Темы для реферативных сообщений
1. Гликолипиды мембран: структура, функции, нарушения обмена.
2. Синтез, строение, назначение липидных "якорей", функционирование в биомембранах.
3. Влияние токсинов возбудителей холеры и дифтерии на аденилатциклазный механизм пораженной клетки.
4. Роль монооксида азота (NO) в регуляции деятельности клеток в норме и патологии, участие в действии лекарств.
5. Строение и характеристика липосом. Использование липосом для транспорта лекарственных средств.
Вопросы для самоконтроля
1) Разнообразие биомембран клетки. Основные функции биомембран.
2) Структура, свойства и роль основных липидов биомембран. Строение, локализация и значение белковых и углеводных компонентов в мембранах.
3) Надмолекулярные мембранные комплексы, построение, назначение.
4) Виды транспорта веществ через биомембраны, особенности каждого из них.
5) Основные типы рецепторов, обеспечивающих передачу гормонального сигнала в клетки-мишени, разнообразие механизмов передачи сигнала.
6) Разнообразие вторичных посредников, их взаимодействие при передаче сигнала, реакции синтеза и инактивации.
7) Липосомы, использование в медицине.
Тестовые задания
Выбрать один правильный ответ.
1. Содержание кальция и фосфатов в крови регулируют
1) адреналин и глюкагон
2) адреналин и тироксин
3) паратгормон и кальцитонин
4) кальцитонин и соматотропин
2.. Синтез глюкокортикоидов в коре надпочечников стимулирует
|
|
|
1) кортикотропин
2) кортиколиберин
3) кортизол
4) кальцитонин
5) кальцитриол
3. Функцией инсулина является
1) стимуляция липолиза
2) активация гликогенолиза
3) увеличение гликемии
4) усиление липогенез
5) активация глюконеогенеза
4. При повышении уровня соматотропина развивается
1) акромегалия
2) синдром Иценко-Кушинга
3) Базедова болезнь
4) сахарный диабет
5. Для мембраны эритроцитов человека специфичен белок
1) гемоглобин
2) Н+/АТФ-синтаза
3) гликофорин
4) Na+/Са2+–обменник
5) Na+/К+‑АТФаза
6. В составе биологических мембран присутствуют
1) эфиры холестерола и сфинголипиды
2) свободный холестерол и гликолипиды
3) фосфолипиды и триацилглицеролы
4) гликолипиды и триолеинглицеролы
7. при поддержании текучести мембран Минимальным типом движений молекул в бислое липидов является
1) латеральная диффузия
2) движение по типу "пинг-понг"
3) трансмембранный перескок "флип-флоп"
4) вращение
5) изгибание
6) хемотаксис
8. Рецептор сигнальных молекул в плазматической мембране способен
1) обеспечивать проницаемость мембраны клетки
2) специфически узнавать и реагировать с липидным окружением
3) генерировать внутриклеточный управляющий сигнал
|
|
|
4) взаимодействовать с АТФ
5) поддерживать структуру мембраны
9. Вторичными мессенджерами фосфолипидного механизма передачи регуляторного сигнала в клетку являются
1) цАМФ, цГМФ, Са2+
2) ДАГ, ИФ3, NO
3) ДАГ, ИФ3, Са2+
4) цГМФ, Са2+, NO
10. Воздействие ангиотензина на мембранный рецептор приводит к
1) открытию ионных каналов
2) синтезу вторичных посредников в мембране
3) росту каталитической активности рецептора
4) синтезу вторичных посредников в цитозоле
5) активации фосфодиэстеразы
Ситуационные задачи
1. При обследовании мальчика 5 лет врач отметил отставание умственного и психического развития, замедление роста, понижение температуры тела. Ребенок мало активен, не эмоционален. В крови снижено содержание холестерола. Указать, о дисфункции какой эндокринной железы можно думать. Пояснить, в чем причина таких симптомов.
2. Больная обратилась в клинику с жалобами на сухость во рту, сильную жажду, обильное и частое мочеиспускание, слабость, нарушение сна, похудание. Указать, для какого заболевания характерны эти симптомы. Пояснить, какие гормоны могут быть ответственны за нарушения, какие лабораторные исследования нужны для уточнения диагноза и оценки состояния обмена веществ.
|
|
|
3. Больной жалуется на сильную слабость, повышенную утомляемость. Часто бывают явления гипогликемии. Усилена пигментация кожи. Имеются анемия, лимфоцитоз, эозинофилия. Уменьшена реабсорбция натрия из мочи. Указать о недостаточности каких гормонов можно думать, пояснить почему.
Раздел 9.
Нервная и мышечная ткани. Медиаторы
ТЕМА 9.1.
Нервная и мышечная ткани. Медиаторы
Актуальность
Мышечная ткань в количественном отношении преобладает среди других тканей, её основной функцией является реализация двигательного акта, когда в ходе сокращения осуществляется работа, связанная с преобразованием специальными белками химической энергии в механическую. Источником энергии для деятельности мышц выступают химические соединения с макроэргическими связями ‑ АТФ и креатинфосфат. Распад АТФ до АДФ и неорганического фосфата напрямую связан с механизмом работы поперечнополосатого мышечного волокна. Ресинтез АТФ обеспечивается, прежде всего, креатинкиназной реакцией трансфосфорилирования АДФ креатинфосфатом (данный путь ресинтеза АТФ очень быстр и максимально эффективен: за счет каждой молекулы креатинфосфата образуется молекула АТФ) и дополнительно аденилаткиназной (миокиназной) реакцией. Запасы креатинфосфата в мышце невелики, а доступность энергии креатинфосфата имеет ценность для работающей мышцы, если только его расход постоянно возмещается синтезом АТФ в процессе метаболизма. Регенерация богатых энергией фосфатных соединений осуществляется в двух процессах ‑ гликолиза и окислительного фосфорилирования.
|
|
|
Мышечная ткань находится под контролем нервной системы и играет важную роль в поддержании структурно-функциональных характеристик организма, в том числе челюстно-лицевого аппарата.
Специфические особенности, определяемые характером функций, выполняемых нервной системой в целостном организме, проявляются в химическом составе и метаболизме нервной ткани.
Цель
1) Сформировать представление о многообразии форм нервной и мышечных тканей, их молекулярном составе, роли в поддержании структурно-функциональных характеристик челюстно-лицевой области в норме и при патологии.
2) Оценить основные метаболиты энергетического обмена мышечной ткани путем определения содержания макроэргических соединений — АТФ и креатинфосфата.
3) Оценить активность фермента холинэстеразы, катализирующего в нервной ткани распад медиатора ацетилхолина на ацетат и холин.
Вопросы для самоподготовки
1) Виды медиаторов нервной ткани, способы и химизм их образования и инактивации, механизмы действия на постсинаптические мембраны (на примере норадреналина, ГАМК, ацетилхолина, дофамина), роль Ca2+, ферментов, биологические эффекты.
2) Особенности обмена углеводов в нервной ткани. Значение глюкозы для нервной ткани, роль аэробного окисления глюкозы в энергетическом обмене, ГАМК-шунт. Влияние гипогликемии и гипоксии на метаболизм мозга.
3) Особенности обмена липидов в нервной ткани. Строение миелиновых оболочек, синтез фосфолипидов миелина, белковый компонент. Специфические белки. Прионы и болезни. Болезнь Альцгеймера, причины и последствия.
4) Малые регуляторные пептиды мозга (нейропептиды): влияние на деятельность нервной системы и роль в организме, синтез и способы инактивации (на примере преобразований проопиомеланокортина). Участие энкефалинов, эндорфинов, динорфинов в механизмах обезболивания, рецепторы.
5) Нервная ткань зуба, зубные сплетения, основные причины возникновения лицевой боли. Ноцицепторы тканей челюстно-лицевой области, биохимические механизмы ноцицепции и антиноцицепции, медиаторы болевой чувствительности, участие малых регуляторных пептидов.
6) Сократительные (миозин, актин), регуляторные (тропомиозин, тропонин), вспомогательные (миоглобин, α‑актинин и др.) белки миофибрилл.
7) Ведущая функция мышечной ткани, механизм мышечного сокращения и расслабления. Роль кальциевых каналов саркоплазматической сети, Ca2+‑зависимая АТФаза (кальциевый насос).
8) Источники АТФ при разной интенсивности и длительности работы мышц. Анаэробная энергетика мышц, механизмы и скорость утилизации лактата. Роль креатинфосфата. Максимально возможная скорость потребления О2 при выполнении мышечной работы. Кислородная задолженность организма.
9) Образование и экскреция 3‑метилгистидина. Креатинин и его клиренс. Креатинурия. Патологии мышечной ткани.
10) Особенности сердечной и гладкомышечной ткани. Белки, связывающие жирные кислоты. Биохимическая диагностика повреждений миокарда: маркёрные белки и ферменты.
Самостоятельная работа
1. Дополнить схему углеводно-энергетического обмена (см. темы 3.1, 4.1, 4.2), представив реакции ГАМК-шунта, связанные с циклом Кребса.
2. Дополнить графы таблицы аминокислот в приложении 1, представив информацию об участии аминокислот в реакциях синтеза медиаторов.
Лабораторная работа 1.
Определение содержания АТФ и креатинфосфата
в мышечной и нервной ткани
Мышечная, нервная ткани содержат макроэргические соединения – АТФ, креатинфосфат, которые по необходимости обеспечивают мозг и мышцы энергией.
Принцип
Метод основан на отщеплении при непродолжительном гидролизе в кислой среде так называемого лабильно связанного фосфора богатых энергией связей (два последних остатка фосфорной кислоты АТФ и фосфатный остаток креатинфосфата). Сравнение содержания неорганического фосфата в пробах до и после гидролиза дает представление о количестве лабильно связанного фосфора макроэргических соединений ткани мышц. Количество фосфата определяют по цветной реакции с молибдатом аммония в присутствии аскорбата.
Реактивы
1) 2,5 % раствор ТХУ, 2) 1 М раствор NaOH, 3) 1 M раствор НСl, 4) 1 % раствор молибдата аммония, 5) 1 % раствор аскорбиновой кислоты.
Калибровочный график на фосфор (лаборанты готовят заранее).
Материал для анализа
Мышечная ткань и нервная ткань (головной мозг) крысы.
Проведение анализа
Взвешивают по 0,5 г мышц (опыт-М) и нервной ткани (опыт-Н), гомогенизируют каждую навеску в 5 мл охлажденной 2,5 % ТХУ в ступке, помещенной в ледяную баню. Гомогенаты фильтруют в мерные пробирки через воронку. Осадок на фильтре промывают 5 мл холодной дистиллированной Н2О. Объём пробы в каждой пробирке доводят водой до 10 мл. Оценку содержания неорганического фосфата в опытных и контрольной пробах проводят по таблице:
| Реагенты, мл | Опыт | Контроль |
| Безбелковый фильтрат | 0,5 | 0,5 |
| НСl | 1,0 | 1,0 |
| Кипятят 10 мин (гидролиз фосфорных связей), охлаждают | Не кипятить!!! | |
| NaOH | 1,0 | 1,0 |
| Н2О | 7,5 | 7,5 |
| Переносят по 5 мл жидкости в чистые пробирки | ||
| Молибдат аммония | 0,5 | 0,5 |
| Аскорбиновая кислота | 0,5 | 0,5 |
| Н2О | 2,0 | 2,0 |
| Пробы перемешивают, инкубируют 10 мин при комнатной температуре и колориметрируют при длине волны 670 нм против воды в кювете 1 см | ||
Расчёты:
Неорганический фосфат в пробах опыт-М и опыт-Н после гидролиза представляет собой сумму лабильно связанного фосфата и тканевых фосфатных солей, в контроле ‑ только фосфатные соли. Вклад лабильно связанного фосфата макроэргов вычисляют по разности экстинкций опытной пробы (М или Н) и контроля
ЕЛФМ = ЕОП ‑ ЕК
где: ЕЛФМ ‑ экстинкция лабильно связанного фосфата суммы макроэргов,
ЕОП ‑ экстинкция опытной пробы, ЕК – экстинкция контрольной пробы.
Разность (ЕЛФМ) используют для поиска концентрации лабильно связанного неорганического фосфата макроэргов по прилагаемому к работе калибровочному графику. Количество лабильно связанного фосфата рассчитывают по формуле:
Х = А • 3,3 • 400 • 1000 ,
где: X ‑ содержание макроэргических соединений (в пересчете на 1 мг АТФ в 1 кг сырой ткани); А ‑ содержание АТФ в пробе (мг);
3,3 • 400 ‑ коэффициенты пересчета на 1 г ткани с учётом разведения растворов; 1000 ‑ коэффициент пересчёта на 1 кг ткани.
Оформление работы
Указывают принцип метода, регистрируют показания прибора, делают расчеты и выводы по содержанию и роли макроэргов в нервной и мышечной тканях.
Лабораторная работа 2.
Определение активности холинэстеразы
в сыворотке крови
Ферменты синтеза медиаторов ацетилхолина и норадреналина находятся в постсинаптических окончаниях соответствующих нервных волокон, фермент распада ацетилхолина (холинэстераза) — на поверхности постсинаптической мембраны. Ацетилхолин при инактивации распадается на ацетат и холин, из которых идёт его синтез. В отличие от ацетилхолина норадреналин не превращается в исходный тирозин, продукты инактивации повторно не используются и модифицируются далее. Ацетилхолин реагирует с рецепторами и холинэстеразой; прозерин конкурирует за связывание ацетилхолина лишь с холинэстеразой. Прозерин – конкурентный ингибитор, его действие на холинэстеразу снижается при повышении концентрации ацетилхолина. Эффект прозерина (усиление парасимпатических реакций) при введении ацетилхолина не снижается. Прозерин вызывает накопление в синапсе ацетилхолина, беспрепятственно действующего на рецепторы. Дополнительное введение ацетилхолина может высвободить холинэстеразу, но не снизит уровень ацетилхолина и возбуждение
Принцип
Холинэстераза катализирует реакцию гидролиза ацетилхолина с образованием холина и уксусной кислоты. В итоге меняется рН буферного раствора, поэтому мерой активности фермента может быть изменение рН инкубационной среды.
Реактивы
1) 3,5% раствор ацетилхолина, 2) раствор мединала для калибровочной кривой (10,3 г мединала в 500 мл воды), 3) 0,1 М раствор НСl, 4) веронал-мединаловый буфер, рН 8,4 (2,06 г мединала в 100 мл воды и 82,3 мл этого раствора смешать с 17,7 мл 0,1 М раствора НСl), 5) 0,02 % феноловый красный на 0,025 М растворе НСl, 6) раствор прозерина.
Лаборанты заранее готовят калибровочный график, используя для его построения ряд буферных растворов с разными значениями рН:
| Компоненты, мл | Значение рН | ||||||||
| 7,0 | 7,2 | 7,4 | 7,6 | 7,8 | 8,0 | 8,2 | 8,4 | 8,6 | |
| Раствор мединала | 5,36 | 5,54 | 5,81 | 6,15 | 6,62 | 7,16 | 7,69 | 8,23 | 8,71 |
| 0,1 М раствор НСl | 4,64 | 4,46 | 4,19 | 3,85 | 3,38 | 2,84 | 2,31 | 1,77 | 1,29 |
К 10 мл буферов добавляют по 0,1 мл фенолового красного и определяют экстинкцию (аналогично опытным пробам). При построении графика по оси ординат откладывают величины экстинкции, по оси абсцисс – значения рН.
Материал для анализа
Сыворотка или плазма крови.
Проведение анализа
Готовят 2 опытные пробы и 1 контрольную пробу согласно таблице:
| Реагенты, мл | Опыт 1 | Опыт 2 | Контроль |
| Буферный раствор | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| Плазма/сыворотка крови | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Раствор ацетилхолина | 0,5 | 0,5 | ‑ |
| Н2О дистиллированная | ‑ | ‑ | 0,5 |
| Раствор прозерина | ‑ | 0,1 | ‑ |
| Перемешивают, инкубируют 57 мин при 37°С | |||
| Н2О дистиллированная | 3,5 | 3,4 | 3,5 |
| Р-р фенолового красного | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Перемешивают, инкубируют 3 мин при 37°С (в сумме инкубация 1 час). Измеряют оптическую плотность всех проб против воды в кювете 1 см при длине волны 536 нм (зелёный светофильтр) | |||
Расчёты
Активность ацетилхолинэстеразы оценивают:
1) согласно калибровочному графику по величине изменения рН (опытной пробы 1 относительно контроля, а также между опытными пробами 1 и 2),
2) в миллимолях уксусной кислоты на 1 л сыворотки за 1 ч инкубации.
Оформление работы
Указывают принцип метода, регистрируют результаты, делают расчёты, вывод.
Вопросы для самоконтроля
1) Разнообразие нервной и мышечной ткани. Локализация и функции.
2) Разнообразие рецепторного аппарата клетки. Строение и функционирование синапса, роль кальция, постсинаптической мембраны и ферментов.
3) Виды медиаторов, их синтез и инактивация, роль. Аминокислоты – медиаторы, обмен аминокислот (тирозина, глутамата, триптофана и др.), участвующих в образовании медиаторов. Нервно-мышечная передача.
4) Нейропептиды, синтез и рецепция, роль в нервной ткани и организме, участие в болевых реакциях. Нервная ткань зуба, ноцицепторы челюстно-лицевой области, биохимия боли. Химизм боли после мышечной нагрузки.
5) Обмен углеводов и энергетика в нервной и мышечной ткани, роль глюкозы и О2, энергетические субстраты, значение гликолиза и глюконеогенеза, ЦТК и окислительного фосфорилирования, гипогликемии и гипоксии. АТФазы.
6) Липиды нервной ткани. Строение и функции миелина, роль липидного и белкового компонента, миелиновые болезни.
7) Сократительные, вспомогательные и регуляторные белки мышц, их роль. Механизм сокращения–расслабления, источники АТФ и потребление О2. Креатинфосфат. Патологии мышечной ткани, диагностика.
8) Особенности сердечной и гладкомышечной ткани. Жирные кислоты и миокард. Диагностика повреждений миокарда.
Тестовые задания
Выбрать один правильный ответ.
1. Темные полоски (А‑диски) миофибрилл образованы
1) актином
2) миозином
3) тропонином
4) миоглобином
5) кальмодулином
2. Метилтрансферазы катализируют посттрансляционную модификацию миозина и актина по остаткам
1) гистидина и лизина
2) пролина и лизина
3) пролина и гидроксипролина
4) пролина и гистидина
3. При диагностике инфаркта миокарда в крови определяют концентрацию
1) тропонина Т и I
2) тропонина Т и С
3) тропонина С и ионов Са2+
4) тропонина Т и ионов Са2+
5) тропонина С и I
4. Открытие кальциевых каналов саркоплазматического ретикулума вызывает выброс медиатора
1) дофамина
2) адреналина
3) ацетилхолина
4) норадреналина
5) фосфатидилхолина
5. Основной энергетический субстрат для миокарда – это
1) кетоновые тела
2) жирные кислоты
3) глюкоза
4) аминокислоты
5) циклонуклеотиды
6. Нервно-паралитические яды (табун, зарин) нарушают нервно-мышечную передачу и вызывают смерть от остановки дыхания путем ингибирования
1) альдолазы
2) гексокиназы
3) моноаминооксидазы
4) ацетилхолинэстеразы
5) креатинкиназы
7. Поступление глюкозы в нейрон обеспечивает переносчик
1) GLUT-1
2) GLUT-2
3) GLUT-3
4) GLUT-4
5) GLUT-5
8. В механизмах передачи сигнала при возникновении и проведении нервного импульса участвуют ионы
1) К+, Са2+, Nа+, I–
2) Nа+, Cl–, К+, Са2+
3) Nа+, Cl–, Mg2+, К+
4) Cl–, К+, Nа+, Мn2+
5) К+, Fe2+, Nа+, Cl–
9. Возбуждающим медиатором в нервной системе служит
1) ГАМК
2) глицин
3) глутамат
4) серотонин
5) аденозин
10. норадреналин в адренергических синапсах не может
1) влиять на α‑ или β‑адренорецепторы
2) реабсорбироваться и повторно использоваться
3) реабсорбироваться и инактивироваться моноаминооксидазами
4) взаимодействовать с рецепторами пресинаптической мембраны
5) реабсорбироваться и инактивироваться эстеразами
Ситуационные задачи
1. У больных алкоголизмом часты расстройства функции ЦНС – потеря памяти, психозы. Указать, какие изменения биохимических показателей крови и мочи присущи этой патологии. Пояснить, избыток какого токсичного для мозга метаболита характерен при алкоголизме, какой кофермент является основным в утилизации этого метаболита, в катализе каких реакций участвует и какие продукты можно рекомендовать для снижения дефицита кофермента.
2. Боли в области сердца могут возникать как при приступах ишемической болезни сердца, так и при язве желудка или 12-перстной кишки. Предложить биохимические способы дифференциальной диагностики этих заболеваний по показателям плазмы крови.
3. Появление эпилептиформных припадков может сопровождаться гиповитаминозом по витаминам группы В. Указать, недостаточность какого витамина ответственна за возникновение припадков. Пояснить, почему нарушается баланс возбуждения и торможения в нервной ткани.
ТЕМА
"Системы регуляции и биомембраны.
Гормоны и медиаторы"
(контрольное занятие по разделам 8 и 9)
Вопросы для самоподготовки
Мембраны и рецепция
1. Разнообразие компонентов биомембран, строение клеточных мембран, межмолекулярные связи и взаимодействия в составе мембран. Липопротеины, гликопротеины и гликолипиды. Состав, локализация и назначение углеводного компонента мембран, участие в рецепции и контактах клетки.
2. Строение, свойства и функции мембранных липидов. Значение полиненасыщенных жирных кислот и холестерола, мембраны как источник регуляторных веществ. Анулярные липиды. Липидные якоря: происхождение, синтез и назначение.
3. Белки мембран, классификации по локализации и функциям. Поверхностные и трансмембранные белки и ферменты, каталитический домен. Участие в сигналинге.
4. Свойства и основные функции биомембран клетки. Разнообразие и специфика мембран. Асимметрия липидов клеточной мембраны и её функциональное значение, флиппазы. Маркёрные ферменты.
5. Особенности мембран клетки: плазматическая и ядерная мембраны, мембраны митохондрий, эндоплазматической сети, лизосом, пероксисом. Каналы и поры плазмолеммы и мембран клеточных органелл.
6. Биохимическое обеспечение активных и пассивных механизмов трансмембранного переноса малых веществ и макромолекул (простой и облегченной диффузии, активного транспорта, эндо- и экзоцитоза).
7. Липосомы как модельная система биомембран, их строение, применение в фармации и медицине.
8. Мембранные механизмы передачи гормонального сигнала в клетку-мишень. Виды рецепторов плазмолеммы: с ферментативной активностью, с ионопроводящей активностью и связанные с G-белками. Регуляция работы рецепторного аппарата (фосфорилирование, понижающая регуляция).
9. Взаимодействие вторичных посредников при передаче сигнала в клетку.
10. Системы вторичных посредников и рецепторы, связанные с G-белками, взаимодействие этих систем. Аденилатциклазный и кальций-фосфолипидный механизмы действия гормонов: трансдукция сигнала рецептором, протеинкиназы и фосфорилирование белков, ответственных за проявление эффекта. Строение вторичных посредников, источники и реакции синтеза.
11. Ионы кальция как вторичные посредники, регуляция уровня кальция в цитозоле клетки, кальмодулин, кальциевые каналы, биологическая роль Са.
12. Общая характеристика гуанилатциклазного механизма действия гормонов, мембраноассоциированный и растворимый рецепторы, взаимосвязь с синтезом NO. Строение вторичных посредников, источники и реакции синтеза.
13. Цитозольно-ядерный механизм действия гормонов. Отличие от мембранного механизма передачи гормонального сигнала в клетку. Цитозольные и ядерные рецепторы, понятие «гормон-чувствительный элемент». Механизм действия стероидных гормонов, активных форм витамина D3.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 114; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!