БХ-методичка

Стероидные гормоны (кортикостероиды и половые гормоны) играют важную роль в регуляции всех видов обмена веществ и поддержке гомеостаза. Кортикостероиды отмечаются широким спектром биологического действия и играют особенную роль в реализации механизмов адаптации. Половые гормоны влияют на высшую нервную деятельность, рост и развитие организма, определяют половое дифференцирование и репродуктивную функцию. Стероидные гормоны широко применяют в клинической практике для терапии эндокринных заболеваний, а также для коррекции метаболизма при многих неэндокpинных заболеваниях. В связи с этим знания биохимии стероидных гормонов и обоснования принципов их лечебного применения очень необходимы для практической деятельности врача.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Уметь использовать знания биохимии гормонов для понимания патогенеза гипеp- и гипофункции коры надпочечников и половых желез (гипеpкоpтикостеpоидизм, болезнь Иценко-Кушинга, болезнь Аддисона, синдром Конна). Уметь применять знание биохимии гормонов для объяснения этиологии и патогенеза заболеваний гипофизаpно-надпочечниковой системы, а также коpтикостеpоидной терапии неэндокpинных заболеваний. Уметь качественно определять содержание 17кетостероидов, уметь писать химическое строение некоторых кортикостероидов и половых гормонов (гидрокортизон, альдостерон, эстpадиол, тестостеpон).

Конкретные цели:

1.Анализировать изменения обмена веществ и биохимических показателей, которые характеризуют обмен углеводов, белков и липидов при патологии коркового слоя надпочечных желез, гипоталамо-гипофизарной системы, гонад и обобщать прогностическую оценку этих нарушений.

2.Трактовать молекулярные механизмы прямого регуляторного действия на геном клеток-мишеней гормонов стероидной природы.

3.Проанализировать возможные аспекты использования стероидных гормонов в клинике.

Исходный уровень знаний-умений: знать строение холестерола как предшественника в биосинтезе стероидных соединений. Уметь использовать знание по гистологии корокового вещества надпочечных желез и гонад, назвать гормоны которые они продуцируют.

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 17-кетостероидов в
качественной реакции на 17-			биологическом материале (моча).
кетостероиды.
2.	Химическая	природа и	2.1. Стероидные гормоны: строение,
механизм действия		стероидных	номенклатура,		классификация.		Схема
гормонов на клетки-мишени.			образования		стероидных	гормонов		из
			холестерола.
			2.2. Последовательность			процессов		в
			реализации		молекулярно-клеточных
			механизмов действия стероидных гормонов.
			Строение	и	свойства	цитозольних
			рецепторов для стероидов.

71

					2.3.	Молекулярная				организация
					регуляторных		сайтов			ДНК,	которые
					взаимодействуют				с	гормональными
					рецепторами.
3.	Механизм		действия		3.1.	Взаимосвязь				коpтикотpопина,
глюкокортикоидов				и	фоллитpопина, лютpопина, пролактина с
минералокортикоидов			на	обмен	гормонами надпочечников и половых желез.
веществ.					3.2.		Механизм				действия
					глюкокортикоидов			и	минералокортикоидов
					на углеводный, липидный, белковый и
					водно-солевой						обмены.
					Противовоспалительные						и
					иммунодепресивные						свойства
					глюкокортикоидов.
4. Гипеp- и гипофункция					4.1. Объясните нарушение углеводного,
коркового слоя надпочечников					белкового,		липидного,			водно-солевого
					обменов при гиперкортицизме, болезни
					Иценко-Кушинга.
					4.2.	Объясните			нарушение обмена
					веществ при болезни Аддисона.
					4.3.	Причины			и	последствия
					гиперальдостеронизма (синдром Конна).
					4.4.	Биоpитмические					изменения
					секреции гормонов коры надпочечников,
					концентрации гормонов в крови и экскреции
					с мочой.
5. Половые гормоны.					5.1.	Физиологичные и				биохимические
					эффекты женских			половых гормонов, связь
					с фазами менструального цикла.
					5.2. Влияние мужских половых гормонов
					на метаболизм.
					5.3. Гипо- и гиперфункция половых
					желез, изменения метаболизма при них.
6.	Гормоны			коры	6.1.	Изменения			синтеза		стероидных
надпочечниковых		желез		при	гормонов и их влияние на адаптивные и
стpессоpных реакциях.					метаболические			процессы в			условиях
					стресса.
7.	Методы	биохимической			7.1.	Биохимическая				диагностика
диагностики функции			коркового		заболеваний коркового слоя надпочечников
слоя	надпочечников		и половых		и половых желез.
желез.					7.2.	Применение			кортикостероидов в
					медицине.
					7.3. Клиническое применение аналогов и
					антагонистов гормонов половых желез.

Индивидуальная самостоятельная работа студентов по выбору

1.Обзор научной литературы по теме: ”Гипоталамо-гипофизарна-надпочечниковая система в развитии стрессорных реакций и стрессорных повреждений клеток.

2.Создать схему в электронном варианте: ”Молекулярные основы механизма действия стероидных гормонов на клетки-мишени”.

Алгоритм лабораторной работы.

72

Качественная реакция на 17-кетостероиды.

Принцип метода: 17-кетостероиды с m-динитpобензолом в щелочной среде образуют продукты конденсации фиолетово-розовой расцветки с максимумом поглощения 530 нм.

Ход работы. К 5 кап. мочи добавляют 10 кап. раствора m-динитpобензола. Наблюдают появление фиолетово-розового цвета. Интенсивность расцветки

пропорциональна содержанию 17-кетостероидов.

Суточная экскреция с мочой 17-КС у мужчин - 8,5-12,3 мг/сут;

уженщин – 6,5-17,4 мг/сут;

удетей 4-7 лет – 0,8-2,6 мг/сут;

12-15 лет – 5,0-11,3 мг/сут.

Тема 9. Исследование роли тиреоидных гормонов и биогенных аминов в регуляции метаболических процессов.

Актуальность темы.

Заболевания щитовидной железы встречаются достаточно часто среди других форм эндокринной патологии, осложняют течение различных заболеваний и при тяжелых дисфункциях железы приводят к расстройствам нервной, сердечнососудистой и других систем (“тиреотоксическое сердце”, “тиреотоксическая печень”). Йоддефицитные заболевания относятся к наиболее распространенным неинфекционным заболеваниям человечества. Знания биохимии гормонов щитовидной железы необходимы для понимания молекулярных основ ее патологии, диагностики, прогноза и профилактики.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Уметь использовать знание биохимии гормонов щитовидной железы для анализа их гипер- и гипофункции.

Конкретные цели:

1.Анализировать изменения обмена веществ и биохимических показателей, которые характеризуют обмен углеводов, белков и липидов при нарушениях функционирования щитовидной железы и обобщать прогностическую оценку этих нарушений.

2.Объяснять биохимические механизмы возникновения и развития патологических процессов и типичных проявлений нарушений работы щитовидной железы.

Исходный уровень знаний-умений.

1.Уметь писать формулы аминокислот.

2.Знать анатомию эндокринных желез и перечень гормонов, которые они синтезируют (кафедра анатомии и гистологии).

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. Выпишите в тетрадь протоколов
методов	качественного		опытов алгоритм лабораторной работы.
определения	тироксина	в	1.2. Ознакомиться с	гормональными
гидролизате тиреоидина.			препаратами, которые	применяются в

73

				клинической практике.
2.	Практическое		изучение	2.1.	Выпишите в тетрадь					протоколов
методов		качественного		алгоритм лабораторной работы.
определения катехоламинов.
3.	Гормоны	щитовидной		3.1. Структура и биосинтез тиреоидных
железы (Т3, Т4).				гормонов.		Написать		их		структурные
				формулы.		Объяснить			молекулярно-
				клеточные			механизмы			действия
				тиреоидных гормонов.
				3.2. Биологические эффекты Т3 и Т4.
				3.3. Патология щитовидной железы,
				особенности		нарушений		метаболических
				процессов в условиях гипер- и гипотиреоза.
4.	Биогенные		амины с	4.1.	Катехоламины					(адреналин,
гормональными			и	норадреналин,			дофамин):			строение,
медиаторными свойствами.				биосинтез,		физиологичные				эффекты,
				биохимические механизмы действия.
				4.2.		Индоламины				(серотонин,
				мелатонин):			строение,			биосинтез,
				физиологичные			эффекты,		биохимические
				механизмы действия.
				4.3. Гистамин: строение, биосинтез,
				физиологичные			эффекты,		биохимические
				механизмы действия.
				4.4. Рецепторы биогенных аминов;
				рецепторное			действие		лекарственных
				средств,		антагонисты			гистаминовых
				рецепторов.

Индивидуальная самостоятельная работа студента:

1.Создать схему: «Механизм действия тиреоидных гормонов на клетки-мишени».

2.Подготовить реферативный доклад на тему «Эндемический зоб».

3.Подготовить реферативный доклад «Биохимические основы профилактики заболеваний щитовидной железы»

4.Подготовить реферативный доклад «Адаптивная роль мелатонина».

Алгоритм лабораторной работы.

1. Качественное определение катехоламинов.

Принцип метода: адреналин легко окисляется на воздухе с образованием адpенохpома, в результате чего раствор окрашивается в красный цвет. При взаимодействии с нитритом образуется соединение, которое имеет желтый цвет, с хлорным железом (FeCl3) - зеленый. Реакция с хлорным железом характерна для пиpокатехинового кольца, которое входит в структуру адреналина и норадреналина.

Ход работы.

К 10 кап. раствора адреналина гидрохлорида добавляют 1 кап. раствора

FeCl3.

Наблюдают возникновение зеленой окраски. После добавления 3 капель 10% NaOH образуется соединение вишнево-красной окраски.

2. Определение тиреоидных гормонов.

74

Принцип метода: гормоны щитовидной железы содержат йод. Если их поддать щелочному гидролизу (кипячение с Na2CO3),то выделится йодид калия. При действии на КІ в кислой среде йодатом калия образуется йод.

5KI + KIO + 3H2SO4 → 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O

Свободный йод выявляют с помощью крахмала (синее окрашивание).

Ход работы.

1)Получение гидролизата тиреоидина: к 0,2 г тиpеоидина добавляют 5 мл 10% раствора Na2CO3 . Кипятят 5-10 минут.

2)Определение йода: в пробирку вносят 24 кап. охлажденного гидролизата,

добавляют 3 кап. 1% раствора крахмала, 4 кап. KIO и 10-15 кап. 10% раствора H2SO4 до обесцвечения и образования соединения синего цвета. Свободный йод образует с крахмалом комплексное соединение синего цвета.

Тема 10. Гормоны поджелудочной железы. Гормоны пищеварительного тракта.

Актуальность темы.

5% населения развитых стран болеют сахарным диабетом и приблизительно такое же количество людей предрасположенных к его развитию. Это заболевание занимает одно из первых мест по причине летальности и имеет очень тяжелые последствия. В основе развития сахарного диабета лежит недостаточность инсулина или сниженная резистентность к нему. Инсулин имеет многостороннее действие на обмен веществ, владеет ростстимулирующими эффектами, благодаря инсулиноподобным фактором (ИФР-І; ИФР-ІІ). Α-клетки поджелудочной железы продуцируют глюкагон, который нормализует концентрацию глюкозы и свободных жирных кислот в плазме крови путем активации гликогенолиза и липолиза.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Изучить метаболические и физиологические эффекты гормонов поджелудочной железы и системы пищеварения.

Конкретные цели:

1.Трактовать биохимические и физиологичные функции гормонов и биорегуляторов в системе межклеточной интеграции жизнедеятельности организма человека.

2.Анализировать и объяснять соответствие структуры гормонов поджелудочной железы выполняемой функции и механизму действия на клетки-мишени.

3.Анализировать изменения обмена веществ и биохимических показателей, которые характеризуют обмен углеводов, белков и липидов при сахарном диабете и обобщать прогностическую оценку этих нарушений.

4.Трактовать биохимические и физиологичные функции гормонов пищеварительного тракта.

Исходный уровень знаний-умений: знать механизмы действия гормонов на клетки-мишени; знать анатомию и гистологию поджелудочной железы, знать анатомию ЖКТ.

Ориентировочная карта для самостоятельного изучения студентами
	учебной литературы при подготовке к занятию.
Содержание	и	Указания к учебным действиям

75

последовательность действий
1.	Практическое изучение	1.1.		Осаждение			инсулина
химического строения инсулина.		сульфасалициловой			кислотой.		Какая
		химическая природа инсулина? Является
		ли реакция специфической?
2.	Гормоны поджелудочной	2.1. Инсулин – строение, биосинтез и
железы.		секреция.
		2.2. Влияние инсулина на обмен
		углеводов, липидов, аминокислот и белков.
		2.3. Ростстимулирующие					эффекты
		инсулина; факторы роста и онкобелки.
		2.4. Глюкагон – строение, механизм
		действия.
		2.5.	Влияние	глюкагона		на	обмен
		веществ.
3. Сахарный диабет.		3.1. Нарушение обмена веществ при
		сахарном диабете.
		3.2.	Биохимическая			диагностика
		заболеваний поджелудочной железы.
4.	Гормоны	2.2. Гастрин – строение, биологические
пищеварительного тракта		функции.
		2.3.	Холецистокинин		–		строение,
		физиологические эффекты.
		2.4.	Секретин – строение, свойства.

Индивидуальная самостоятельная работа студента:

1.Подготовить реферат на темы: «История открытия химической природы инсулина», «Отдаленные последствия сахарного диабета».

2.Составить схему биосинтеза и секреции инсулина.

Алгоритм лабораторной работы.

Изучение химического строения инсулина реакцией осаждения сульфосалициловой кислотой.

К 0,5 мл исследованных растворов добавить 0,5 мл 20% сульфосалициловой кислоты. Оценить наличие осадка.

Тема 11. Гормональная регуляция гомеостаза кальция.

Актуальность темы.

Кальций выполняет в организме много важных функций:

А) принимает участие в минерализации костей и твердых тканей зубов; Б) является кофактором ферментов;

В) является вторичным посредником в трансдукции гормональных сигналов;

Г) принимает участие в сокращении мыш;
Д) участвует в гемостазе.
Постоянство	кальция в организме регулируется	кальцитропными гормонами
(кальцитонином,	паратгормоном и кальцитриолом).	Нарушение	гормональной

регуляции гомеостаза кальция может приводить к гипокальциемии (сопровождается тетанией, развитием остеопороза) или гиперкальциемии (приводит к гипотонии мышц, нефрокальцинозу).

76

Цель и исходный уровень знаний-умений.

Общая цель.

Уметь оценивать патологические процессы, связанные с нарушением гомеостаза кальция в организме.

Конкретные цели: трактовать механизмы гормональной регуляции гомеостаза кальция: распределение Са2+ в организме, формы кальция в плазме крови человека, роль костной ткани, тонкого кишечника и почек в гомеостазе кальция. Объяснять биохимические механизмы возникновения и развития патологических процессов и типичных проявлений нарушений эндокринной системы организма.

Исходный уровень знаний-умений: знать биологическую роль кальция в организме. Знать механизмы действия гормонов белково-пептидной природы, анатомию щитовидной та паращитовидной желез. Знать строение холестерола и механизм действия стероидных гормонов.

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. Провести качественную реакцию на
качественного		метода	содержание кальция в плазме крови.
определения кальция в плазме
крови.
2.	Регуляция	гомеостаза	2.1. Распределение	Са2+ в организме;
кальция в организме.			молекулярные формы кальция в плазме крови
			человека.
			2.2. Роль костной ткани, тонкого кишечника
			и почек в гомеостазе кальция.
			2.3. Паратгормон – строение, механизм
			гиперкальциемического действия.
			2.4. Кальцитриол: биосинтез, влияние на
			абсорбцию Са2+ и фосфатов в кишечнике.
			2.5. Кальцитонин: строение, влияние на
			обмен кальция и фосфатов.
			2.6. Клинико-биохимическая характеристика
			нарушений кальциевого	гомеостаза (рахит,
			остеопороз).

Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.

Создать схему гормональной регуляции кальция.

Алгоритм лабораторной работы.

Провести качественную реакцию на содержание кальция в плазме крови (реакция с оксалатом аммония).

Ход работы. В три пробирки внести по 1 мл плазмы крови проб. № 1, № 2, № 3. Проба № 1 содержит плазму крови здорового человека. В каждую из пробирок внести по 1 мл насыщенного раствора щавелевокислого аммония (оксалат аммония). Наблюдать за помутнением раствора и выпадением белого осадка щавелевокислого кальция. По степени помутнения раствора и количеству образованного осадка сделать выводы о содержании кальция в пробах, а также о гормональном статусе организма.

77

Тема 12. Физиологически активные эйкозаноиды.

Актуальность темы.

Эйкозаноиды – семейство соединений, предшественниками которых являются эйкозановые (С20) жирные кислоты. К ним относятся простагландины (ПГ), тромбоксаны (ТО) и лейкотриены (ЛТ). Они выполняют роль тканевых гормонов, которым присущи разнообразные биологические эффекты и также находят широкое клиническое применение.

Эйкозаноиды играют существенную роль в воспалительных и аллергических процессах. Аспирин, индометацин и другие НПВС ингибируют активность циклоксигеназы и применяются как противовоспалительные препараты.

Простагландины используют как средства для стимуляции родов, прерывания беременности, для лечения бронхиальной астмы.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Знать строение и биологические свойства эйкозаноидов как физиологически активных соединений липидного происхождения.

Конкретные цели:

1.Знать общую характеристику эйкозаноидов.

2.Знать схему биосинтеза простагландинов и тромбоксанов, лейкотриенов и ферменты простагландинсинтазного комплекса.

3.Знать схему синтеза лейкотриенов.

4.Уметь анализировать биохимические основы клинического применения эйкозаноидов.

5.Объяснить противовоспалительное влияние ингибиторов синтеза простагландинов – аспирина и других НПВС.

Исходный уровень знаний-умений: знать строения ненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, строение биологических мембран, биороль гормонов, основы гормональной регуляции.

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

Содержание	и	Указания к учебным действиям
последовательность действий
1. Общая	характеристика	1.1.	Предшественники		образования
эйкозаноидов	как клеточных	эйкозаноидов.
гормонов.		1.2. Простаноиды, тромбоксаны и
		лейкотриены,		примеры	структуры
		распространенных простагландинов.
2. Биосинтез простаноидов и		2.1. Арахидоновая кислота – источник
тромбоксанов.		синтеза		эйкозаноидов	(роль
		фосфолипазы А2).
		2.2	Роль	простагландинсинтазного
		комплекса в синтезе простагландинов и
		тромбоксанов.
		2.3. Типы лейкотриенов.
		2.4.	Биосинтез		лейкотриенов
		(5-ГПЭТЕ > лейкотриены).
		78

3. Биологические			свойства	3.1.	Биологическая		роль
эйкозаноидов.				простагландинов.
				3.2. Биологическая роль тромбоксанов.
				3.3.	Биологическая	роль	лейкотриенов
				(роль медленно реагирующей субстанции в
				генезе аллергии).
				3.4.	Эйкозаноиды	как	центральные
				медиаторы воспаления (хемоатрактантые,
				вазодилятаторы, стимуляторы экссудации,
				миграции и дегрануляции лейкоцитов и
				фагоцитоза).
				3.5.	Клиническое		применение
				эйкозаноидов.
4.	Аспирин	и	другие	4.1. Блокада циклоксигеназы НПВС и ее
нестероидные				последствия.
противовоспалительные
средства	как	ингибиторы
синтеза простагландинов.

Практические навыки.

1.Создать схемы синтеза простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов.

2.Писать структурные формулы простагландинов, лейкотриенов.

Задание для индивидуальной самостоятельной работы студентов.

Обзор научной литературы по проблеме “Биологические свойства эйкозаноидов”.

Тема 13. Исследование процесса переваривания питательных веществ (белков, углеводов) в пищеварительном тракте.

Актуальность темы.

Знание биохимических основ процессов переваривания питательных веществ в желудочно-кишечном тракте необходимо врачам всех специальностей.

При заболеваниях желудка (гипо- и гипеpацидные гастриты, язвенная болезнь желудка и другие) состав желудочного сока изменяется, нарушаются процессы переваривания белков, что создает условия для развития патологических процессов в других отделах желудочно-кишечного тракта. Для постановки диагноза и оценки функции желудка особенно важное значение имеет количественное определение общей кислотности, свободной соляной кислоты и "дебит-часа", а также качественный анализ патологических составляющих желудочного сока - молочной кислоты, крови.

При дуоденитах, нарушении секреторной функции поджелудочной железы (острые и хронические панкреатиты) нарушаются процессы полостного и мембранного пищеварения как белков так и углеводов. Врожденные и приобретенные энзимопатии пищеварения углеводов, “непереносимость дисахаридов”, достаточно распространенные в наше время, поэтому знание биохимических основ диагностики данных заболеваний крайне необходимо каждому практикующему врачу.

Цель и исходный уровень знаний.

Общая цель.

Объяснять биохимические механизмы ферментативных процессов пищеварения и поступления в ткани составных компонентов нутриентов при наследственных и приобретенных нарушениях синтеза и активности ферментов расщепления белков и

79

углеводов. Уметь определять в желудочном соке качественно свободную HCl, молочную кислоту, кровь, уметь количественно методом титрования определить свободную HСl, общую кислотность, уметь по данным анализа рассчитывать виды кислотности, "дебит-час" свободной HСl.

Конкретные цели:

1.Трактовать физиологические потребности и энергетическую ценность компонентов питания человека: белков, углеводов, витаминов, микроэлементов.

2.Объяснять возникновение основных патологических процессов пищеварения в желудке и кишечнике.

Исходный уровень знаний-умений: знать анатомическое и гистологическое строение органов ЖКТ, названия ферментов которые принимают участие в пищеварении белков, углеводов, а также строение главных нутриентов: крахмал, гликоген, белки.

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. В тетрадь опытов выписать
определения		кислотности		алгоритм лабораторной работы.
желудочного		сока,	и
качественный			анализ
патологических компонентов.
2.	Биохимические		основы	2.1.		Общая		характеристика
рационального питания.				компонентов		и	содержание		питательных
				веществ	в распространенных продуктах
				питания человека:
				а) макрокомпоненты (углеводы, жиры,
				белки).
				б)	микрокомпоненты				(витамины,
				микроэлементы).
				2.2.	Физиологичные				потребности,
				энергетическая и биологическая ценность
				основных нутриентов.
				2.3. Микроэлементы, биологические и
				биохимические			функции.		Проявления
				микроэлементной недостаточности.
3.		Биологическая		3.1. Объясните чем					определяется
полноценность белков.				биологическая			полноценность			белков,
				выпишите		название		и	строение
				незаменимых		аминокислот			в	тетрадь
				самоподготовки.
				3.2. Раскройте содержание понятий:
				азотистое равновесие, позитивный и
				негативный азотистый баланс. Роль
				изучения их для обоснования норм
				белкового питания. Из расчета каких
				условий	были		установлены			нормы
				белкового питания?
4.	Биохимия	пищеварения		4.1. Докажите значение свободной HCl
белков в желудке.				в составе		желудочного			сока.	Какие

80