БХ-методичка

1. Практическое изучение 1.1. Количественное определение пентоз в метода определения пентоз в сыворотке в крови.

крови.

2.

Пентозофосфатный

путь

2.1.

Биологическое

значение

и

особенности

(ПФП) обмена глюкозы.

функционирования

пентозофосфатного

пути

в

разных тканях.

2.2.

Последовательность

ферментативых

реакций ПФП:

а) окислительная стадия;

б) стадия изомерных превращений.

2.3.

Нарушение пентозофосфатного

пути

обмена глюкозы в эритроцитах: энзимопатия

глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.

3.

Глюкуронатный

путь

3.1.

Объясните

биологическую

роль

обмена глюкозы.

глюкуpонатного

пути

окисления

глюкозы;

на

конкретных примерах объясните его структурную

роль и роль в обезвреживании токсических

веществ.

3.2. Hапишите

строение глюкуpоновой кислоты,

УДФ-глюкуpоновой

кислоты,

гексозамина

(глюкозамина или галактозамина).

4. Метаболизм фруктозы.

4.1.

Метаболический

путь и

ферментативные

реакции

превращения

фруктозы

в

организме

человека.

4.2. Наследственные энзимопатии, связанные с

генетическими

дефектами

синтеза

ферментов

метаболизма

фруктозы

–

непереносимость

фруктозы (фруктоземия).

5. Метаболизм галактозы.

5.1.

Метаболический

путь и

ферментативные

реакции

превращения

галактозы

в

организме

человека.

5.2. Наследственные энзимопатии, связанные с

генетическими

дефектами

синтеза

ферментов

метаболизма галактозы – галактоземия.

Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов:

1.Построить схемы метаболических путей обмена углеводов.

2.Оценивать состояние углеводного обмена по биохимическим показателям при патологических процессах.

3.Клиническое значение галактозной пробы.

Алгоритм лабораторной работы.

1. Количественное определение пентоз в крови.

Принцип метода: метод базируется на цветной реакции между пентозой (рибозой или дезоксирибозой) и орцином в кислой среде в присутствии Fe3+. При их взаимодействии образуется комплекс зеленого цвета. Интенсивность окраски зависит от количества пентоз.

Ход работы:

В пробирку к 0,5 мл исследуемых растворов добавить 0,5 мл 1% оpцина (приготовленного на 0,1% растворе FeCl3 в концентрированной HCl). Одновременно

31

поставить стандарт: взять 0,5 мл раствора пентозы известной концентрации и добавить 0,5 мл орцинового реактива.

Пробирки поместить в кипящую водяную баню на 40 минут. Потом вытянуть, прибавить по 5 мл воды; перемешать содержание пробирок и определить оптическую плотность растворов на ФЭК в кювете на 5 мм при красном светофильтре (λ = 665 нм).

По величинами оптической плотности стандарта и исследуемого раствора составить пропорцию и рассчитать содержание пентоз.

Внорме концентрация пентоз: в крови – меньше 133 мкмоль/л (2мг%),

вмоче – в среднем около 250 мг/сут.

2.Выявление фруктозы реакцией Селиванова.

Принцип метода: при нагревании раствора фруктозы с концентрированной соляной кислотой образуется оксиметилфурфурол, который с резорцином дает продукт конденсации, окрашенный в интенсивный вишнево-красный цвет.

Ход работы: в пробирку помещают 2-3 капли 1% раствора фруктозы, 4-5 капель реактива Селиванова (0,05 г резорцина растворяют в 100 мл разведенной соляной кислоты 1:1). Нагревают и наблюдают за изменением окраски раствора.

Тема 16. Исследование катаболизма и биосинтеза гликогена. Регуляция обмена гликогена.

Актуальность темы.

Знание врачом биохимических механизмов синтеза и распада гликогена, как процессов регулирующих концентрацию глюкозы в крови, имеет важное значение для оценки состояния углеводного обмена, понимания патогенеза отдельных наследственных и ненаследственных заболеваний и их диагностики.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Выучить и написать схемы биохимических процессов синтеза и распада гликогена, их регуляция и значение в патогенезе гликогенозов и агликогенозов.

Конкретные цели:

1.Трактовать функциональные особенности и биологическое значение синтеза и распада гликогена в тканях.

2.Объяснять молекулярно-биологические основы наследственных энзимопатий связанных с обменом гликогена.

Исходный уровень знаний-умений: уметь писать структуру мономеров и определять типы связей в молекулах наиболее распространенных гомо- и гетерополисахаридов.

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами учебной литературы при подготовке к занятию.

Содержание		и	Указания к учебным действиям
последовательность действий
1.	Практическое	изучение	1.1. Выявление гликогена в печени.
выявления гликогена в печени.
2.	Синтез гликогена и его		2.1. Структура гликогена и его
нарушения.			биологическая роль.

32

2.2.Объясните механизмы биосинтеза гликогена (реакции, ферменты).

2.3.Генетические нарушения ферментных систем синтеза гликогена, характеристика наиболее распространенных агликогенозов.

3.	Катаболизм	гликогена.	3.1.		Объясните		биохимические
Регуляция обмена гликогена.			механизмы		распада гликогена			в печени и
			мышцах:		реакции,			ферменты,
			биологическая роль. Чем отличается распад
			гликогена в печени и мышцах?
			3.2.	Гормональная			регуляция		обмена
			гликогена: каскадный механизм ц-АМФ-
			зависимой		регуляции			активности
			гликогенфосфорилазы				и		гликоген-
			синтетазы.
			3.3. Генетические			нарушения			процесса
			распада гликогена (гликогенозы).
4.	Метаболизм	углеводных	4.1.	Биосинтез О-			и N-	связанных
компонентов гликоконъюгатов.			гликопротеинов;						значение
			гликозилтрансфераз и долихолфосфата.
			4.2. Биосинтез гликолипидов на примере
			образования олигосахаридных фрагментов
			детерминант групп крови человека системы
			АВ0.		Ферменты		катаболизма
			гликоконъюгатов. Генетические					нарушения
			метаболизма гликоконъюгатов (ревматизм,
			гликозидозы,			мукополисахаридозы,
			гликолипидозы).

Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.

Создание схемы в электронном варианте: “Регуляция процессов синтеза и распада гликогена”.

Алгоритм лабораторной работы.

Задание 1. Изучение распада и биосинтеза гликогена в печени.

Принцип работы. Наиболее активно распад и биосинтез гликогена проходит в печени. Гликоген образует с йодом окрашенные соединения: окраска от ярко-красного до красно-бурого возникает в результате образования неустойчивого адсорбционного соединения гликогена с йодом.

Ход работы:

0,5 г печени размещают в фосфорной чашке, добавляют 5 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят 3 минуты. Ткань печени растирают в фосфорной ступке, добавляют 2 мл воды, 5 капель уксусной кислоты и кипятят 10 минут. Осадок белков фильтруют. Образованный гидролизат исследуют.

Задание 2. Выявление гликогена в печени животных при нормальном рациональном питании и в состоянии голода.

Принцип метода. Качественной реакцией на гликоген печени является реакция на ранее подготовленный гидролизат.

Ход работы:

К 0,5 мл гидролизата печени добавляют 3 капли раствора йода. При наличии в печени гликогена раствор будет иметь характерный красный цвет.

33

Результаты опыта заносить в таблицу:

	Исследуемая печень	Качественная реакция на гликоген
1.	Животных при рациональном
питании.
2.	Животных в состоянии голода.
Сделать выводы.

Тема 17. Глюконеогенез.

Актуальность темы.

Главным источником глюкозы как метаболического топлива для организма является ее поступление с пищевыми продуктами. Существуют метаболические пути, которые обеспечивают организм глюкозой за счет ее синтеза из неуглеводных биомолекул (пирувата, лактата, гликогенных аминокислот, глицерола).

Биосинтез глюкозы обеспечивает ее нормальную концентрацию в условиях сниженного поступления моносахаридов и исчерпания главного аккумулированного источника глюкозы – гликогена печени. Глюконеогенез играет главную адаптационную роль при стресс-синдроме.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Уметь использовать знание о процессах глюконеогенеза при изучении клинических дисциплин и для объяснения нарушений обмена веществ при заболеваниях (сахарный диабет, болезнь Иценко-Кушинга и другие). Уметь использовать показатели углеводного обмена для оценки состояния больных, выбора метода лечения.

Конкретные цели:

1.Трактовать функциональные особенности и биологическое значение биосинтеза глюкозы – глюконеогенеза.

2.Анализировать изменения уровня глюкозы крови, механизм ее гормональной регуляции (инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол, АКТГ).

Исходный уровень знаний-умений: уметь писать химическое строение гликогенных аминокислот, глицерола, пирувата, лактата. Уметь писать химизм реакций гликолиза.

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами учебной литературы при подготовке к занятию.

Содержание		и	Указания к учебным действиям
последовательность действий
1.	Практическое	изучение	1.1. Определение глюкозы в сыворотке
процесса глюконеогенеза.			крови натощак.
2.	Теоретическое	изучение	2.1.	Какой	процесс	называется
процесса глюконеогенеза.			„глюконеогенез”? В каких тканях он активно
			проходит?
			2.2.	Физиологичное			значение
			глюконеогенеза.
			2.3.	Метаболический			путь
			глюконеогенеза;		необратимые		реакции
			гликолиза,	реакции и ферменты, что

34

позволяют их обойти.

2.4.Компартментализация превращение пирувата в фосфоэнолпируват.

2.5.Субстраты глюконеогенеза. Лактат и аланин как субстраты глюконеогенеза.

2.6. Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори).

2.7.Глюкозо-аланиновый цикл.

2.8. Метаболическая и гормональная регуляция глюконеогенеза. Регуляторные ферменты. Болезнь Иценко-Кушинга (стероидный диабет).

Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.

1.Создать схему регуляции обмена глюкозы.

2.Подготовить реферативное сообщение на тему: „Особенности углеводного обмена при условиях болезни Иценко-Кушинга”.

Алгоритм лабораторной работы.

Количественное определение глюкозы в крови натощак.

Принцип метода: глюкоза при взаимодействии с ортотолуидином образует продукт сине-зеленого цвета. Интенсивность окраски прямопропорциональна количеству глюкозы.

Внорме концетрация глюкозы крови:

3,3 – 5,5 ммоль/л.

Ход работы.

Всухую пробирку вносят 2,0 мл ортотолуидинового реактива (отмеряют центрифужной мерной пробиркой) и добавляют к нему микропипеткой фильтрат крови

–0,2 мл (фильтрат получают путем смешивания 0,2 мл крови с 1,8 мл 3% раствора трихлоруксусной кислоты со следующим фильтрованием).

Вдругую сухую пробирку вносят 2,0 мл ортотолуидинового реактива и 0,2 мл стандартного раствора глюкозы (4,5 ммоль/л).

Пробирки помещают на 8 минут в кипящую водяную баню; потом охлаждают и содержание пробирок фотометрируют на ФЭК в 5 мм кювете при красном светофильтре (длина волны = 620 нм).

По величинам экстинкций рассчитывают концентрацию глюкозы в крови.

Пример расчета: экстинкция фильтрата - 0,28 экстинкция стандарта - 0,25

концентрация глюкозы в фильтрате - Х концентрация глюкозы в стандарте – 4,5 ммоль/л

4,5 ммоль/л - 0,25

Х - 0,28

4,5 0,28

	Х =		= 5,0 ммоль/л
		0,25

35

Тема 18. Исследование механизмов метаболической и гормональной регуляции обмена углеводов.

Актуальность темы.

Регуляция обмена углеводов, на всех этапах их синтеза и распада, обеспечивается нейрогуморальным путем. Инсулин, модифицируя разные пути метаболизма углеводов, уменьшает уровень глюкозы в крови. Соматотропный, адренокортикотропный, тиреотропный гормоны, тироксин, адреналин, глюкокортикоиды и глюкагон вызывают гипергликемию.

В то же время, углеводный обмен регулируется разными факторами, которые влияют на активность ферментов концентрацией: субстратов, метаболитов, коферментов, наличием или отсутствием кислорода.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Знать интеграцию всех этапов обмена углеводов и контроль содержания глюкозы в крови, что достигается путем тесного взаимодействия нейрогенных и гуморальных факторов, главными среди которых являются гормоны, которые осуществляют гипо- и гипергликемическое влияние.

Наиболее распространенным заболеванием основу которого составляет абсолютная или относительная инсулиновая недостаточность, является сахарный диабет. Каждый будущий врач должен хорошо усвоить механизмы гормональной регуляции обмена углеводов, так как данные знания объясняют биохимическую и клиническую диагностику, а также подходы к лечению патологических изменений обмена углеводов.

Конкретные цели:

1.Анализировать изменения уровня глюкозы крови, механизм ее гормональной регуляции (инсулин, глюкагон, адреналин), патологические проявления нарушений обмена глюкозы, сахарный диабет, голодание.

Исходный уровень знаний-умений.

Уметь писать формулы моно- и дисахаридов (биоорганическая химия). Знать эндокринные железы, которые принимают участие в регуляции обмена углеводов (биология, гистология).

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами учебной литературы при подготовке к занятию.

Содержание			и	Указания к учебным действиям
последовательность действий
1.	Практическое		изучение	1.1. Принцип метода глюкозотолерантного
глюкозотолерантного теста.				теста.
2.	Гормоны-регуляторы			2.1.	Механизмы	гипогликемического
обмена	глюкозы,	эффекты		иэффекта инсулина.
механизмы влияния		на	уровень	2.2. Механизм влияния на углеводный
глюкозы.				обмен	глюкагона,		адреналина,
				глюкокортикоидов.
3. Глюкоземия:		нормальное		3.1. Нормогликемия: механизмы ее
состояние и его нарушение.				поддержки.
				3.2.	Гипогликемия:		причины
				возникновения и последствия для организма.
				3.3. Гипергликемия – причины и
				осложнения.

36

4.	Сахарный	диабет:	4.1.	Клинико-биохимическая
инсулинзависимый тип I			ихарактеристика.
инсулиннезависимый тип ІІ.			4.2. Диагностические критерии сахарного
			диабета:
			а) глюкозотолерантный тест;
			б) двойная сахарная нагрузка.
			в) гликозилированный Нb А1С.

Индивидуальная самостоятельная работа студента:

Подготовить реферативный доклад: “Метаболические изменения и осложнения при сахарном диабете”.

Алгоритм лабораторной работы.

Оральный глюкозотолерантный тест.

Принцип метода: утром натощак определяют концентрацию глюкозы в крови, взятой из пальца. После этого пациенту дают выпить раствор глюкозы из расчета 1 г глюкозы на 1 кг веса тела. А затем, на протяжении 3-х часов, у него через каждый час берут кровь и определяют в ней концентрцию глюкозы ортотолуидиновым методом (см. предыдущее занятие).

По найденным величинам строят сахарную кривую: по горизонтали откладывают время в часах, а по вертикали – концентрацию глюкозы в крови.

В норме в крови здорового человека:

1)Максимальное повышение уровня глюкозы наблюдается через 1 час после сахарной нагрузки; но не превышает “почечный порог”.

2)ко второму часу уровень глюкозы в крови снижается ниже начального уровня.

3)к третьему часу концентрация глюкозы в крови возвращается к норме.

С, ммоль/л

12,0

10,0

8,0

6,0

2

4,0 1

2,0

1

2

3

час

1 - сахарная кривая в норме;

2 - сахарная кривая при скрытом сахарном диабете.

37

Тема 19. Исследование катаболизма и биосинтеза триацилглицеролов. Установление молекулярных механизмов регуляции липолиза.

Актуальность темы.

Липиды в организме человека выполняют энергетическую, депонирующую, регуляторную и структурную функции, принимают участие в построении и функционировании биологических мембран клеток. Знания патохимии липидного обмена необходимы для понимания патогенеза наиболее распространенных заболеваний человека (атеросклероз, ожирение, стеатогепатит и др.)

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Уметь использовать знания о мобилизации жира из жировых депо, окислении липидов в тканях в клинике с целью объяснения патогенеза ряда заболеваний (отдельных эндокринных заболеваний, ожирения, наследственных болезней).

Конкретные цели:

1.Трактовать биохимические функции простых и сложных липидов в организме: участие в построении и функционировании биологических мембран клеток, запасная энергетическая функции, использование в качестве предшественников в биосинтезе биологически активных соединений липидной природы.

2.Трактовать биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма липидов: катаболизм и биосинтез триацилглицеролов, фосфолипидов, гормональная регуляция липолиза.

Исходный уровень знаний-умений.

1.Знать классификацию липидов.

2.Писать формулы глицерола, жирных кислот, триацилглицеролов, фосфолипидов.

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами учебной литературы при подготовке к занятию.

	Содержание и		Указания к учебным действиям
последовательность действий
1. Практическое		значение	1.1.	Определение		содержания		общих
определения общих		липидов в	липидов в сыворотке крови за методом
сыворотке крови.			Кункеля.
2. Пути метаболизма простых			2.1.	Биологические			функции	главных
липидов	(триацилглицеролов).		классов		липидов:		энергетическая,
Механизмы регуляции.			структурная, регуляторная.
			2.2.	Катаболизм		триацилглицеролов в
			адипоцитах			жировой		ткани:
			последовательность			реакции, механизмы
			регуляции активности триглицеридлипазы.
			2.3. Нейрогуморальная регуляция липолиза
			с участием адреналина, норадреналина,
			глюкагона и инсулина.
			2.4. Окисление глицерола: ферментативные
			реакции, биоэнергетика.
			2.5. Биосинтез триацилглицеролов.
			2.6. Адипоциты жировой ткани и их роль в
			обмене		липидов	и	биоэнергетических
			процессах в организме.

38

2.7. Патохимия ожирения.

Индивидуальная самостоятельная работа студента:

1.Подготовить реферат на тему «Ожирения».

2.Создать схему гормональной регуляции липолиза.

Самостоятельная работа студента:

1.Построить схему и написать химические реакции катаболизма триацилглицеролов.

2.Построить схему и написать химические реакции окисления глицерола.

3.Построить схему и написать химические реакции биосинтеза триацилглицеролов.

4.Построить схему и написать химические реакции биосинтеза фосфоглицеридов.

5.Объяснить молекулярные механизмы регуляции обмена липидов.

Алгоритм лабораторной работы

Количественное определение липидов по методу Кункеля.

Принцип метода: водорастворимые комплексы липидов сыворотки крови при взаимодействии с водонасыщенным фенолом разрушаются с образованием свободных липидов. Вследствие этого сыворотка мутнеет; интенсивность помутнения зависит от количества липидов в сыворотке.

Ход работы.

К 1,6 мл реактиву Кункеля (водонасыщенного фенола) добавляют 0,2 мл исследуемой сыворотки, перемешивают, через 30 мин колориметрируют на ФЭК в кювете 3 мм с бесцветным светофильтром. (При очень большой мутности смесь разводят реактивом Кункеля в 2 раза и колориметрируют. Результат умножают на 2).

Расчет: величину экстинкции умножают на 100.

Hоpма составляет 35 - 45 единиц оптической плотности.

Норма концентрации общих липидов в сыворотке крови 4 – 8 г/л.

Кровь для анализа всех показателей обмена липидов берут через 12 часов после приема пищи (натощак).

Клиническое значение анализа: у больных сахарным диабетом, липоидным нефрозом, острым или хроническим нефритом, атеросклерозом и некоторыми другими заболеваниями наблюдается выраженная гипеpлипидэмия. Часто она наблюдается при гиповитаминозах, ИБС, панкреатите, злоупотреблении алкоголем.

Тема 20. Транспортные формы липидов.

Актуальность темы.

Количественное определение β- и пре-β-липопротеидов имеет большое значение для диагностики атеросклероза, ишемической болезни сердца (ИБС), ожирения, хронических заболеваниях печени, так как позволяет выявить повреждение паренхимы печени.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Уметь применять знание переваривания, всасывания и транспорта липидов кровью в клинике для объяснения этиологии и патогенеза некоторых заболеваний.

39

Уметь применять пробу Бурштейна для оценки состояния больных с заболеваниями печени, ИБС, атеросклерозом и др.

Конкретные цели:

1.Трактовать количественные изменения липопротеинов для диагностики атеросклероза, ИБС, хронических заболеваний печени.

2.Уметь количественно определить липопротеиды крови по Бурштейну.

Исходный уровень знаний-умений.

Уметь писать реакцию ферментативного гидролиза жира.

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами учебной литературы при подготовке к занятию.

Содержание		и	Указания к учебным действиям
последовательность действий
1.	Практическое	изучение	1.1.		Уметь	определять			липопротеиды
метода	определения	ЛПНП и	крови по методу Бурштейна.
ЛПОНП за Бурштейном.
2. Особенности образования			2.1.		Назвать классы				липопротеинов
и транспорта липидов кровью.			плазмы крови, их значения.
			2.2.	Охарактеризовать				качественный		и
			количественный			состав			липопротеинов
			плазмы крови.
			2.2.1.		Классы		апопротеинов,			их
			биологическая роль.
			2.3.	Образование			транспортных форм
			липопротеинов крови.
			2.4.		Количественные			и	качественные
			изменения липопротеинов крови при их
			циркуляции в крови и клетках.
			2.5.			Клинико-биохимическая
			характеристика			первичных			и вторичных
			липопротеинэмий по классификации ВОЗ.
			2.6.		Принципы				лабораторной
			диагностики дислипопротеинэмий.

Индивидуальная самостоятельная работа студента:

Подготовить реферативное сообщение на тему: «Нарушение обмена липидов при разных типах гиперлипопротеинэмий».

Алгоритм лабораторной работы.

Количественное определение β-липопротеинов в сыворотке крови по Бурштейну. Принцип метода: При взаимодействии липопротеинов с хлоридом кальция и

гепаpином нарушается коллоидная стойкость белков сыворотки крови, в результате чего увеличивается степень ее помутнения.

Ход работы.

В пробирку вносят 2 мл раствора CaCl2 и 0,2 мл исследуемой сыворотки. Перемешивают и определяют оптическую плотность смеси (Е1) на ФЭК в 5 мм кювете при красном светофильтре (λ = 630 нм). Смесь переливают опять в пробирку, добавляют микропипеткой 0,04 мл раствора гепаpина, перемешивают. Ровно через 4 минуты опять определяют оптическую плотность смеси (Е2) при тех же условиях.

Расчет:

40