тканей. Объясните механизм действия этого препарата, для этого:

а) напишите схему метаболического пути, обеспечивающего работающие мышцы энергией АТФ;

б) на схеме покажите реакции, скорость которых зависит от поступления кислорода;

в) назовите процесс, в котором участвует убихинон и укажите, как изменится скорость этого процесса при гипоксии.

7. Если к суспензии митохондрий, использующих в качестве единственного субстрата дыхания пировиноградную кислоту (пируват), добавить малоновую кислоту (малонат), то поглощение кислорода митохондриями резко снизится; в то же время увеличится концентрация одного из метаболитов цитратного цикла.

Какой метаболит ЦТК накапливается? Для ответа на вопрос задачи:

а) представьте схему процесса окисления пирувата до СО₂ и Н₂О, назовите ферменты, коферменты, рассчитайте энергетический выход;

б) опишите механизм действия малоната на один из ферментов этого процесса;

в) объясните, почему в условиях эксперимента потребление кислорода снижается.

8. В инкубационную среду с изолированными митохондриями добавили АДФ. Как это повлияет на скорость поглощения кислорода митохондриями? Для ответа на вопрос::

а) представьте схему процесса, скорость которого регулируется соотношением АТФ/АДФ;

б) укажите на схеме регуляторные ферменты, их активаторы и ингибиторы, механизм регуляции;

в) объясните, почему добавление АДФ в инкубационную среду приведет к изменению поглощения О₂ митохондриями.

9. У пациента выявлен генетический дефект пируваткарбоксилазы. К каким последствиям может привести нарушение структуры этого фермента? Для ответа на вопрос задачи:

а) напишите реакцию, которую катализирует этот фермент, назовите кофермент;

б) представьте схему процесса, в котором участвует продукт этой реакции;

в) объясните энергетическое значение этого процесса, проведя соответствующие расчеты

10. При преобладании в пище очищенных круп или хлеба, приготовленного из муки высшего сорта может возникнуть гиповитаминоз В₁. Объясните, какую роль играет витамин В₁ в организме. Для этого:

а) назовите кофермент в состав которого входит витамин В₁ и ферменты, для функционирования которых требуется этот кофермент;

б) напишите процесс, в котором участвуют эти ферменты и объясните как изменится скорость процесса при недостатке В₁.